Мы поможем в написании ваших работ!
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
|
Расчет и построение диаграмм удельных давлений на шатунные шейки
Схема сил действующих на шатунную шейку показана на рис. 7
Рис. 7 Силы, действующие на шатунную шейку
Сила z радиальная составляющая. За положительное направление этой силы принимается от центра шатунной шейки к оси коленчатого вала. T – тангенциальная составляющая за положительное направление принимается направление совпадающее с направлением вращения кри вошипа. Pr – сила инерции от части массы шатуна mшr совершающее вращательное движение. Эта сила постоянная по модулю, но переменная по направлению. Модуль этой силы равен
*)
При оценке величины этой силы необходимо по известному значению диаметра цилиндра задаться массой шатуна.
Для построения векторной диаграммы удельных давлений на шатунную шейку выбирают систему координат жестко связанную с центром шатунной шейки. Последующие расчеты выполняются в модуле Excel.
Последовательность заполнения таблицы:
1. В первую колонку заносится угол поворота коленчатого вала φ с интервалом в 10° начиная от 0° и до 720°.
2. Во второй столбец заносится значение тангенциальной силы Т1,МПа, заимствуется из динамического расчета.
3. В третий столбец заносится значение силы Z1,MПa, заимствуется из динамического расчета.
4. В четвёртый столбец заносится значение силы Рг МПа, которая рассчитывается по формуле (*).
5. В пятый столбец заносится значение удельной силы Rш’,МПа, которая рассчитывается по следующей формуле:
6. В шестой столбец заносится среднее значение удельной силы Rшcp,МПа, которая рассчитывается по следующей формуле:
7. В седьмой столбец заносится значение удельной силы Rш’, МПа, рассчитывается по следующей формуле:
8. В восьмой столбец заносится среднее значение удельной силы Rшср’’,МПа, которая рассчитывается по следующей формуле:
9.В д евятый столбец заносится значение силы Z,МПа, заимствованной из динамического расчёта взятое с обратным знаком.
Расчетные значения необходимые для построения диаграмм представлены в таблице 4.
Расчет удельных давлений на шатунные шейки таблица 4
φ°
| φ, рад
| T/2
| z/2
| ψ, рад
| T(i+1)/2∙cos(ψ)
| z (i+1) 2*sin (5)
| z (i+1) 2*cos (5)
| T(i+1) 2*sin(5)
| Σпр Т
| Σпр z
| R k
| R k ср
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,000
| 0,000
| -0,739
| 2,094
| -0,136
| 0,223
| 0,129
| 0,235
| 0,087
| 0,375
| 0,386
| 0,815
| -0,087
| -0,375
|
| 0,175
| -0,158
| -0,704
| 2,094
| -0,124
| 0,275
| 0,159
| 0,216
| -0,008
| 0,329
| 0,329
| 0,815
| 0,008
| -0,329
|
| 0,349
| -0,286
| -0,606
| 2,094
| -0,105
| 0,314
| 0,181
| 0,181
| -0,077
| 0,244
| 0,256
| 0,815
| 0,077
| -0,244
|
| 0,524
| -0,360
| -0,465
| 2,094
| -0,080
| 0,339
| 0,196
| 0,139
| -0,102
| 0,131
| 0,166
| 0,815
| 0,102
| -0,131
|
| 0,698
| -0,369
| -0,310
| 2,094
| -0,054
| 0,353
| 0,204
| 0,093
| -0,069
| 0,013
| 0,070
| 0,815
| 0,069
| -0,013
|
| 0,873
| -0,315
| -0,168
| 2,094
| -0,027
| 0,360
| 0,208
| 0,046
| 0,019
| -0,087
| 0,089
| 0,815
| -0,019
| 0,087
|
| 1,047
| -0,212
| -0,063
| 2,094
| 0,000
| 0,362
| 0,209
| 0,000
| 0,150
| -0,146
| 0,210
| 0,815
| -0,150
| 0,146
|
| 1,222
| -0,085
| -0,008
| 2,094
| 0,027
| 0,361
| 0,208
| -0,046
| 0,303
| -0,154
| 0,340
| 0,815
| -0,303
| 0,154
|
| 1,396
| 0,044
| -0,004
| 2,094
| 0,054
| 0,355
| 0,205
| -0,093
| 0,452
| -0,108
| 0,465
| 0,815
| -0,452
| 0,108
|
| 1,571
| 0,152
| -0,043
| 2,094
| 0,081
| 0,342
| 0,197
| -0,140
| 0,574
| -0,015
| 0,575
| 0,815
| -0,574
| 0,015
|
| 1,745
| 0,228
| -0,108
| 2,094
| 0,106
| 0,318
| 0,184
| -0,184
| 0,652
| 0,108
| 0,661
| 0,815
| -0,652
| -0,108
|
| 1,920
| 0,267
| -0,185
| 2,094
| 0,128
| 0,282
| 0,163
| -0,221
| 0,676
| 0,243
| 0,718
| 0,815
| -0,676
| -0,243
|
| 2,094
| 0,271
| -0,257
| 2,094
| 0,141
| 0,232
| 0,134
| -0,244
| 0,644
| 0,368
| 0,742
| 0,815
| -0,644
| -0,368
|
| 2,269
| 0,249
| -0,318
| 2,094
| 0,143
| 0,171
| 0,099
| -0,247
| 0,563
| 0,466
| 0,731
| 0,815
| -0,563
| -0,466
|
| 2,443
| 0,209
| -0,362
| 2,094
| 0,129
| 0,106
| 0,061
| -0,224
| 0,445
| 0,525
| 0,688
| 0,815
| -0,445
| -0,525
|
| 2,618
| 0,160
| -0,391
| 2,094
| 0,100
| 0,048
| 0,028
| -0,173
| 0,308
| 0,536
| 0,619
| 0,815
| -0,308
| -0,536
|
| 2,793
| 0,107
| -0,408
| 2,094
| 0,057
| 0,009
| 0,005
| -0,099
| 0,174
| 0,502
| 0,531
| 0,815
| -0,174
| -0,502
|
| 2,967
| 0,053
| -0,416
| 2,094
| 0,009
| -0,002
| -0,001
| -0,016
| 0,061
| 0,433
| 0,438
| 0,815
| -0,061
| -0,433
|
| 3,142
| 0,000
| -0,418
| 2,094
| -0,032
| 0,016
| 0,009
| 0,055
| -0,016
| 0,354
| 0,354
| 0,815
| 0,016
| -0,354
|
| 3,316
| -0,053
| -0,416
| 2,094
| -0,052
| 0,048
| 0,028
| 0,091
| -0,057
| 0,298
| 0,303
| 0,815
| 0,057
| -0,298
|
| 3,491
| -0,107
| -0,409
| 2,094
| -0,039
| 0,057
| 0,033
| 0,068
| -0,090
| 0,309
| 0,322
| 0,815
| 0,090
| -0,309
|
| 3,665
| -0,161
| -0,394
| 2,094
| 0,014
| -0,031
| -0,018
| -0,024
| -0,178
| 0,436
| 0,472
| 0,815
| 0,178
| -0,436
|
| 3,840
| -0,212
| -0,368
| 2,094
| 0,088
| -0,324
| -0,187
| -0,153
| -0,447
| 0,707
| 0,837
| 0,815
| 0,447
| -0,707
|
| 4,014
| -0,255
| -0,326
| 2,094
| 0,111
| -0,851
| -0,491
| -0,191
| -0,995
| 1,008
| 1,417
| 0,815
| 0,995
| -1,008
|
| 4,189
| -0,282
| -0,268
| 2,094
| 0,000
| -1,623
| -0,937
| 0,000
| -1,905
| 1,205
| 2,254
| 0,815
| 1,905
| -1,205
|
| 4,363
| -0,286
| -0,198
| 2,094
| -0,273
| -2,100
| -1,213
| 0,473
| -2,659
| 0,937
| 2,819
| 0,815
| 2,659
| -0,937
|
| 4,538
| -0,259
| -0,123
| 2,094
| -0,773
| -2,833
| -1,636
| 1,339
| -3,864
| 0,419
| 3,887
| 0,815
| 3,864
| -0,419
|
| 4,712
| -0,199
| -0,056
| 2,094
| -0,733
| -1,638
| -0,946
| 1,269
| -2,570
| -0,267
| 2,584
| 0,815
| 2,570
| 0,267
|
| 4,887
| -0,114
| -0,011
| 2,094
| -0,239
| -0,348
| -0,201
| 0,415
| -0,702
| -0,203
| 0,730
| 0,815
| 0,702
| 0,203
|
| 5,061
| -0,019
| 0,002
| 2,094
| -0,180
| -0,166
| -0,096
| 0,312
| -0,366
| -0,218
| 0,426
| 0,815
| 0,366
| 0,218
|
| 5,236
| 0,064
| -0,019
| 2,094
| -0,160
| -0,082
| -0,047
| 0,276
| -0,177
| -0,210
| 0,275
| 0,815
| 0,177
| 0,210
|
| 5,411
| 0,105
| -0,056
| 2,094
| -0,166
| -0,027
| -0,015
| 0,288
| -0,088
| -0,216
| 0,233
| 0,815
| 0,088
| 0,216
|
| 5,585
| 0,078
| -0,066
| 2,094
| -0,185
| 0,030
| 0,018
| 0,320
| -0,076
| -0,272
| 0,283
| 0,815
| 0,076
| 0,272
|
| 5,760
| -0,028
| 0,036
| 2,094
| -0,204
| 0,099
| 0,057
| 0,353
| -0,133
| -0,446
| 0,465
| 0,815
| 0,133
| 0,446
|
| 5,934
| -0,177
| 0,374
| 2,094
| -0,214
| 0,176
| 0,101
| 0,370
| -0,214
| -0,845
| 0,872
| 0,815
| 0,214
| 0,845
|
| 6,109
| -0,221
| 0,982
| 2,094
| -0,211
| 0,253
| 0,146
| 0,365
| -0,179
| -1,493
| 1,503
| 0,815
| 0,179
| 1,493
|
| 6,283
| 0,000
| 1,874
| 2,094
| -0,195
| 0,321
| 0,185
| 0,338
| 0,126
| -2,397
| 2,400
| 0,815
| -0,126
| 2,397
|
| 6,458
| 0,546
| 2,425
| 2,094
| -0,170
| 0,375
| 0,217
| 0,294
| 0,752
| -2,936
| 3,030
| 0,815
| -0,752
| 2,936
|
| 6,632
| 1,546
| 3,271
| 2,094
| -0,138
| 0,414
| 0,239
| 0,239
| 1,822
| -3,749
| 4,169
| 0,815
| -1,822
| 3,749
|
| 6,807
| 1,465
| 1,892
| 2,094
| -0,104
| 0,439
| 0,253
| 0,179
| 1,800
| -2,324
| 2,940
| 0,815
| -1,800
| 2,324
|
| 6,981
| 0,479
| 0,402
| 2,094
| -0,069
| 0,453
| 0,261
| 0,119
| 0,863
| -0,782
| 1,164
| 0,815
| -0,863
| 0,782
|
| 7,156
| 0,361
| 0,192
| 2,094
| -0,033
| 0,450
| 0,260
| 0,058
| 0,777
| -0,510
| 0,929
| 0,815
| -0,777
| 0,510
|
| 7,330
| 0,319
| 0,094
| 2,094
| 0,000
| 0,444
| 0,256
| 0,000
| 0,763
| -0,351
| 0,840
| 0,815
| -0,763
| 0,351
|
| 7,505
| 0,332
| 0,031
| 2,094
| 0,031
| 0,420
| 0,242
| -0,054
| 0,783
| -0,219
| 0,813
| 0,815
| -0,783
| 0,219
|
| 7,679
| 0,370
| -0,035
| 2,094
| 0,060
| 0,399
| 0,230
| -0,105
| 0,829
| -0,091
| 0,834
| 0,815
| -0,829
| 0,091
|
| 7,854
| 0,407
| -0,114
| 2,094
| 0,087
| 0,371
| 0,214
| -0,152
| 0,866
| 0,052
| 0,867
| 0,815
| -0,866
| -0,052
|
| 8,029
| 0,427
| -0,203
| 2,094
| 0,111
| 0,332
| 0,192
| -0,192
| 0,870
| 0,203
| 0,893
| 0,815
| -0,870
| -0,203
|
| 8,203
| 0,421
| -0,292
| 2,094
| 0,129
| 0,285
| 0,165
| -0,223
| 0,835
| 0,350
| 0,906
| 0,815
| -0,835
| -0,350
|
| 8,378
| 0,390
| -0,370
| 2,094
| 0,141
| 0,232
| 0,134
| -0,244
| 0,762
| 0,481
| 0,901
| 0,815
| -0,762
| -0,481
|
| 8,552
| 0,339
| -0,433
| 2,094
| 0,139
| 0,167
| 0,096
| -0,241
| 0,646
| 0,578
| 0,867
| 0,815
| -0,646
| -0,578
|
| 8,727
| 0,276
| -0,478
| 2,094
| 0,121
| 0,099
| 0,057
| -0,209
| 0,496
| 0,630
| 0,802
| 0,815
| -0,496
| -0,630
|
| 8,901
| 0,207
| -0,507
| 2,094
| 0,083
| 0,040
| 0,023
| -0,144
| 0,331
| 0,627
| 0,709
| 0,815
| -0,331
| -0,627
|
| 9,076
| 0,137
| -0,523
| 2,094
| 0,029
| 0,005
| 0,003
| -0,050
| 0,171
| 0,570
| 0,595
| 0,815
| -0,171
| -0,570
|
| 9,250
| 0,067
| -0,519
| 2,094
| -0,035
| 0,006
| 0,003
| 0,061
| 0,037
| 0,455
| 0,457
| 0,815
| -0,037
| -0,455
|
| 9,425
| 0,000
| -0,512
| 2,094
| -0,099
| 0,051
| 0,029
| 0,172
| -0,048
| 0,311
| 0,315
| 0,815
| 0,048
| -0,311
|
| 9,599
| -0,062
| -0,485
| 2,094
| -0,151
| 0,139
| 0,081
| 0,262
| -0,074
| 0,143
| 0,161
| 0,815
| 0,074
| -0,143
|
| 9,774
| -0,121
| -0,461
| 2,094
| -0,179
| 0,260
| 0,150
| 0,310
| -0,040
| 0,000
| 0,040
| 0,815
| 0,040
| 0,000
|
| 9,948
| -0,175
| -0,428
| 2,094
| -0,176
| 0,393
| 0,227
| 0,305
| 0,042
| -0,104
| 0,112
| 0,815
| -0,042
| 0,104
|
| 10,123
| -0,221
| -0,384
| 2,094
| -0,140
| 0,514
| 0,297
| 0,243
| 0,152
| -0,156
| 0,218
| 0,815
| -0,152
| 0,156
|
| 10,297
| -0,258
| -0,329
| 2,094
| -0,078
| 0,598
| 0,345
| 0,135
| 0,262
| -0,150
| 0,302
| 0,815
| -0,262
| 0,150
|
| 10,472
| -0,282
| -0,267
| 2,094
| 0,000
| 0,628
| 0,362
| 0,000
| 0,346
| -0,095
| 0,359
| 0,815
| -0,346
| 0,095
|
| 10,647
| -0,278
| -0,193
| 2,094
| 0,079
| 0,610
| 0,352
| -0,137
| 0,410
| -0,022
| 0,411
| 0,815
| -0,410
| 0,022
|
| 10,821
| -0,241
| -0,115
| 2,094
| 0,143
| 0,525
| 0,303
| -0,248
| 0,427
| 0,060
| 0,431
| 0,815
| -0,427
| -0,060
|
| 10,996
| -0,166
| -0,047
| 2,094
| 0,180
| 0,403
| 0,233
| -0,312
| 0,417
| 0,126
| 0,436
| 0,815
| -0,417
| -0,126
|
| 11,170
| -0,058
| -0,006
| 2,094
| 0,185
| 0,268
| 0,155
| -0,320
| 0,395
| 0,170
| 0,430
| 0,815
| -0,395
| -0,170
|
| 11,345
| 0,070
| -0,007
| 2,094
| 0,157
| 0,145
| 0,084
| -0,272
| 0,373
| 0,195
| 0,421
| 0,815
| -0,373
| -0,195
|
| 11,519
| 0,198
| -0,059
| 2,094
| 0,106
| 0,054
| 0,031
| -0,184
| 0,359
| 0,211
| 0,416
| 0,815
| -0,359
| -0,211
|
| 11,694
| 0,302
| -0,161
| 2,094
| 0,042
| 0,007
| 0,004
| -0,073
| 0,351
| 0,230
| 0,420
| 0,815
| -0,351
| -0,230
|
| 11,868
| 0,358
| -0,301
| 2,094
| -0,022
| 0,004
| 0,002
| 0,038
| 0,340
| 0,261
| 0,428
| 0,815
| -0,340
| -0,261
|
| 12,043
| 0,352
| -0,454
| 2,094
| -0,076
| 0,037
| 0,021
| 0,132
| 0,313
| 0,301
| 0,434
| 0,815
| -0,313
| -0,301
|
| 12,217
| 0,280
| -0,593
| 2,094
| -0,114
| 0,094
| 0,054
| 0,197
| 0,260
| 0,342
| 0,430
| 0,815
| -0,260
| -0,342
|
| 12,392
| 0,155
| -0,690
| 2,094
| -0,133
| 0,160
| 0,092
| 0,231
| 0,182
| 0,367
| 0,410
| 0,815
| -0,182
| -0,367
|
| 12,566
| 0,000
| -0,725
| 2,094
| -0,136
| 0,223
| 0,129
| 0,235
| 0,087
| 0,361
| 0,372
| 0,815
| -0,087
| -0,361
|
На основании расчетов, выполненных в таблице строится векторная диаграмма удельных давлений на шатунную шейку. Для этого активизируются значения второго и третьего столбцов. Для построения развернутых диаграмм активизируются столбцы: первый, пятый, шестой, седьмой, восьмой. Диаграммы представлены на рис. 8 и рис. 9.
рис.8 Разверну тая диаграмма нагрузки на шатунную шейку
рис.9 Векторная диаграмма нагрузки на шатунную шейку
По развернутой диаграмме определяются отношения: Rш’max/Rш’ср и Rш’’max/Rш’’ср. Полученный значения не должны выходить из диапазона 3÷4. По величине этих соотношений оценивается степень динамичности нагрузки в сопряжении шейка-подшипник.
|