Расчет коленчатого вала.

Расчет коленчатого вала.

Коленчатый вал двигателя ВАЗ 2101 имеет четыре кривошипа.

Эскиз коленчатого вала

Рассмотрим коленчатый вал двигателя ВАЗ 2101.

1 – носовая часть коленчатого вала

2 – коренная шейка коленчатого вала

3 – шатунная шейка коленчатого вала

4 – щеки коленчатого вала

5 – противовесы

6 – выходная часть коленчатого вала (хвостовая часть)

Основные нагрузки, действующие на коленчатый вал:

1. Силы от давления продуктов сгорания, которые передаются от шатуна к шатунной шейке.

2. Силы от вращающихся частей коленчатого вала и присоединенных к нему элементов кривошипно-шатунного механизма, которые примыкают к коленчатому валу.

3. Крутящий момент (момент полезного сопротивления двигателя)

В качестве расчетной схемы коленчатого вала принимается упрощенная схема из одного вырезанного кривошипа.

Для расчета вырезанного кривошипа выбирается наиболее нагруженный кривошип.

Расчет коленчатого вала является проверочным.

Основные размеры коленчатого вала выбираются из статистических данных.

ρ; – радиус сопряжения щеки с коренной шейкой

l – расстояние между серединами подшипников коренных шеек

d_к.ш. – диаметр коренной шейки

δ_к.ш. – внутренний диаметр коренной шейки

d_ш.ш. – диаметр шатунной шейки

δ_ш.ш. – внутренний диаметр шатунной шейки

h – толщина щеки

r – радиус кривошипа

l _ш.ш. – длина шатунной шейки

l _к.ш. – длина коренной шейки

Статистические данные для карбюраторных двигателей с однорядным расположением цилиндров.

Параметр	Значение
dк.ш./D	(0.65÷0.80)
dш.ш./D	(0.60÷.70)
l к.ш./ dк.ш	Средняя корен. шейка: (0.5÷0.6)
Крайняя корен. шейка: (0.75÷0.84)
l ш.ш./ dш.ш	(0.45÷0.65)
b/D (ширина щеки)	(1÷1.25)
ρ;/h	(0.15÷0.20)
h/D	0.2
δк.ш./dк.ш	-
δш.ш./dш.ш	-

 

d_к.ш=0.75·76=57 мм

d_ш.ш=0.7·76=53.2 мм

Средняя коренная шейка: l _к.ш.с=0.55·57=31.35 мм

Крайняя коренная шейка: l _к.ш.к=0.8·57=45.6 мм

l _ш.ш=0.55·53.2=29.26 мм

h=0.2·76=15.2 мм

b=1·76=76 мм

l= (l _к.ш+ l _ш.ш+2·h)=(45.6+29.26+2·15.2)=105.26 мм

ρ;=0.17·15.2=2.584 мм

В связи с тем, что основные элементы коленчатого вала при работе двигателя вращаются вокруг продольной оси вала, а величина и направление основных нагрузок изменяются, то расчет коленчатого вала должен выполняться с учетом усталости материала.

 

Расчетная схема кривошипа

К_щ – центробежные силы щек

К – сила действующая вдоль по кривошипу

К_ш.ш. – центробежная сила инерции шатунной шейки

К_ш.к. – центробежная сила инерции массы шатуна, отнесенная к кривошипу

К_пр – центробежная сила инерции противовеса

Т – тангенциальная сила

R_T, R_K – реакции опор

М_i – крутящий момент