Розрахунок навантажень на шатунні шийки й підшипники

В однорядному двигуні шатунна шийка навантажена силою Q_A, переданою по шатуні, і силою інерції P_BL обертової маси шатуна. Для зручності розрахунків, силу Q_A заміняють двома силами – Z_A, спрямовану до центра обертання кривошипа, і T_A, спрямованої під кутом 90º до Z_A убік обертання кривошипа (рисунок. 4.4). Шатунний підшипник навантажений реакціями шатунної шийки (рисунок. 4.5).

При розрахунку навантаження на шатунну шийку К_Ш, використають систему координат Z_Ш – Т_Ш, що обертається разом з колінчатим валом. А складові реакції при розрахунку навантаження на підшипник, R_Ш, визначають у системі координат R_ZШ – R_ТШ, жорстко пов’язані із шатуном (див. рис. 4.5).

Радіальна складова навантаження на шатунну шийку, кН:

. (4.23)

Тангенціальна складова навантаження на шатунну шийку, кН:

. (4.24)

Повне навантаження на шатунну шийку, кН:

. (4.25)

Отримані значення навантажень Z_Ш і Т_Ш можна використати для визначення навантажень на шатунний підшипник. Складові навантажень, кН:

; (4.26)

. (4.27)

Повне навантаження на шатунний підшипник, кН:

. (4.28)

Значення Z_A і Т_А при заданому куті повороту кривошипа вибирають із таблиці 4.1. Всі розрахунки по пункті 4.5 для кутів повороту кривошипа від нуля до 710º с кроком Da= 10º представлені в таблиці 4.3.

За результатами даного розрахунку побудовані годографи навантажень на шатунну шийку й шатунний підшипник, рисунок 4.6.

Таблиця 4.3- Розрахунок навантажень на шатунні шийки й підшипники

a	Za	Рвl	Zш	Тш	Кш	Rzш	Rтш	Rш
град	кН	кН	кН	кН	кН	кН	кН	кН

	-16,382	-8,978	-25,360	0,000	25,360	-25,360	0,000	25,360
	-15,465	-8,978	-24,443	-3,510	24,694	-24,613	1,987	24,694
	-13,184	-8,978	-22,162	-6,287	23,037	-22,711	3,864	23,037
	-9,944	-8,978	-18,922	-7,783	20,460	-19,698	5,533	20,460
	-6,402	-8,978	-15,380	-7,730	17,214	-15,764	6,915	17,214
	-3,247	-8,978	-12,225	-6,208	13,711	-11,167	7,955	13,711
	-1,028	-8,978	-10,006	-3,592	10,631	-6,206	8,632	10,631
	-0,037	-8,978	-9,015	-0,444	9,026	-1,188	8,947	9,026
	-0,278	-8,978	-9,256	2,641	9,625	3,595	8,929	9,625
	-1,508	-8,978	-10,486	5,171	11,692	7,901	8,619	11,692
	-3,342	-8,978	-12,320	6,850	14,096	11,558	8,069	14,096
	-5,368	-8,978	-14,346	7,594	16,232	14,482	7,331	16,232
	-7,250	-8,978	-16,228	7,499	17,877	16,671	6,455	17,877
	-8,780	-8,978	-17,758	6,765	19,003	18,196	5,480	19,003
	-9,882	-8,978	-18,860	5,621	19,680	19,173	4,439	19,680
	-10,586	-8,978	-19,564	4,267	20,024	19,741	3,356	20,024
	-10,981	-8,978	-19,959	2,841	20,160	20,034	2,249	20,160
	-11,166	-8,978	-20,144	1,413	20,194	20,162	1,127	20,194
	-11,219	-8,978	-20,197	0,000	20,197	20,197	0,000	20,197
	-11,189	-8,978	-20,167	-1,416	20,216	20,185	-1,127	20,216
	-11,047	-8,978	-20,025	-2,858	20,228	20,102	-2,249	20,228
	-10,745	-8,978	-19,723	-4,331	20,193	19,912	-3,356	20,193
	-10,152	-8,978	-19,130	-5,774	19,983	19,483	-4,439	19,983
	-9,193	-8,978	-18,171	-7,083	19,502	18,717	-5,480	19,502
	-7,817	-8,978	-16,795	-8,085	18,640	17,487	-6,455	18,640
	-6,078	-8,978	-15,056	-8,599	17,339	15,712	-7,331	17,339
	-4,131	-8,978	-13,109	-8,467	15,606	13,358	-8,069	15,606
	-2,241	-8,978	-11,219	-7,682	13,597	10,516	-8,619	13,597
	-0,674	-8,978	-9,652	-6,409	11,586	7,384	-8,929	11,586
	0,420	-8,978	-8,558	-5,058	9,941	4,333	-8,947	9,941
	1,226	-8,978	-7,752	-4,287	8,858	1,989	-8,632	8,858
	2,549	-8,978	-6,429	-4,872	8,067	1,337	-7,955	8,067
	6,203	-8,978	-2,775	-7,490	7,988	3,999	-6,915	7,988
	15,564	-8,978	6,586	-12,181	13,847	12,693	-5,533	13,847
	35,249	-8,978	26,271	-16,810	31,189	30,948	-3,864	31,189
	64,719	-8,978	55,741	-14,688	57,644	57,610	-1,987	57,644
	99,490	-8,978	90,512	0,000	90,512	90,512	0,000	90,512
	114,649	-8,978	105,671	26,020	108,828	108,810	1,987	108,828
	92,933	-8,978	83,955	44,318	94,934	94,855	3,864	94,934
	58,701	-8,978	49,723	45,941	67,697	67,471	5,533	67,697
	30,036	-8,978	21,058	36,267	41,937	41,363	6,915	41,937
	14,914	-8,978	5,936	28,510	29,122	28,014	7,955	29,122
	6,726	-8,978	-2,252	23,507	23,615	21,981	8,632	23,615
	1,713	-8,978	-7,265	20,642	21,883	19,970	8,947	21,883
	-2,004	-8,978	-10,982	19,045	21,985	20,090	8,929	21,985
	-5,226	-8,978	-14,204	17,917	22,864	21,177	8,619	22,864
	-8,160	-8,978	-17,138	16,726	23,947	22,547	8,069	23,947
	-10,754	-8,978	-19,732	15,213	24,915	23,812	7,331	24,915
	-12,889	-8,978	-21,867	13,332	25,611	24,784	6,455	25,611
	-14,503	-8,978	-23,481	11,175	26,004	25,421	5,480	26,004
	-15,588	-8,978	-24,566	8,867	26,117	25,737	4,439	26,117
	-14,771	-8,978	-23,749	5,953	24,484	24,252	3,356	24,484
	-12,499	-8,978	-21,477	3,233	21,719	21,602	2,249	21,719
	-10,874	-8,978	-19,852	1,376	19,900	19,868	1,127	19,900
	-10,925	-8,978	-19,903	0,000	19,903	19,903	0,000	19,903
	-10,874	-8,978	-19,852	-1,376	19,900	19,868	-1,127	19,900
	-10,695	-8,978	-19,673	-2,767	19,866	19,739	-2,249	19,866
	-10,311	-8,978	-19,289	-4,156	19,732	19,444	-3,356	19,732
	-9,622	-8,978	-18,600	-5,473	19,389	18,874	-4,439	19,389
	-8,541	-8,978	-17,519	-6,581	18,715	17,894	-5,480	18,715
	-7,039	-8,978	-16,017	-7,281	17,595	16,368	-6,455	17,595
	-5,192	-8,978	-14,170	-7,345	15,960	14,177	-7,331	15,960
	-3,208	-8,978	-12,186	-6,575	13,846	11,252	-8,069	13,846
	-1,423	-8,978	-10,401	-4,877	11,487	7,594	-8,619	11,487
	-0,247	-8,978	-9,225	-2,349	9,519	3,301	-8,929	9,519
	-0,061	-8,978	-9,039	0,736	9,069	-1,481	-8,947	9,069
	-1,108	-8,978	-10,086	3,872	10,804	-6,497	-8,632	10,804
	-3,376	-8,978	-12,354	6,454	13,939	-11,445	-7,955	13,939
	-6,578	-8,978	-15,556	7,943	17,467	-16,040	-6,915	17,467
	-10,160	-8,978	-19,138	7,952	20,724	-19,972	-5,533	20,724
	-13,431	-8,978	-22,409	6,405	23,306	-22,983	-3,864	23,306
	-15,741	-8,978	-24,719	3,572	24,976	-24,897	-1,987	24,976
	-16,382	-8,978	-25,360	0,000	25,360	-25,360	0,000	25,360