4.4 Проверочный расчёт деталей грм

4.4.1 Проверочный расчёт пружин

Минимальные и максимальные напряжения кручения рабочего витка пружины:

(217)

(218)

(219)

(220)

Амплитудные значения напряжений:

(221)

(222)

Средние значения напряжений:

(223)

(224)

Коэффициенты запаса прочности для выбранной стали 65Г: .

(225)

(226)

Допустимые запасы прочности 1,2-2.

Проверка пружин на резонанс:

– первая частота собственных колебаний пружины:

	(227)
	(228)

где – плотность материала пружины.

	(229)
	(230)
	(231)

Таким образом, пружины удовлетворяют требованиям по прочности и по отсутствию резонанса.

4.4.2 Расчёт распределительного вала

Расчёт ведём с учётом сил инерции выпускного клапана, так как на него действуют большие газовые силы в момент начала его открытия.

Рисунок 4.4.2 – Расчётная схема распределительного вала.

Напряжения смятия на поверхности кулачка:

(232)

где – модуль упругости 1-го рода;

– ширина кулачка;

– радиус кривизны поверхности кулачка в зоне контакта с толкателем.

(233)

Сила инерции механизма, приведённая к оси толкателя:

(234)

где – минимальное ускорение толкателя:

– приведённая к оси толкателя масса ГРМ:

(235)

где – масса выпускного клапана;

– масса тарелки;

– масса замка клапана;

– масса наружной пружины;

– масса внутренней пружины;

– момент инерции коромысла,;

– масса штанги;

– масса толкателя.

Напряжения смятия не превышают допустимые 600-1200 МПа.

Стрела прогиба вала под кулачком:

	(236)
	(237)
	(238)

Стрела прогиба вала не превышает допустимые .

4.4.3 Расчёт толкателя

Момент, опрокидывающий толкатель в направляющей:

(239)

где – расстояние от оси кулачка до максимально удалённой точки от оси толкателя.

Максимальная удельная нагрузка на толкателя:

(240)

где – диаметр толкателя;

– длина участка стержня толкателя, находящегося в направляющей при расчётном положении кулачка.

Максимальная удельная нагрузка на толкатель не должна превышать 10 МПа.

4.4.4.Расчёт штанги

Запас устойчивости стержня штанги, изготовленного из стали:

(241)

где – модуль упругости 1-го рода материала штанги;

– момент инерции штанги:

(242)

– диаметр штанги;

– длина штанги;

.

Запас устойчивости должен быть не менее 2…5.

Напряжение смятия в месте контакта сферического наконечника штанги в гнезде толкателя:

(243)

где – радиус сферической головки;

– радиус сферического гнезда.

Удельная нагрузка на головку штанги:

(244)

где – площадь проекции опорной поверхности головки штанги на плоскость, перпендикулярную оси штанги:

(245)

Удельная нагрузка должны быть меньше 80...100 МПа.

4.4.5. Коромысло привода клапана

Напряжение смятия на опорной поверхности коромысла:

(246)

где – радиус опорной поверхности коромысла;

– длина опорной поверхности.

Напряжение смятия на сферической поверхности контакта толкателя со штангой:

(247)

где – радиус сферической головки регулировочного болта;

– радиус гнезда, с которым сопрягается сфера болта.

4.4.6 Ось коромысла

Напряжения изгиба:

(248)

где – расстояние между опорами оси.

Напряжения среза:

(249)

4.4.7 Втулка коромысла

Удельное давление на втулку:

(250)

где – наружный диаметр коромысла.

5. Расчёт системы смазывания

Смазочная система автотракторных двигателей предназначена для уменьшения потерь на трение между поверхностями деталей (создание несущего масляного слоя на поверхностях сопрягаемых деталей), для охлаждения этих поверхностей и удаления с них продуктов изнашивания, предохранения деталей двигателя от коррозии.

Марка масла применяемая в системе М10Г₂.

5.1. Расчёт масляного насоса

Теплоотдача в масло на номинальном режиме работы:

(251)

Циркуляционный расход масла:

(252)

где плотность масла,

удельная теплоёмкость масла,;

степень подогрева масла,.

Действительная подача масляного насоса:

(253)

По требуемой действительной подаче определим теоретическую:

(254)

где коэффициент подачи насоса, учитывающий утечки масла через зазоры,.

Задав стандартный модуль зацепления мм и число зубьев шестерниопределяем наружный диаметр (мм) шестерён:

(255)

Частота вращения шестерен:

(256)

– окружная скорость вращения шестерни на внешнем диаметре,м/с.

Находим длину зуба:

(257)

Мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса:

(258)

где механический КПД масляного насоса,.

рабочее давлении масла в системе,