7. Arborele Cotit_MAS

7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS

1/10

5. CONSTRUCTIA SI CALCULUL ARBORELUI COTIT

5.1Predimensionarea arborelui cotit

Se aleg urmatoarele dimensiuni:

unde alezajul cilindrului este:

raza manivelei:

D 64:= [mm]

R 43.5:= [mm]

l ceil 1.20D( ):= l 77= [mm] - lungimea cotului;

dp ceil 0.70D( ):= dp 45= [mm] - diametrul fusului palier;

lp ceil 0.52dp( ):= lp 24= [mm] - lungimea fusului palier;

dm ceil 0.59D( ):= dm 38= [mm] - diametrul fusului maneton;

lm ceil 0.55dm( ):= lm 21= [mm] - lungimea fusului maneton;

dmi ceil 0.45d m( ):= dmi 18= [mm] - diametrul interior al fusului palier;

b ceil 0 .17D( ):= b 11= [mm] - grosimea bratului;

h ceil 1 .1 D( ):= h 71= [mm] - latimea bratului;

1.5...3m [mm] - raza de racordare a fusurilor cu bratele;


2/10

m 0.04d:= m 1.5:= [mm] - raza de racordare a fusului maneton cu. .bratul;

p 0.04dp:= p 1.5:= [mm] - raza de racordare a fusului palier cu. .bratul;

Constructiv se aleg urmatoarele marimi:

R1 3:= [mm]

R2 41:= [mm]

b' 9:= [mm]

e := [mm] - excentricitatea gaurii de asamblare;

sdm dp+

2R:= s 2= [mm]

5.2 Proiectarea contragreutatilor

5.2.1.Forta de inertie a maselor cu miscare de rotatie

7.85 10 6

:=kg

mm3

- densitatea cotului din otel;

400

30:= 418.879= [rad/s]

VmXm4

dm2

R dmi2

R e+( ) l:=

Forta de inertie a fusului maneton cu miscarea de rotatie

Fm VmXm 2

103

:= Fm 1.085 103= [N]

Volumul I: VI

R12

2

b:= VI

1.555 104= [mm3]

xI R4 R1

3 +:= xI 56.232= [mm]

Volumul II: VII R1 R2+( ) b h:= VII 5.545 104= [mm3]

xIIR

2:= xII 21.75= [mm]

Volumul III: VIII

R22

2b:= VIII 2.905 10

4= [mm3]

xIII

4 R2

3 := x

III17.401= [mm]

Volumul IV: VIV

dmi2

4b'

:= VIV 2.29 10

3= [mm3]

xIV R e+:= e 3= [mm]


3/10

Vbr xb VI xI VII xII+ VIII xIII+ VIV xI+:= Vbrxb 1.469 106= [mm4]

Forta de inertie a partilor bratului in miscare de rotatie

Fbr Vbrxb 2 10 3:= Fbr 2.023 10

3= [N]

Forta de inertie a cotului in miscare de rotatie

Fcot Fm 2 Fbr+:= Fco t 5.13 103= [N]

Forta de inertie a partii din biela in miscare de rotatie

mA 0.39:= [kg]

FA mA R 2

103

:= FA 3.022 103

= [N]

Forta de inertie a maselor cu miscare de rotatie

Pentru motoare in linie: z 1:=[N]

Fr Fcot z FA+:= Fr 8.153 103=

5.2.2 Forta de inertie necesara a unei contragreutati

Forta necesara a unei contragreutati:

Fc

Fr

2:= Fc 4.076 10

3= [N]

- alegem R3 R3.ma:= R3.maunde: j 2:= [mm] - distanta dintre contragreutate si cilindru;

L 152:= [mm] - lungimea bielei;

L' 21:=

R3max L R L' j:= R3max 85.5= [mm]

Densitatea materialului contragreutatii: c 7.85 106:= [kg/mm3]

-rezulta: sin3 Fc 10

3

2 c b 2

R3max3

R23

:= sin 0.726=

Pentru ca sin


4/10

5.3. Calculul de verificare al arborelui cotit

5.3.1 Stabilirea elementelor de calcul

Numerotam fusurile maneton consecutiv de la extremitatea din fata cu 1,2,3,4;iar cele palier cu0,1,2,3,4;ca in Fig 5.2.

5.3.1.1 Reactiunile de pe fusurile palier

Se considera arborele echipat cu contragreutati identice in prelungirea tuturor bratelor:

Zp=0,5Z-C unde C=0,5(Fm+FA)+Fbr-Fc

Tp=0,5T

5.3.2 Verificare sumara la incalzire si presiune maxima a fusurilor arborelui cotit:

Se noteaza cu indice f marimile aferente unui fus,unde f-->p,pentru paliere f-->m,pentru manetoane:

l'm lm 2 :=

l'm 18= [mm]

Rm.max 90 6:= [N]

pm.max

Rm.ma

dm l'm:=

N

mm2pm.max 13.257= [N/mm2] pm.max 20...4


5/10

Rm.med 615:= [N]

pm.med

Rm.med

dm l'm:= pm.med 8.993=

N

mm2

1.05:=

n 40 0:=ro t

min

W 103

dm n

60:= W 8.42=

m

s

k pm.med W3:=

k 115.4:= [[Mj/s3]^0.5] - coeficient de uzura

k 75...13< [[Mj/s3]^0.5] - materialul de antifrictiune al cuzinetilor :aliaj de Sn;

5.4. Verificarea de rezistenta a arborelui cotit:

5.4.1 Fusurile palier:

Ultimul fus palier , solicitat la rasucire de momentul motor rezultant Mrez .

Wp

dp3

16:= Wp 1.789 10

4= [mm3]

Mrezmax 25774:= [Nmm]

Mrezmin 3360:= [Nmm]

maxMrezmax

Wp

:= max 14.405= [N/mm2]

minMrezmin

Wp

:= min 1.878= [N/mm2]

vmax min

2:= v 8.141= [N/mm2]

mmax min+

2:= m 6.264= [N/mm2]


6/10

minus1 25:= [N/mm2]

1.8:=

0 .7:=

1.2:= -factorul de calitate al suprafetei;

0 25:=

2minus1

0 1:= 1=

cminus1

v m+

:= c 10.981= coeficient de siguranta;

5.4.2 Fusurile maneton

Primul fus maneton ,solicitat la rasucire de momentul 0.5M (M-momentul motor aferent unui cilindru )la motoarele in linie si la incovoiere in sectiune de racordare cu bratul (punctul A)si a orificiului de ulei (punctul B) .

e'2 e

dm dmi:= e' 0 .3=

=> m 0 .:=


7/10

dmi

dm

:= 0.474=

Wm m dm

3

16 1

dmi

dm

4

:= Wm 7.162 10

3= [mm3]

Wi

Wm

2:= Wi 3.581 10

3= [mm3]

minus1 25:= [N/mm2]

0 40:= 2minus1

0 1:= 0.25=

5.4.2.1 Coeficientul de siguranta la rasucire : c.

Mmax 14799:= [Nmm]

Mmin 11016:= [Nmm]

maxMmax

Wm

:= max 20.663= [N/mm2]

min

Mmin

Wm

:= min 15.381= [N/mm2]

vmax min

2:=

mmax min+

2:=

cminus1

v m+

:= c 6.382=

5.4.2.2 Coeficientul de siguranta la incovoiere C:

C 0 .5 Fm FA+( Fbr+ Fc:=

Zmin 50 3:= N

Zmax 1141:= N


8/10

Zpmax 0.5Zmax C:=

Zpmin 0.5Zmin C:=

Zpmax 5.705 103= N

Zpmin 2.518 103= N

In sectiunea de racordare cu bratul

Mimax Zpmax 0.5lp b+( ) 0.5 Fbr Fc( ) b+:=

Mimax 1.199 105= Nm

Mimin Zpmin 0.5lp b+( ) 0.5 Fbr Fc( ) b+:=

Mimin 6.922 104= Nm

maxMimax

Wi

:= max 33.49=N

mm2

N

mm2min

Mimin

Wi

:= min 19.329=

vmax min

2:= v 26.41=

N

mm2

m max min+

2:= m 7.08=

N

mm2

1 0 .7 2.5 1( )+:= 2.05=

0.:= -factor dimensional

2minus1

0 1:= 0 .0:=

c

minus1

v m+

:= c 4.4=


9/10

5.4.2.3 Coeficientul total de siguranta C.:

Cc c

c2

c2+

:=

C

3.616= C

1.5...

5.4.3 Bratul

5.4.3.1 Coeficientul de siguranta la solicitari longitudinale C

h

b6.455= 0.28:=

Tmax 3441:= [N]

Tmin 256:= [N]

max 0.5Tmax

h b 2:=

max 0.71=N

mm2

min

0 .5Tmin

h b2:=

min0.529=

N

mm2

vmax min

2:= m

max min+

2:=


10/10

cminus1

v m+

:=c 185.698=

Zpmin 2.518 103= N

max3 Zpmax lp b+( )

h b2

Zpmax Fc

h b+:= max 71.819=

N

mm2

N

mm2min

3 Zpmin lp b+( )

h b2

Zpmin Fc

h b+:= min 39.225=

v

max min

2

:= v

55.522=N

mm2

mmax min+

2:= m 16.297=

N

mm2

e 0 .9:=ref 3:=

h 1.1:= s 0 .9:=

1.0:= L 1.0:=

ref h e s L:=

cminus1

v m+

:= c 1.248=

Cc c

c2

c2+

:= C 1.25= C 1.1...1.

5.4.3.2 Coeficient de siguranta la rasucire C

ref 1.8:= b 0.9:= s 0.9:=

h 1.52:= e 0.9:=

p h b:= p 1.49=

ref h b e s:= 2.369=

h

b6.455= br 2.7:=

Tmax 3.441 103= [N] Tpmax 0.5Tma:= Tpmax 1.72 10

3= [N]

Tmin 2.561 103

= [N] Tpmin 0.5Tmin:= Tpmin 1.28 103

= [N]

minTpmin lp b+( )

2 br h b2

:= min 0.938=N

mm2

N

mm2max

Tpmax lp b+( )

2 br h b2

:= max 1.261=

vmax min

2:= m

max min+

2:=

1:= -pentru suprafata prelucrata 0.74=

cminus1

v m+

:=c 67.911=

c)Coeficient total de siguranta

C

to t

c c

c2 c

2+

:= Cto t

1.247=

7. Arborele Cotit_MAS

Documents

Transcript of 7. Arborele Cotit_MAS