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;
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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]
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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]
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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 .:=
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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=
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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:=
7/31/2019 7. Arborele Cotit_MAS
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=
Top Related