ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

Биргер И. А., Дружинин Н. И., Житомирский В. К. и др.
Авиационные поршневые двигатели
Кинематика, динамика и расчет на прочность
Пособие для инженеров



Издание: Авиационные поршневые двигатели. Кинематика, динамика и расчет на прочность. Пособие для инженеров. — М.: Оборонгиз, 1950. — 871 с. / И. А. Биргер, Н. И. Дружинин, В. К. Житомирский и др.
Scan: Alexandre Allilouev


Книга в формате DjVu:
Часть 1 — 2579 кб
Части 2—3 — 3896 кб
Части 4—5 — 4495 кб


СОДЕРЖАНИЕ
Часть 1. КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННЫХ МЕХАНИЗМОВ УРАВНОВЕШИВАНИЕ СИЛ ИНЕРЦИИ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Кинематика кривошипно-шатунных механизмов (110000)
Кинематика нормального кривошипно-шатунного механизма (111000)
Кинематика кривошипно-шатунного механизма с прицепным шатуном. Случай, когда γl=γ (112000)
Кинематика кривошипно-шатунного механизма с прицепным шатуном. Случай, когда γl#γ (113000)
Силы, действующие в кривошипно-шатунных механизмах (120000)
Силы от инерции двигающихся масс кривошипно-шатунного механизма (121000)
Силы от рабочих газов в цилиндцах двигателя (122000)
Суммарные силы от газов и инерции двигающихся масс, действующие
в кривошипно-шатунном механизме двигателя (123000)
Уравновешивание сил инерции авиационных двигателей (130000)
Силы, вызывающие неуравновешенность авиационного двигателя (131000)
Общие условия уравновешенности сил инерции авиационного двигателя (132000)
Уравновешивание сил инерции вращающихся масс авиационного двигателя (133000)
Уравновешивание сил инерции поступательно двигающихся масс авиационного двигателя (134000)
Уравновешивание сил инерции двигателей различных типов (135000)
Влияние крутильных колебаний системы коленчатого вала на уравновешенность двигателя (136000)
Литература и источники к 100000.
Часть 2. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Прочность материала и определение запасов (210000)
Напряжения и деформации (211000)
Прочность, пластичность и упругость при статических напряжениях (212000)
Прочность и долговечность при переменных напряжениях (213000)
Прочность и пластичность при повышенных температурах (214000)
Определение запасов прочности (215000)
Данные для расчета запасов прочности (216000)
Литература и источники к 210000.
Расчет на прочность коленчатых валов (220000)
Типичные поломки коленчатых валов (221000)
Расчетные нагрузки (222000)
Методы расчета коленчатых валов (223000)
Номинальные напряжения в опасных точках коленчатых валов V-образных двигателей (224000)
Номинальные напряжения в опасных точках коленчатых валов звездообразных двигателей (225000)
Коэффициенты концентрации напряжений (226000)
Определение запасов прочности (227000)
Влияние колебаний системы коленчатого вала на его запасы прочности в V-образных и звездообразных двигателях (228000)
Способы повышения прочности коленчатых валов конструктивными и технологическими средствами (229000)
Литература и источники к 220000.
Расчет на прочность шатунов (230000)
Расчет поршневой головки шатуна (231000)
Расчет стержня шатуна (232005)
Расчет кривошипной головки шатуна (233000)
Литература и источники к 230000.
Расчет на прочность поршневого пальца (240000)
Типичные поломки поршневого пальца (241000)
Силовая схема и нагрузки, действующие на поршневой палец (242000)
Поперечные деформации поршневого пальца (243000)
Определение напряжений в поршневом пальце, возникающих от овализации поперечного сечения (244000)
Определение напряжений в поршневом пальце от изгиба (245000)
Определение касательных напряжений в поршневом пальце (246000)
Выбор размеров поршневого пальца (247000)
Мероприятия, повышающие прочность поршневого пальца (248000)
Литература и источники к 240000.
Расчет на прочность резьбовых соединений (250000)
Типичные поломки резьбовых соединений (251000)
Нагрузки на резьбовое соединение (252000)
Совместное действие нагрузок (253000)
Распределение нагрузки по виткам резьбы (254000)
Прочность резьбовых соединений при статических нагрузках (255000)
Прочность резьбовых соединений при переменных нагрузках (256000)
Влияние конструктивных и технологических факторов на прочность
резьбового соединения (257000)
Затяжка резьбовых соединений (258000)
Примеры расчета на прочность резьбовых соединений (259000)
Литература и источники к 251000.
Статические и динамические испытания деталей авиационных двигателей (260000)
Статические испытания (261000)
Динамические испытания (262000)
Литература и источники к 260000.
Часть 3. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА НА КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
Расчет эквивалентной системы вала (310000)
Расчет жесткостей эквивалентной системы (311000)
Расчет моментов инерции масс эквивалентной системы (312000)
Приведение масс и жесткостей, связанных с валом двигателя передачей (313000)
Составление эквивалентной схемы (314000)
Расчет чисел собственных колебаний системы (320000)
Типичные эквивалентные системы и формы их колебаний (321000)
Приближенная оценка чисел собственных колебаний (322009)
Метод подбора (323000)
Расчет вынужденных колебаний (330000)
Силы, вызывающие крутильные колебания (331000)
Силы, демпфирующие крутильные колебания (332000)
Расчет вынужденных колебаний (333000)
Оценка напряжений по форме колебаний при резонансных оборотах вала (340900)
Определение резонансных оборотов (341000)
Уравнение работ (342000)
Определение коэффициента демпфирования для одного колена (343000)
Определение напряжений по форме колебаний (344000)
Расчет необходимых изменений системы и выбор демпфера (350000)
Формулы изменения метода подбора 35100Э
Выбор демпфера (352000)
Нелинейные системы (353000)
Торсиографироваиие (360000)
Проведение опыта (361000)
Обработка торсиограмм (352000)
Расчет напряжений по форме колебаний и результатам торсиографирования (363000)
Примеры поломок валов от колебаний (364000)
Расчет демпфера (370000)
Расчет маятникового демпфера (371000)
Определение частот собственных колебаний системы с маятниками (372000)
Расчет роликового демпфера (373000)
Расчет демпфера трения (374000)
Расчет колебаний системы вал — винт (380000)
Принцип расчета (381000)
Определение динамической жесткости винта (382000)
Определение динамической жесткости системы коленчатого вала двигателя (383000)
Определение частот системы вал — винт (384000)
Электрическое моделирование крутильных колебаний валов поршневых двигателей (390000)
Литература и источники к 300000.
Часть 4. РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Выбор основных размеров (410000)
Выбор диаметра горловины и высоты подъема клапана (411000)
Фазы распределения (412000)
Зазор в клапанном механизме (413000)
Кинематика клапанных механизмов (420000)
Скорости вращения кулачков распределительного механизма (421000)
Кинематика толкателя, закон движения которого задан (422000)
Построение профиля кулачка при заданном прямолинейном движении толкателя (423000)
Построение профиля кулачка рычажных распределительных механизмов при заданном законе движения клапана (424000)
Кинематика толкателя, приводимого в движение кулачком, очерченным
дугами кругов и прямыми (425000)
Кинематика клапана, приводимого в движение рычагом (426000)
Кинематика профилированного дугой рычага, приводимого в движение кулачком, очерченным дугами кругов и прямыми (427000)
Кинематика пространственного механизма распределения звездообразных двигателей (428000)
Динамика клапанных механизмов (430000)
Силы, действующие в клапанном механизме (431000)
Силы и моменты, действующие в клапанном механизме, при передаче
движения от кулачка к клапану через траверсу (432000)
Силы и моменты, действующие в клапанном механизме, при непосредственной передаче движения от кулачка к клапану с плоской тарелкой (433000)
Силы и моменты, действующие в клапанном механизме, при передаче движения от кулачка к клапану через рычаг, профилированный дугой (434000)
Силы и моменты, действующие в клапанном механизме звездообразного двигателя (435000)
Расчет на прочность (440000)
Профиль кулачка (441000)
Траверса и толкатель (442000)
Клапан (443000)
Рычаг клапана (444000)
Оси роликов и рычагов (445000)
Кронштейн рычагов (446000)
Тяга (447000)
Кулачковый вал (448000)
Пружины (449000)
Выбор основных кинематических параметров клапанных механизмов (450000)
Общие положения для выбора кинематических параметров клапанных механизмов (451000)
Выбор кинематических параметров рычажного распределительного механизма (452000)
Наивыгоднейший профиль кулачка в отношении время-сечения и клапанных пружин при заданном их запасе сил (453000)
Способы уменьшения величин ударных нагрузок в распределительном
механизме (454000)
Примерный расчет клапанного механизма авиационного двигателя Даймлер-Бенц 603 (460000)
Расчет шайбового распределительного механизма (470000)
Литература и источники к 400000.
Гильзовое газораспределение четырехтактных авиационных двигателей (480000)
Общие положения к расчету гильзового газораспределения (481000)
Кинематика и динамика гильзового механизма (482000)
Определение основных размеров привода и окон гильзового газораспределения (483000)
Уравновешивание сил инерции гильзового распределительного механизма 484000 Литература и источники к 480000.
Часть 5. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Основные геометрические соотношения и корригирование зубчатых зацеплений, применяемых в авиационных двигателях (510000)
Основные свойства и зависимости зубчатых зацеплений (511000)
Основные свойства и зависимости эвольвентного зацепления (512000)
Корригирование профилей зубьев цилиндрических прямозубых передач внешнего зацепления (513000)
Цилиндрические прямозубые передачи внутреннего зацепления (514000)
Подрезание вершинами головок зубьев долбяка профилей головок зубьев колеса, имеющего внутренний зубчатый венец (515000)
Конические прямозубые передачи (516000)
Литература и источники к 510000.
От редакции.
Расчет прямозубых зубчатых колес на прочность и долговечность (520000)
Определение расчетной нагрузки на зубья зубчатых колес (521000)
Расчет на контактные напряжения (522000)
Расчет зубьев на изгиб (523000)
Расчет зубчатых колес на заедание (524000)
Влияние конструкции зубчатой передачи на прочность и износостойкость зубчатых колес (525000)
Пример расчета зубчатой передачи (526000)
Литература и источники к 520000.
Расчет прямозубых зубчатых колес на прочность по сокращенному методу. (530000)
Расчетные нагрузки на зубья зубчатых колес (531000)
Напряжения в зубьях зубчатых колес (532000)
Особенности расчета на прочность конических зубчатых колес (533000)
Пример расчета зубчатых колес (534000)
Таблицы основных данных и расчетных величин зубчатых колес некоторых авиационных двигателей (535000)
Литература я источники к 530000.
Часть 6. РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Основные понятия и положения (610000)
Определение минимальной толщины масляного слоя в подшипнике (620000)
Определение минимальной толщины масляного слоя в подшипнике при равномерно вращающейся нагрузке постоянной величины (621000)
Определение минимальной толщины масляного слоя в подшипнике при переменной по величине нагрузке постоянного направления (622000)
Определение момента и работы трения в подшипнике скольжения (630000)
Определение момента трения в подшипнике скольжения (631000)
Определение работы трения в подшипнике скольжения (032000)
Охлаждение подшипника скольжения (640000)
Простейшие случаи прокачки масла (641000)
Рекомендуемые формулы для определения прокачки масла через подшипник (642000)
Тепловой баланс подшипника скольжения (643000)
Метод расчета смазки подшипника скольжения (650000)
Определение толщины масляного слоя (651000)
Определение момента трения (652000)
Определение температуры подшипника и прокачки масла (653000)
Требования к конструкции подшипника скольжения и эксплоатационные условия, обеспечивающие его надежную работу (660000)
Литература и источники к 600000.



ПРЕДИСЛОВИЕ

Связанный с развитием конструкций авиационных двигателей рост литровой мощности, достигнутый увеличением наддува, числа оборотов и улучшением качества топлива, обусловил повышение напряженности важнейших деталей. Это повышение явилось результатом возрастания как основных сил газовых и инерционных, действующих на детали, так и сил, связанных с упругими колебаниями, причем габариты, удельный вес двигателя, а также его числа оборотов всегда ограничивали абсолютные размеры деталей. В то же время характеристики механической прочности применяемых сталей существенных изменений не претерпели, и поэтому обеспечение надежности деталей в условиях эксплоатации достигалось улучшением их формы, применением специальной упрочняющей технологии, усовершенствованием расчета и широким использованием экспериментальных данных о действительной прочности деталей и узлов.

Основными факторами, определяющими прочность силовых деталей двигателя, являются: переменный характер действующих напряжений, вызывающих усталость металла; общая неравномерность распределения напряжений и их концентрации, связанные с конструктивной формой детали; жесткости сопрягаемых деталей и узлов, влияющие на величину и распределение в частях двигателя внутренних усилий, обычно являющихся статически неопределимыми; технология обработки поверхностных слоев детали, позволяющая существенно изменять ее прочность, особенно в зонах концентрации напряжений.

В связи с этим расчет на прочность деталей двигателя потребовал существенной модернизации, которая должна предусматривать, в первую очередь, отображение влияния усталости, неравномерности распределения напряжений и технологических обработок, а также опытных данных о действительной прочности и жесткости деталей. Однако это усовершенствование расчета в настоящее время представляется возможным распространить лишь на часть важнейших силовых деталей (коленчатый вал, шатун, болты и шпильки).

Для многих деталей, за недостатком опытных данных и практики применения новых способов расчета, приходится пользоваться условным расчетом по номинальным напряжениям, руководствуясь величинами допускаемых напряжений и деформаций, вытекающими из статистики применения таких расчетов для однотипных деталей.

В связи с этим в настоящей работе, наряду с использованием методов определения запасов прочности, основывающихся на современных представлениях о влиянии режима напряженности, конструктивных и технологических факторов на прочность, приведены также условные расчеты по допускаемым напряжениям.

Большое значение опытных данных о действительном распределении напряжений и сопротивляемости деталей усталости, для суждения об их прочности и предпосылках расчета, потребовало затронуть в настоящей книге в краткой форме вопросы методов статических и динамических испытаний деталей.

Расширение номенклатуры режимов использования авиационных поршневых двигателей и применение сильно форсированных режимов требует пересмотра исходных данных для расчета на прочность. Целесообразность проведения расчета применительно к параметрам чрезвычайных или боевых и повышенных чрезвычайных (с впрыском смесей внутреннего охлаждения) режимов зависит от общей длительности наработки на этих режимах и степени увеличения механической напряженности на них. Если напряженность на чрезвычайных режимах увеличивается более чем на 20% по сравнению с напряженностью на номинальном режиме и общая длительность наработки на них превышает 5 часов (1...2*106 циклов), то следует производить расчет на прочность авиационного двигателя на двух режимах: на номинальном и на чрезвычайном.

В последующих изданиях, по мере накопления соответствующих данных и опыта, расчет по допускаемым напряжениям будет заменен расчетом на переменные напряжения для деталей, не охваченных этим новым методом расчета в настоящем издании (например, расчет на прочность деталей распределительных механизмов).

В составлении книги принимали участие следующие авторы:

B. Н. Ширяев — часть I.

C. В. Серенсен — разделы 210000 и 260000.

М. Я. Кушуль — раздел 220000.

Н. К. Смольянинов — разделы 230000 и 530000 и соавтор части 4.

Т. А. Сыромятникова — раздел 240000.

И. А. Биргер — раздел 250000.

B. К. Житомирский — часть 3.

И. М. Тетельбаум — раздел 390000.

Н. И. Дружинин — соавтор части 4.

И. А. Пугачев — раздел 510000.

А. И. Петрусевич — раздел 520000.

C. Н. Куцаев — часть 6.

Редактором разделов, касающихся вопросов прочности (часть 2 и раздел 520000), является действительный член АН УССР С. В. Серенсен.

Редактором разделов, касающихся вопросов кинематики и динамики (части 1, 3, 4, 6 и разделы 510000 и 530000), является доктор технических наук И. Ш. Нейман.