Курсовая работа: Расчет авиационного поршневого двигателя
Если исходить из положения, что все шатуны в двигателе центральные, то силы 
и 
всех цилиндров соответственно равны. В этом случае результирующая сила инерции первого порядка 
будет представлять собой постоянный по величине вектор, приложенный к шатунной шейке коленчатого вала и вращающийся вместе с коленом. Он равен
,
где 
- поступательно движущаяся масса, относящаяся к одному цилиндру, 
;
Z – число цилиндров в одной звезде.
Тогда 
. - боковой цилиндр.
Такую силу легко уравновесить, добавив к противовесам соответствующую массу.
Результирующий вектор сил инерции второго порядка равен нулю, т.е. по силам самоуравновешивание обеспечивается.
В действительности же вследствие разницы в массах шатунов и в кинематике поршней главного и боковых цилиндров результирующий вектор сил инерции первого порядка не постоянный по величине, а содержит переменную составляющую; конец вектора описывает эллипс, большая ось которого совпадает с направлением оси главного цилиндра. Амплитуда переменной составляющей
,
где 
- разность поступательно движущихся масс главного и бокового цилиндра: 
,
Тогда в момент 
равна:
Рисунок 5 – Результирующий вектор сил инерции первого порядка.
4. Расчет на прочность коленчатого вала
Коленчатый вал служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах двигателя во вращательное движение и для преобразования силы давления газов на поршни – в крутящий момент.
Коленчатый вал воспринимает всю избыточную мощность, развиваемую газами в цилиндрах, и передает ее на винт, который является основным потребителем мощности двигателя, на нагнетатель, механизм газораспределения, агрегаты.
4.1 Силы, действующие на колено коленчатого вала
При работе двигателя колено вала нагружается следующими силами (рисунок 6)
Рисунок 6 – Силовое нагружение колена
1) В плоскости колена действует сила Z
2) Перпендикулярно к плоскости колена действует сила Т
3) В плоскости колена действует сила инерции от вращающихся масс шатуна:
; 
;
, (смотри рисунок 7)
где 
