т.к.
и
запас прочности в сечении определяется по пределу усталости
Из расчета кривошипной головки шатуна имеем: максимальная сила инерции, растягивающая кривошипную головку и шатунный болт Pjp=0,0122МH
Принимаем:
номинальный диаметр болта d=11 мм
шаг резьбы t=1 мм
количество болтов iб=2
материал болта Сталь 40Х ГОСТ4543 – 71
Для указанной стали имеем: σв = 800 МПа
σт = 700 МПа
σ-1р = 260 МПа
ασ = 0,12
;
Сила предварительной затяжки
Суммарная сила, растягивающая болт
, Н;
где х = 0,2 – коэффициент основной нагрузки резьбового соединения
Максимальное и минимальное напряжение, возникающее в болтах:
Среднее напряжение и амплитуда цикла
т.к. , то запас прочности
определяется по пределу текучести
Коленчатый вал – наиболее сложная в конструктивном отношении и наиболее напряженная деталь двигателя, воспринимающая периодические нагрузки от сил давления газов, сил инерции и их моментов.
Исходные данные:
Радиус кривошипа R=44,7мм
Наружный диаметр коренной шейки
Длина коренной шейки
Наружный диаметр шатунной шейки
Длина шатунной шейки
Для стали 50Г имеем:
Предел прочности
Предел усталости при изгибе
Предел текучести ,
Расширение-сжатие
Предел усталости при кручении
Коэффициент приведения цикла при изгибе aσ=0,18
Коэффициент приведения цикла при растяжении-сжатии aσ=0,14
Коэффициент приведения цикла при кручении
При изгибе:
При растяжении-сжатии:
При кручении:
Момент сопротивления коренной шейки кручению
Максимальное и минимальное касательное напряжения знакопеременного цикла для наиболее нагруженной 3-й коренной шейки (см. табл. 2.4)
Среднее напряжение и амплитуда напряжений:
-
коэффициент концентрации напряжений
-коэффициент поверхностной чувствительности
– масштабный коэффициент
q=0.71- коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений
то запас прочности коренной шейки определяют по пределу усталости:
Момент сопротивления кручению шатунной шейки
Максимальное и минимальное касательное напряжения знакопеременного цикла для наиболее нагруженной 3-й шатунной шейки (см. табл. 2.3)
Моменты, изгибающие шатунную шейку однопролётного коленчатого вала в плоскости, перпендикулярной плоскости кривошипа:
где
Масляное отверстие на шатунной шейке целесообразно сделать в горизонтальной плоскости (φм=45˚)
расчет моментов приведен в табл.3.1.
Максимальные и минимальные нормальные напряжения ассиметричного цикла в шатунной шейке:
Таблица 3.1.
φ
МТ
Мz
Мφм
0
330,29
-628,77
-211,33
30
941,63
-397,87
384,12
60
840,91
-51,86
557,69
90
603,44
-38,34
399,40
120
588,32
-220,89
259,59
150
270,26
-328,38
-41,27
180
268,22
-347,61
-56,31
210
682,74
250,28
240
351,12
-228,25
86,72
270
-33,05
-49,52
-58,39
300
-46,51
-22,70
-48,94
330
2,44
-162,15
-112,98
360
-109,17
-37,41
-103,63
390
688,86
864,01
1098,10
420
672,44
160,21
588,63
450
617,49
-162,42
321,57
480
1134,37
-417,83
506,23
510
729,89
-525,43
144,22
540
452,81
-439,70
9,02
570
199,00
-344,15
-102,79
600
-157,90
-228,21
-273,04
630
-245,75
-41,32
-202,93
660
836,05
-48,97
556,30
690
703,98
-389,74
221,89
720
min
max
- коэффициент концентрации напряжений
q=0,71- коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений
Запас прочности шатунной шейки от нормальных напряжений определяется по пределу усталости:
Общий запас прочности шатунной шейки:
Проверка необходимости расчета щеки. Если выполняется условие:
,
то проводить проверочный расчет щеки нет необходимости:
55,5 мм > 41,05 мм → значит проверять щеки на прочность нет необходимости.
1. Воробьев В.И. Автомобильные двигатели. Расчет и конструирование автомобильного двигателя. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов дневной формы обучения специальности 1505 «Автомобили и автомобильное хозяйство»- Брянск БИТМ – 1990 – 42 с.
2. Колчин А.И. Демидов В.П. Расчет автотракторных двигателей. М, «Высшая школа» 1979, 345 с.
3. Ховак М.С. Маслов Т.С. Автомобильные двигатели изд. 2-е пер. и доп. М «Машиностроение», 1971, 4456 с.
Развёрнутая диаграмма износа шатунной шейки
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
