Расчёт основных деталей двигателя
Мmin_КШ = - 305 Н×м – минимальный момент, действующий на эту шейку.
Определение запаса прочности коренной шейки по касательным напряжениям.
Момент сопротивления кручению:
.
Максимальное и минимальное значения напряжения цикла:
;
.
Среднее напряжение и амплитуда цикла:
;
.
Запас прочности по касательным напряжениям:
yt = 0,1 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при кручении;
b = 0,9 – коэффициент поверхностной чувствительности;
Кt/et = 2,5.
, [nt] = 2,5…3.
Расчет шатунной шейки
Максимальный и минимальный крутящие моменты двигателя:
Мmax_ШШ = 1355,5 Н×м – максимальный момент, действующий на эту шейку;
Мmin_ШШ = - 464 Н×м – минимальный момент, действующий на эту шейку.
Определение запаса прочности шатунной шейки по касательным напряжениям.
Момент сопротивления кручению:
.
Максимальное и минимальное значения напряжения цикла:
;
.
Среднее напряжение и амплитуда цикла:
;
.
Запас прочности по касательным напряжениям:
yt = 0,1 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при кручении;
b = 0,9 – коэффициент поверхностной чувствительности;
Кt/et = 2,5.
.
Определение запаса прочности по нормальным напряжениям.
Изгибающий момент, действующий в плоскости оси масляного отверстия:
-
момент действующий в плоскости, перпендикулярной плоскости кривошипа.
Максимальное и минимальное значения изгибающего момента:
;
,
где
;
.
Момент сопротивления изгибу:
.
Максимальное и минимальное напряжения цикла:
;
.
Среднее напряжение и амплитуда цикла:
;
.
Запас прочности при изгибе:
s-1 = 460 МПа – предел выносливости при симметричном цикле нагружения при изгибе;
ys = 0,15 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при изгибе;
es = 0,8 – масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости при изгибе;
Кs = 2,5 – эффективный коэффициент концентрации напряжений.
.
Общий запас прочности равен:
.
Расчет щеки коленчатого вала
В современных автомобильных и тракторных двигателях коленчатые валы изготовляются с положительным перекрытием. Расчетную схему кривошипа (рис. 6.7) в этом случае представить как рамную конструкцию затруднительно, так как каждая щека не может быть представлена в виде стойки хотя и небольшой длины, что было возможно при e > 0.