Расчет стержня шатуна

Стержень шатуна подвергается растяжению силой инерции Pj поступательно движущихся масс, расположенных выше расчетного сечения и сжатию, силой равной разности силы давления газов и силы инерции.

Стержень шатуна рассчитывается на усталость в сечении, которое условно располагается в центре тяжести шатуна. Стержень шатуна в этом сечении имеет форму двутавра.

Сила, растягивающая шатун, достигает максимального значения в ВМТ и определяется по формуле [2]:

. (6.119)

Максимальная сила, сжимающая шатун [2]:

. (6.120)

Максимальные напряжения в рассчитываемом сечении [2]:

, (6.121)

где kx-коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба шатуна в плоскости его качания, kx=1.5;

Fсеч – площадь расчетного сечения.

Напряжения smax не должны превышать 200…300 МПа. Напряжения smax=141.1 МПа не превышает допустимые. Прочность обеспечена.

Минимальные напряжения от растягивающей силы в расчетном сечении [2]:

. (6.122)

Среднее значение напряжения [2]:

. (6.123)

Амплитуда цикла [2]:

; (6.124)

. (6.125)

Т.к. выполняется условие [2]:

, (6.126)

то расчет производим по пределу усталости.

При расчете поршневой головки приняли . Расчет проводим по пределу выносливости.

Kds=0,82;

KFs=1,4 (при дробеструйной обработке).

Запас прочности:

. (6.127)

Запас прочности должен быть не менее 2…2,5. Прочность обеспечена.

Расчет крышки шатуна

Крышка шатуна нагружается в начале такта впуска силами инерции поступательно движущихся масс, расположенных выше плоскости разъема кривошипной головки [2]:

. (6.128)

Параметры крышки:

а) Расстояние между двумя шатунными болтами Сб=62 мм;

б) Толщина стенки вкладыша: dв=2 мм;

в) Длина кривошипной головки: Lк.г.=30 мм;

г) Диаметр шатунной шейки: dш.ш.=45 мм;

д) Длина вкладыша: Lв=25 мм.

Момент инерции расчетного сечения вкладыша [2]:

. (6.129)

Момент инерции расчетного сечения крышки [2]:

, (6.130)

где .

Момент сопротивления расчетного сечения [2]:

. (6.131)

Суммарная площадь крышки и вкладыша [2]:

. (6.132)

Напряжение при изгибе крышки [2]:

. (6.133)

Напряжение sИ не должны превышать 100…300 МПа. Прочность обеспечена.

Расчет шатунных болтов

Шатунные болты предназначены для крепления крышки к шатуну. Они изготовлены из стали 40ХНМА. На болтах нарезана резьба М8х1,5. Максимальная сила, растягивающая шатунные болты, PJР=14759 Н.

Характеристики механических свойств стали 40ХНМА представлены в таблице 6.2. [7]:

Таблица 6.4 – Характеристики механических свойств стали 40ХНМА

Статьи о транспорте:

Обзор рынка легковых автомобилей в России
В 2011 г. в России было произведено 2,5 млн. легковых автомобилей (без учета коммерческих), что на 40% больше, чем в 2010 г., в количественном отношении и на 70% - в ценовом. В ближайшие годы ожидается перспектива роста рынка автомобилей. 1,04 млн. произведенных автомобилей - иномарки российского ...

Проектирование трассы автомобильной дороги
Проектируемый участок автомобильной дороги располагается в области равнин в районе аллювиальной низины и находится на перегоне Быхов – Рогачев. Рельеф представляет собой слабо расчленённую лесистость, характеризующуюся средней холмистостью. Колебание отметок составляет порядка 10 м. Гидрологическа ...

Определение сил в направляющей и на поршне амортизатора при верхних значениях сил длительного действия
РРис. 5.2. Силы в направляющей и на поршне амортизатора при верхних значениях сил Изгибающий момент в штоке амортизатора будет складываться из двух составляющих: в направлении U и в направлении Т. Силы в направляющей втулке штока амортизаторной стойки: С u = А u · ℓ′ / (ℓ ...