 |
Расчет коленчатого вала на прочность
|
|
|
|
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=36,5мм
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:
Расчет коренной шейки
Момент сопротивления коренной шейки кручению
Максимальное и минимальное касательное напряжения знакопеременного цикла для наиболее нагруженной 2-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:
Расчет шатунной шейки
Момент сопротивления кручению шатунной шейки
Максимальное и минимальное касательное напряжения знакопеременного цикла для наиболее нагруженной 2-й шатунной шейки (см. табл. 2.3)
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:
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:
где 
 |
Таблица 3.1.
| φ | МТ | Мz | Мφм |
| 313,04 | -778,78 | -329,64 | |
| 896,65 | -490,92 | 286,50 | |
| 871,98 | -63,57 | 571,37 | |
| 653,57 | -48,18 | 427,88 | |
| 579,42 | -275,28 | 214,82 | |
| 253,52 | -408,93 | -110,08 | |
| 284,69 | -432,89 | -104,99 | |
| 706,48 | -408,93 | 210,08 | |
| 339,62 | -282,18 | 40,44 | |
| -83,11 | -59,10 | -100,55 | |
| -57,29 | -34,67 | -65,02 | |
| 39,96 | -255,92 | -152,79 | |
| -125,10 | -143,74 | -190,10 | |
| 645,14 | 770,24 | 1000,86 | |
| 703,91 | 148,25 | 602,41 | |
| 667,21 | -171,99 | 349,93 | |
| 1124,43 | -471,57 | 461,19 | |
| 712,86 | -605,14 | 75,80 | |
| 469,67 | -524,08 | -38,75 | |
| 223,52 | -423,85 | -141,84 | |
| -168,60 | -282,55 | -319,05 | |
| -295,36 | -51,14 | -244,95 | |
| 825,22 | -60,69 | 540,35 | |
| 740,57 | -482,85 | 181,89 | |
| 313,04 | -778,78 | -329,64 | |
| min | -329,64 | ||
| max | 1000,86 |
Среднее напряжение и амплитуда напряжений:
- коэффициент концентрации напряжений
-коэффициент поверхностной чувствительности
– масштабный коэффициент
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:
.
Расчет щеки
Проверка необходимости расчета щеки. Если выполняется условие:
,
то проводить проверочный расчет щеки нет необходимости:
,
58 мм > 42,3 мм → значит проверять щеки на прочность нет необходимости.
Список использованной литературы
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 БГТУ – 2005 – 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, 456 с.
Приложения
|
|
|
