Расчет коренной шейки.

4.1.1. Расчет коренной шейки коленчатого вала на кручение.

Из схемы нагружения кривошипа и из динамического расчета кривошипно-шатунного механизма можно сделать вывод, что коренные шейки нагружены в основном крутящими моментами. Изгибающими моментами от действия сил К и Т пренебрегаем в связи с малой длиной коренной шейки.

Найдем максимальные и минимальные касательные напряжения, возникающие в коренных шейках:

где, - момент сопротивления сечения коренной шейки

М_max, M_min – максимальный и минимальный крутящие моменты (из динамического расчета)

М_max=327.5 Н·м

M_min= -160 Н·м

(м³)

Зная максимальные и минимальные касательные напряжения, найдем среднее (τ_m) и амплитудное (τ_а) касательные напряжения:

Находим коэффициент запаса усталостной прочности:

где, τ_-1= 80 МПа (Сталь 10) - предел усталости материала шейки при симметричном нагружении

К_τ=(1.8÷2.0)=1.9 – коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в коренной шейке (определяется в ослабленном сечении шейки)

ε_τ=0.76 – коэффициент, учитывающий абсолютные размеры коренной шейки

где, τ₀ – предел усталости материала при пульсирующем цикле нагружения

(τ_-1/ τ₀)=(1.6÷2.0) => τ₀=50 (МПа)

 

Рекомендуемый запас усталостной прочности для автомобильных двигателей: n_τ=(3÷4). Условие выполняется.