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, Мmax, Mmin – максимальный и минимальный крутящие моменты (из динамического расчета) Мmax=327.5 Н·м Mmin= -160 Н·м
Зная максимальные и минимальные касательные напряжения, найдем среднее (τm) и амплитудное (τа) касательные напряжения:
Находим коэффициент запаса усталостной прочности:
где, τ-1= 80 МПа (Сталь 10) - предел усталости материала шейки при симметричном нагружении Кτ=(1.8÷2.0)=1.9 – коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в коренной шейке (определяется в ослабленном сечении шейки) ετ=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: nτ=(3÷4). Условие выполняется.
|
- момент сопротивления сечения коренной шейки
(м3)
