Расчет щеки коленчатого вала.

Расчетная схема щеки коленчатого вала

 

 

 

4.3.1. Расчет щеки коленчатого вала на изгиб.

 

Находим изгибающий момент в плоскости кривошипа:

Дополнительно к изгибу щеки учитываем напряжение растяжения щеки вдоль кривошипа и находим напряжение изгиба щеки:

где, F_щ=b·h=0.0152·0.076=1.16·10^-3 м² – площадь поперечного сечения щеки

Находим максимальные и минимальные напряжения изгиба щеки:

 

Зная максимальные и минимальные напряжения изгиба щеки, находим среднее (σ_m) и амплитудное (σ_а)напряжения изгиба щеки:

Находим запас усталостной прочности:

Среднее напряжение не учитываем.

где, К_σ – коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в щеке

ε_σ – коэффициент, учитывающий абсолютные размеры щеки

(К_σ/ ε_σ)=(2÷2.5)=2.5

 

4.3.2. Расчет щеки коленчатого вала на кручение.

 

 

Находим касательное напряжение:

Максимальные напряжения возникают в середине длинной стороны щеки.

где, W_кр.щ.=b·h²·α=0.076·0.0152²·0.3=5.28·10^-6 _М³ – полярный момент сопротивления кручению

где, α=1/(3+1.8·(h/b))=1/(3+1.8·(0.0152/0.076))=0.3 – коэффициент, зависящий от соотношения сторон прямоугольника

 

Находим максимальные и минимальные касательные напряжения:

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

 

 

 

Находим запас усталости:

≈2.0

Находим общий запас усталости:

Рекомендуемый запас усталостной прочности: n_Σ=(2.5÷3.0). Условие выполняется.