Розрахунок шатунних шийок

Шатунні шийки розраховують на кручення і згин. Скручування шатунної шийки відбувається під дією набігаючого моменту М_ш.ш.і , а згин - під дією згинаючих моментів у площині кривошипа М_Z і в перпендикулярній площині М_Т . Оскільки максимальні значення від крутного та згинаючого моментів не збігаються за часом , запаси міцності від кручення і згину визначаються незалежно один від одного, а потім підраховують загальний запас міцності.

Крутний момент , що діє на і-ту шатунну шийку

Для однопрольотного вала

Для двохпрольотного вала

Для визначення максимально навантаженої шийки складають таблицю моментів , що набігають , для кожної шатунної шийки.

На підставі даних таблиці визначають значення максимальних

М_ш._{ш. іmax} і мінімальних М_ш._{ш. іmin} крутних моментів для найбільш навантаженої шийки. Максимальні значення дотичних напружень циклу (МПа)

(27)

Запас міцності визначають так само, як і для корінної шийки з урахуванням концентрації напружень від мастильного отвору.

Моменти, що згинають шатунну шийку, звичайно визначають табличним методом.

Згинаючий момент, діючий у площині , що перпендикулярна площині кривошипа (28)

де l=(l_кш+l_шш+2·h)- відстань між серединами корінних шийок.

Згинаючий момент, діючийу площині кривошипа

(29)

де a=( l_шш+2·h)/2

Значення Т’ і R_k (вертикальна реакція від тиску газів і сил інерції)із таблиці динамічного розрахунку.

Сумарний згинаючий момент

(30)

Оскільки максимальні напруження в шатунній шийці виникають поблизу мастильного отвору, то звичайно визначають згинаючий момент, що діє в площині осі отвору:

(31)

де j_M- кут між віссю кривошипа і віссю масляного отвору, що знаходиться в центрі найменш навантаженої поверхнішатунної шийки. Кут визначають по діаграмі зносу.

Максимальне і мінімальне значення М_jМ визначають із таблиць або безпосередньо по діаграмі навантаження на шатунну шийку.

При наявності противаг необхідно момент М_к скласти з моментом, що виникає від сили інерції противаги Р_пр і її реакції Р_пр’.

По отриманих значеннях М_jМmax і М_jМmin визначають екстремальні значення напружень згину в шатунній шийці:

(32)

де W_sшш=0,5·W_tшш

Далі визначають запас міцності n_s за згином і загальний запас міцності n_шш шатунної шийки.

Запас міцності для автомобільних двигунів п_шш=2…3

Методика розрахунку шатунної шийки V-подібного двигуна з двома шатунами, розташованими поруч, аналогічна до приведеної.

Поиск по сайту: