дз 2 Воронин (2 ДЗ готовые неизвестные варианты), страница 4

Максимальное и минимальное значение напряжений изгиба у маслоподводящего отверстия:

Среднее значение и амплитуда нормальных напряжений:

Запас прочности по изгибу на краю смазочного отверстия:

– эффективный коэффициент концентрациинормальных напряжений в зоне маслоподводящего отверстия.

Здесь – коэффициент чувствительности металла к концентрации нормальных напряжений.

так как радиус галтели , а отношение предела текучести к пределу прочности Стали 20Х ;

– теоретический коэффициент концентрации нормальных напряжений для вала с поперечным отверстием;

так как отношение диаметра маслоподводящего отверстия к диаметру шатунной шейки ;

Получим:

– коэффициент чувствительности материала вала к асимметрии цикла при изгибе;

так как предел прочности

– фактор, учитывающий влияние размеров на сопротивление усталости и состояния поверхности шейки с учетом чистоты обработки и технологического упрочнения;

где – масштабный фактор; – технологический фактор;

Получим:

Общий коэффициент запаса прочности шатунной шейки

5. Расчет галтели сопряжения шатунной шейки и щеки.

Галтель нагружается переменными крутящими и изгибающими моментами. Наибольшее влияние оказывает изгибающий момент, действующий в плоскости колена:

Номинальные напряжения изгиба в этой плоскости:

– момент сопротивления щеки изгибу в плоскости колена; «+» относится к точке 2, «-» относится к точке 1.

Площадь сечения щеки

Растягивающая (сжимающая) сила, действующая на щеку:

Напряжение растяжения сжатия в щеке:

Общие нормальные номинальные напряжения вычисляются как сумма напряжений от изгиба и от растяжения (сжатия):

По максимальному и номинальному значениям напряжений определяется амплитуда и среднее значение напряжений цикла для щеки:

Сопряжение шатунной шейки и щеки 2:

Сопряжение коренной шейки и щеки 1:

Коэффициент запаса прочности в галтелях по нормальным напряжениям для точки 2:

– эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений в зоне маслоподводящего отверстия.

– коэффициент чувствительности материала вала к асимметрии цикла при изгибе;

так как предел прочности

– фактор, учитывающий влияние размеров на сопротивление усталости и состояния поверхности шейки с учетом чистоты обработки и технологического упрочнения;

где – масштабный фактор; – технологический фактор;

Получим:

Коэффициент запаса прочности в галтелях по касательным напряжениям для точки 2:

где – коэффициент динамического усиления, учитывающий дополнительные напряжения от колебаний, зависит от количества цилиндров.

– эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений в зоне маслоподводящего отверстия.

– коэффициент чувствительности материала вала к асимметрии цикла при кручении;

; так как предел прочности

– фактор, учитывающий влияние размеров на сопротивление усталости и состояния поверхности шейки с учетом чистоты обработки и технологического упрочнения;

где – масштабный фактор; – технологический фактор;

Получим:

Коэффициент запаса прочности в галтелях по нормальным напряжениям для точки 1:

– эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений в зоне маслоподводящего отверстия.

– коэффициент чувствительности материала вала к асимметрии цикла при изгибе;

так как предел прочности

– фактор, учитывающий влияние размеров на сопротивление усталости и состояния поверхности шейки с учетом чистоты обработки и технологического упрочнения;

где – масштабный фактор; – технологический фактор;

Получим:

Коэффициент запаса прочности в галтелях по касательным напряжениям для точки 1:

где – коэффициент динамического усиления, учитывающий дополнительные напряжения от колебаний, зависит от количества цилиндров.

– эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений в зоне маслоподводящего отверстия.

– коэффициент чувствительности материала вала к асимметрии цикла при кручении;

; так как предел прочности

– фактор, учитывающий влияние размеров на сопротивление усталости и состояния поверхности шейки с учетом чистоты обработки и технологического упрочнения;

где – масштабный фактор; – технологический фактор;

Получим:

Общий коэффициент запаса выносливости сопряжения шатунной шейки и щеки:

Общий коэффициент запаса выносливости сопряжения коренной шейки и щеки: