Расчет коренной шейки КВ

Характерными размерами коренной шейки являются ее наружный диаметр d_K и диаметр внутренней полости 6_К (см. рис. 2.1).

При выполнении расчета по «разрезной» схеме предполагается, что коренная шейка не подвергается воздействию изгибающего момента Л/_изг, поэтому напряженное состояние шейки у края масляного отверстия определяется лишь воздействием знакопеременного скручивающего момента.

Расчету подвергается коренная шейка, для которой амплитуда передаваемого через нее крутящего момента АЛ/за полный цикл нагружения является максимальной. Определение амплитуд крутящих моментов выполняется по предварительно построенным графикам изменения моментов на шейках за полный цикл нагружения (на основании данных табл. 1.4).

Амплитуда крутящего момента, кН • м, на каждой шейке определяется в соответствии с выражением

При известных значениях наружного диаметра коренной шейки d_y. и диаметра ее внутренней полости 5_к момент сопротивления кручению, м³, вычисляется по формуле.

После этого рассчитываются максимальное и минимальное значения касательных напряжений у края масляного отверстия, МПа,.

Затем рассчитываются амплитудное и среднее значения касательных напряжений:

Примечание. Значения величин, находящихся в числителе выражений (2.3) и (2.4), подставляются со своим знаком.

Запас прочности по касательным напряжениям рассчитывается по формуле.

где т_, — предел выносливости материала при симметричном знакопеременном цикле нагружения;

к / ?_х —эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений у края масляного отверстия с учетом масштабного (к_х) и технологического (e_t) факторов;

(/_t — коэффициент, учитывающий асимметрию цикла и приводящий его к симметричному циклу.

Значения входящих в формулу (2.5) величин для наиболее распространенных конструкционных сталей приведены в табл. 2.2.

С учетом влияния крутильных колебаний в неразвитой форме выражение для расчета запаса прочности по касательным напряжениям имеет вид Рассчитанное для коренной шейки Kb по изложенной методике значение запаса прочности не учитывает влияния изгибающего момента М_ИЗГ. При этом погрешность не превышает 3%, что допустимо для инженерных расчетов.

Таблица 2.2

Характеристики конструкционных сталей для изготовления деталей КШМ автомобильных двигателей.

Рассчитанное, но выражению (2.6) значение запаса прочности должно быть не менее нижнего значения диапазона допустимых значений [л_т? ], установленного статистически для двигателя соответствующего назначения и уровня форсирования (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Допустимые значения запаса прочности по касательным напряжениям для коренной шейки КВ.