Wкш – момент сопротивления шейки кручению. Для монолитной шейки (т.к. сверление в коренной шейке незначительного диаметра):
Определяем амплитудное и средне напряжение:
По таблице (табл. 5.6 [1]) с учетом наличия в шейке отверстия для подвода масла находим теоретический коэффициент концентрации напряжений:
Кσт = 2,5
Для стали 40ХНМА находим q – коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений:
По формулам (5.1 и 5.2 [1]) осуществляем выбор соответствующего предельного напряжения:
Для стали 40ХНМА находим:
Расчет запаса прочности выполняем по пределу выносливости:
Расчет шатунных шеек.
Шатунные шейки рассчитываются на кручение и изгиб. Запасы прочности при кручении и изгибе определяются независимо один для другого, а затем подсчитываем общий запас прочности. С целью определения моментов, действующих на каждую шейку (шатунную) полноопорного вала, набегающий момент, нагружающий коренную шейку, предшествующую рассматриваемой, складывается с половиной момента, действующего на данную шатунную шейку.
, а т.к. , то φ º | Мшш1 | Мшш2 | Мшш3 | Мшш4 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
30 | -213,66 | -527,76 | -722,65 | 104,68 |
60 | -126,23 | -417,17 | -751 | -690,73 |
90 | 88,8 | 80,49 | -135,42 | 20,51 |
120 | 158,5 | 435,06 | 609,54 | 915,87 |
150 | 93,32 | 395,14 | 596,22 | 714,67 |
180 | 0 | 0 | 0 | 0 |
210 | -94,45 | -402,57 | -121,73 | 272,33 |
240 | -169,13 | -464,48 | -361,33 | -296,63 |
270 | -118,79 | -148,76 | 214,71 | 392,3 |
300 | 56,44 | 271,39 | 679,77 | 1047,67 |
330 | 7,44 | 78,42 | 297,61 | 632,08 |
360 | 0 | 0 | 0 | 0 |
390 | 494,49 | 894,55 | 699,66 | 385,54 |
420 | 229,39 | 289,67 | -44,16 | -335,13 |
450 | 274,71 | 430,6 | 214,79 | 206,4 |
480 | 249,87 | 556,16 | 730,73 | 1007,22 |
510 | 125,9 | 244,39 | 445,45 | 747,27 |
540 | 0 | 0 | 0 | 0 |
570 | -100,44 | 293,59 | 574,44 | 266,34 |
600 | -164,7 | -100,03 | 3,15 | -292,21 |
630 | -97,11 | 80,48 | 443,99 | 413,99 |
660 | 118,03 | 485,9 | 894,3 | 1109,26 |
690 | 208,5 | 542,94 | 762,17 | 846,03 |
∆Мшшmax | 708,15 | 1421,55 | 1616,95 | 1799,99 |
Критерием нагруженности шатунной шейки служит размах момента: