Расчет изгибающих и крутящих моментов в коленвале

	j	0°	30°	60°	90°	120°	150°	180°	210°	240°	270°	300°	330°	360°	390°	420°	450°	480°	510°	540°	570°	600°	630°	660°	690°	720°
	DРr, МПа	Рr - Рост
	cos j + +lcos 2j	1,2800	1,0060	0,3600	0,2800	0,6400	0,7260	0,7200	0,7260	0,6400	0,2800	0,3600	1,0060	1,2800	1,0060	0,3600	0,2800	0,6400	0,7260	0,7200	0,7260	0,6400	0,2800	0,3600	1,0060	1,2800
	Pj, МПа	Pj = (-mSRw2/Fn)x (3)
	РS, МПа	PS = (2) + (4)
	tg b	0,000	+0,144	+0,253	+0,295	+0,253	+0,144	0,000	-0,144	-0,253	-0,295	-0,253	-0,144	0,000	+0,144	+0,253	+0,295	+0,253	+0,144	0,000	-0,144	-0,253	-0,295	-0,253	-0,144	0,000
	Nr, МПа	Nr = (5) × (6)
	1/ cos b	1,000	1,010	1,031	1,043	1,031	1,010	1,000	1,010	1,031	1,043	1,031	1,010	1,000	1,010	1,031	1,043	1,031	1,010	1,000	1,010	1,031	1,043	1,031	1,010	1,000
	S, МПа	S = (5) × (8)
		+1	+0,794	+0,281	-0,295	-0,719	-0,938	-1	-0,938	-0,719	-0,295	+0,281	+0,794	+1	+0,794	+0,281	-0,295	-0,719	-0,938	-1	-0,938	-0,719	-0,295	+0,281	+0,794	+1
	K, МПа	K = (5) × (10)
			+0,625	+0,993	+1	+0,740	+0,376		-0,376	-0,740	-1	-0,993	-0,625		+0,625	+0,993	+1	+0,740	+0,376		-0,376	-0,740	-1	-0,993	-0,625
	Т, МПа	T = (5) × (12)
	Мкр, Нм	Mт кр = (13) × Fn×R
	Мкр-1р, Нм, 1-го цилиндра		-223,3	-127,6	+97,4	+165,2	+94,6		-94,6	-165,2	-103,9	+97,0	+137,8		+176,6	+124,8	+234,3	+229,3	+115,3		-97,4	-169,7	-103,5	+121,4	+219,6
	Мкр-2, Нм, 2-го цилиндра		-94,6	-165,2	-103,9	+97,0	+137,8		+176,6	+124,8	+234,3	+229,3	+115,3		-97,4	-169,7	-103,5	+121,4	+219,6		-223,3	-127,6	+97,4	+165,2	+94,6
	Мкр-3, Нм, 3-го цилиндра		+176,6	+124,8	+234,3	+229,3	+115,3		-97,4	-169,7	-103,5	+121,4	+219,6		-223,3	-127,6	+97,4	+165,2	+94,6		-94,6	-165,2	-103,9	+97,0	+137,8
	Мкр-4, Нм, 4-го цилиндра		-97,4	-169,7	-103,5	+121,4	+219,6		-223,3	-127,6	+97,4	+165,2	+94,6		-94,6	-165,2	-103,9	+97,0	+137,8		+176,6	+124,8	+234,3	+229,3	+115,3
	МS, Нм	МS = (15)+(16)+(17)+(18)

Примечания: 1. Данная таблица предназначена для расчета крутящих моментов с учетом воздействия инерционных масс поршневой группы и части шатуна. 2. Обозначения действующих сил приняты по рис. 1.1. R – радиус кривошипа; Fп – площадь днища поршня; – средняя угловая скорость вращения, мин-1; mS = mп +0,275 mшп – сумма массы поршневой группы u 0,275 массы шатуна, отнесенной к пальцу. 3. Значения моментов Мкр-1, Мкр-2, Мкр-3, Мкр-4 даны для углов кривошипа вала, приведенных в табл. 12.1.

Таблица 12.2

Изгибающий момент в плоскости маслоподводящего канала определяется выражением (Нм):

М_j’ = M_кcos j¢+ M_Tsinj¢.(12.4)

На основании расчетов М_Т в табл. 12.1 находят значения максимальных и минимальных скручивающих моментов для наиболее нагруженной шейки. Угол j¢ расположения маслоканала находят при минимальном моменте М_j из построения полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку (рис. 12.1).

;

. (12.5)

Суммарный изгибающий момент равен:

; ; (12.6)

; ;

; ; ;

. (12.7)

берут из табл. П.7, П.8.

Определив n_t и n_s, находят общий запас прочности шатунной шейки и сравнивают с допускаемыми [n].

. (12.8)

У форсированных современных двигателей [n]=2,0…2,5.

Расчет щек

Щеки подвергаются изгибу в двух плоскостях, растяжению – сжатию и кручению. Наибольшие напряжения возникают в местах перехода шейки в щеку в галтелях (сечение I–I, см. рис. 11.1).

Запас прочности по нормальным напряжениям.

Изгибающий момент (Н×м, рис.11.7)

, (12.9)

, МПа.

Напряжения изгиба и растяжения (сжатия), МПа, равны:

, где W_щ= , м³. (12.10)

Размер h принимают по впадинам галтели.

Запас прочности

. (12.11)

Запас прочности по касательным напряжениям. Кручение щеки вызывается моментом (Н×м): .

; ; W_mкр=abh³, м³; (12.12)

a – коэффициент, зависящий от отношения b/h.

; тогда . (12.13)

Коэффициент запаса щеки ^.

Обычно допустимый [n_щ] = 1,5..3,0.