Расчет стержня шатуна

Рисунок 5.1 Расчетная схема

Рисунок 5.2 К продольной устойчивости стержня шатунашатуна

Шатун имеет двутавровое сечение и его расчет на прочность следует определять в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: в плоскости качания шатуна и в плоскости, перпендикулярной к ней (рисунок 5.1).

Стержень шатуна рассчитывается на усталостную прочность. Расчетное сечение зависит от формы стержня: при неизменном или мало изменяющемся по длине сечении стержня за расчетное примем сечение на середине длины шатуна.

При расчете сечения по середине длины стержня и действии на шатун сжимающей силы учитываются напряжения не только от сжатия, но и от продольного изгиба. В этом случае суммарное напряжение сжатия в расчетном сечении при продольном изгибе в плоскости качания шатуна (рисунок 5.2):

,

де F - площадь расчетного сечения (двутавра):

,

где Н = 0,02м, h = 0,016м, В = 0,024м, b = 0,004м;

;

L = 0,246м;

Ix – момент инерции сечения F относительно оси х – х:

;

.

Напряжение в расчетном сечении, но при продольном изгибе в плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна:

,

I y - момент инерции сечения F относительно оси y-y :

,

;

.

Напряжение сжатия в расчетном сечении:

;

Напряжение растяжение в расчетном сечении:

;

Среднее напряжение в расчетном сечении σm и амплитуда цикла σа :

,

;

,

Запас прочности определяется по следующей формуле:

,

где σ-1 = 450-480 МПа для сплава АЛ-35;

kσ – коэффициент концентрации напряжений. Для сравнительной оценки примем равным 1;

εξ - коэффициент фактора размерности. Примем εξ = 1;

= 0,16 – коэффициент, зависящий от характеристики материала;

.

В современных конструкциях запас прочности стержней шатунов лежит в пределах 1,4 - 3,0, следовательно, полученное значение n’σ удовлетворяет нормам прочности.

Эксплуатация и ТО узла
Техническое обслуживание основных систем и сборочных единиц. Техническое обслуживание двигателя и его систем. Наибольший объем работ по техническому обслуживанию машины приходится на двигатель внутреннего сгорания и его системы (топливную, смазочную, охлаждения, воздухоочистки). В двигателях к наиб ...

Чистые и энерго-эффективные транспортные средства
MicroCarrier – испытание электрических, энерго-эффективных средств доставки посылок в Берлине (Германия). Для снижения затрат и выбросов парниковых газов last-mile поставок, Институт Фраунгофера в Германии разработал MicroCarrier Utility Vehicle (MCUV). Предпосылки и цели Берлин, постоянно растущий ...

Освещение салона
Освещение должно способствовать выполнению рабочего задания. Если анализ задания показывает, что окружающего освещения недостаточно, то следует предусмотреть дополнительное местное освещение, например для установки, регулировки оборудования. Освещение должно быть организовано так, чтобы исключить п ...