м;
N0=14805,92 (0,572-0,0008 · 130)=6929,19 Н.
Величини згинального моменту і поперечної сили в закладенні (див. рис. 7, перетин обмежене кутом? з), визначається за формулою:
з=4,65 + 6929,19 · 0,0238 (1 + 0,6428) - 0,5 · 14805,92 · 0,0238 (0,7660 + 0,6428)=27,35Н · м
Nз=- 6929,19? 0,6428 + 0,5 · 14805,92 (0,7660 + 0,6428)=5975,21 Н.
Рис. 8. Розподіл навантаження і епюри напружень при дії стискаючої сили
При дії стискаючої сили згинальний момент M0 і поздовжня сила N0 в центральному перерізі II (рис.7) рівні:
(5)
де функції f1 (? з) і f2 (? з) визначаються за табл. 4.
Таблиця 4
Значення функцій f1 (? з) і f2 (? з)
ФункцііУгол закладення? з100105110115120125130f1 (? з) 0,00010,00050,00090,00180,00300,00500,0085f2 (? з) 00,000100,000250,000600,001100,001800,00300
=92670,11? 0,0085=787,70 Н;
=- 92670,11? 0,0238? 0,003=- 6,62 Н · м.
Згинальні моменти і поздовжні сили для будь-якого перетину на участке1 (0 lt;?? 90 °) визначаються виразами:
На ділянці 2 (90 °???? з)
Напруга в довільному перерізі визначається за формулою
,
де M і N - згинальний момент і поперечна сила у відповідному перерізі; F - поперечний переріз його;- Осьовий момент опору; a - довжина поршневий головки шатуна; hг - товщина стінки головки.
У перетині II (див. рис. 7а) при a=40 мм; hг=7,5 мм F=300 · 10-6 м2;
W=0,375? 10-6 м3, а в закладенні - F=360 · 10-6 м2; W=0,540? 10-6 м3.
Напруження від запресовування втулки на зовнішній поверхні поршневий головки можна визначити за такими даними: натяг?=0,04 мм; модулі пружності втулки і шатуна EВ=1,2? 105 МПа; Eш=2,2? 105 МПа, k1=d1/d=0,90; k2=d/Dг=0,727; коефіцієнти Пуассона бронзи і сталі (? в?? ш=0,3). Втулка нагрівається до температури 110? С, а при коефіцієнтах лінійного розширення для бронзи? В=15,6? 10-6 1/° С; для шатуна? ш? 12? 10-6 1/° С температурний натяг дорівнює
? t=d? t (? в -? ш)=40 · 110 · (15,6-12) · 10-6=0,0158 мм.
Напруга при запресовуванні втулки одно
Напруга на зовнішній поверхні головки від запресовування втулки дорівнюватиме
60,6 МПа
Визначимо коефіцієнт K
Напруження в закладенні на зовнішній поверхні від дії згинального моменту і поздовжньої сили рівні:
при розтягуванні
=65,14 МПа;
при стисненні
=- 102,7 МПа.
З урахуванням запресовування втулки на зовнішній поверхні поршневий головки напруга дорівнює:
при розтягуванні
МПа
при стисненні
МПа.
Амплітудне і середнє напруги
? м=0,5 (125,74-42,1)=83,64 МПа;
? а=0,5 (125,74 + 42,1)=167,9 МПа.
Запаси міцності визначалися за формулою
,
де?- 1=540 МПА- межа витривалості при симетричному циклі; K? =1,1- ефективний коефіцієнт концентрації напружень; ? =0,87 - коефіцієнт обробки поверхні; ?? =0,87 - коефіцієнт впливу абсолютних розмірів; ?? =0,184- коефіцієнт, враховує вплив середніх напруг на витривалість.
Таким чином, запас міцності в закладенні дорівнює:
=2,5.
Розрахунок стержня шатуна
Розрахунок стержня шатуна будемо проводити по середньому розтину. Визначимо площу поперечного перерізу і моменти інерції щодо осей xx і yy (рис.6). З креслення серійного шатуна зі сталі 18ХНВА відомо: h=38 мм; b=22 мм; a=8 мм; t=5,5 мм. Визначимо геометричні характеристики поперечного перерізу:
Площа середнього перетину шатуна, м2:=4,58? 10-4 м2;
Момент інерції перерізу BB (див. рис. 6) щодо осі xx, перпендикулярній площині гойдання шатуна, м4:=7,76? 10-8 м4;
Момент інерції перерізу BB (див. рис. 1) щодо осі yy, що у площині гойдання шатуна, м4:
=27,54? 10-9 м4;
Радіус інерції щодо осі xx:=0,0130 м;
Радіус інерції щодо осі yy:=0,00775 м.
Визначаємо максимальну растягивающую силу
18434 Н.
Визначаємо максимальну напругу о?? розтягує навантаження
=40,25 МПа.
У середньому перерізі крім стиску відбувається вигин, пов'язаний з ексцентриситетом стискаючого навантаження і прогином від відцентрових сил, перпендикулярних до осі стрижня. На стиск стрижень шатуна розраховують за напівемпіричні формулами [5]
=- 202,3 МПа,
де L=0,230 - довжина шатуна (див рис. 6);
L1=L - 0,5 (d1 + dк)=0,230-0,5 (0,04 + 0,069)=0,176 м (діаметри отворів поршневий і кривошипной головок) (див. рис. 6).
Амплітудне напруга з урахуванням вигину щодо осі xx? a=137,9 МПа; той же що...
