ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет коленчатых валов из "Расчет на прочность деталей машин Издание 4 " Коленчатые валы разрушаются от усталости в местах наибольшей концентрации напряжений, обычно у выхода отверстия для смазочного материала на коренных и шатунных шейках вала и у галтелей в сопряжениях шеек со щеками. [c.256] Нагрузки. Основными нагрузками являются усилия от давления газа в цилиндре двигателя, передающиеся че рез поршень и шатун на вал, нагрузки от инерционных сил движущихся дета-лей кривошипно-шатунного механизма и вибрационные нагрузки, возникающие прн колебаниях вала. [c.256] Для автотракторных двигателей = 0,2- -0,3 для стационарных двигателей L /L = 0,Зн-0,4. [c.257] ДЛЯ простоты считают приложенной на радиусе шатунной шейки. Противовесы также вызывают центробежную силу инерции Рцр, плоскость действия которой может не совпадать с плоскостью колена. [c.257] Вибрационные нагрузки, связанные с колебаниями вала, определяют экспериментально они не входят в проектный расчет. [c.257] Просуммировав для каждого значения угла поворота коленчатого вала а нагрузки от газовых и инерционных сил. например 2=2г+2 — Рш, N == N1, Г= Гр+ Г и т.д., строят графики изменения сил за полный цикл двигателя. [c.257] Расчетная схема колена и действующие нагрузки показаны на рис. 3, а типичные эпюры изгибающих и крутящих моментов — на рис. 4—6. [c.257] Номинальные напряжения. В коренных шейках изгибающими напряжениями обычно пренебрегают и вычисляют только напряжения кручения. [c.257] Здесь I — момент сопротивления изгибу сечения щеки в точке Рщ — площадь ее сечения. [c.259] Подставляя в формулы (14)—(19) наибольшие и наименьшие (с учетом знака) значения силовых факторов в течение цикла, определяют амплитуды Оа, Та, по которым ведут расчет вала на сопротивление усталости. Влияние средних напряжений обычно невелико. [c.259] Коэффициенты неравномерности и концентрации напряжений. Из-за сложной конфигурации коленчатого вала фактиче кое распределение напряжений в шейках значительно отличается От номинального, что учитывают экспериментальными коэффициентами Р [7). Основную роль играют коэффициенты, значения которых принимают в соответствии г табл. 1 и рис. 8—10. [c.259] При радиусе галтели г 3 мм коэффициент чувствительности материала валов обычно достигает значений д = = 0,9 0,95. [c.260] Материалы и запасы прочности. Для коленчатых валов применяют стали 35, 45, 40Х, 35ХМ, 18Х2Н4МА и др. Литые валы изготовляют из модифицированных чугунов, а также из стали. Лейки подвергают поверхностной закалке до твердости 50—60 НКСэ. [c.260] Запасы выносливости для высокооборотных двигателей составляют п -= = 1,5-1-3,0, для средне- и низкооборотных п = 2-4-6. [c.260] Кривые изменения усилий Г и Z по углу поворота вала показаны на рис. 13. Расчет показывает, что наибольшая разность ЛГк max — jWk min имеет место на шестой коренной шейке между пятым и шестым коленами (рис. 14). Результаты расчета сведены в табл. 2. [c.262] В рассматриваемом примере наиболее нагруженной точкой является середина щеки у галтели, причем расчетный запас прочности незначителен. [c.262] Вернуться к основной статье