Задача 10

Хитневі шийки розраховують на кручення і згин. Скручування хитневої шийки відбувається під дією набігаючого моменту, а згин – під дією згинальних моментів в площині коліна M_Z і в перпендикулярній площині F_T. Оскільки обертовий і згинальний моменти не набувають максимальних значень одночасно, запаси міцності шийки від кручення і згину визначають незалежно один від одного, а потім підраховують загальний запас міцності.

Екстремальні значення напружень згину в хитневій шийці:

і ,

(10.1)

де – момент опору згину хитневої шийки; – момент опору крученню хитневої шийки; М_хш.max, М_хш.min – максимальний і мінімальний згинальні моменти, що навантажують хитнева шийку; і – відповідно зовнішній і внутрішній діаметри хитневої шийки.

Задача 11

Щоки колінчатого вала сприймають складні змінні напруження: дотичні внаслідок кручення і нормальні – згину і розтягу-стиску. Найбільші напруження виникають в місцях переходу шийки в щоку в галтелях.

Максимальні і мінімальні дотичні напруження визначають за формулами:

і ,

(11.1)

де – момент опору крученню прямокутного поперечного перерізу щоки; b –ширина розрахункового перерізу щоки; h – товщина щоки; - коефіцієнт, що залежить від відношення ширини b перерізу щоки до її товщини h.

Максимальні і мінімальні нормальні напруження визначають з рівнянь:

; ,

(11.2)

де – момент опору згину щоки; – площа розрахункового перерізу щоки.

Задача 12

Напруження зминання, що виникають в місцях контакту робочих поверхонь кулачка і штовхача, визначають для плоского штовхача за формулою

,

(12.1)

де F_шт max – максимальна сила, що діє на кулачок зі сторони клапанного привода; E – модуль пружності матеріалу; b_к – ширина кулачка; r₁ – радіус дуги кулачка.

Допустимі напруження зминання [_зм] = 400...1200 МПа.

Задача 13

Основним розрахунком розподільного валу є розрахунок на жорсткість, що полягає у визначенні стріли прогину під дією сумарної сили F_шт max. Розрахункова схема вала являє собою двоопорну розрізну балку, яка вільно лежить на опорах і навантажена в місці дії штовхача (рис. 3).

Стріла прогину розподільного валу під дією сумарної сили

.

(13.1)

де l – відстань між опорами вала; a і b – відстані від опор до точки прикладання сили F_шт max; d_р і _р – зовнішній і внутрішній діаметр розподільного вала; E – модуль пружності.

Рис. 3. Конструктивна (а), схематична (реальна (б) та розрахункова (в)) схеми розподільного вала з епюрами згину, що виникають

Величина прогину y не повинна перевищувати 0,02...0,05 мм.

Задача 14

У випадку розрахунку гільзи циліндрів на міцність визначають напруження тільки від основних навантажень: максимального тиску газів, бокового тиску поршня і перепаду температур у стінці.

Найбільш небезпечним навантаженням є максимальний тиск згорання , який викликає напруження розтягу по твірній циліндра і по його кільцевому перерізу.

Напруження розтягу від дії сил тиску газів визначають за наближеною залежністю, яка не враховує нерівномірності розподілу напружень за товщиною гільзи:

,

(14.1)

де D – діаметр циліндра; – максимальний тиск газів, умовно приведений до нижнього положення (НП) поршня; – товщина стінки гільзи циліндра.

Допустимі навантаження для гільз циліндрів, виконаних з чавуну, змінюються в межах 30...60 МПа, а для стальних – 80...120 МПа.