4.2. Расчёт нижней (кривошипной) головки

Основные конструктивные размеры кривошипной головки выбираются на основании, рекомендаций, приведённых в таблице 13.4, а затем выполняются проверочные расчёты.

Таблица 13.4

Размеры кривошипной головки	Пределы изменения
Диаметр шатунной шейки кол. вала
Толщина стенки вкладыша, : тонкостенного толстостенного
Внутренний диаметр кривошипной головки,
Расстояние между шатунными болтами,
Длина кривошипной головки,

Расчёт кривошипной головки на изгиб от максимальных инерционных сил.

Максимальные инерционные силы в режиме максимальной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу в начале такта впуска:

где: - масса поршневой группы;

- часть массы шатунной группы, совершающая поступательное движение;

- часть массы шатунной группы, совершающая вращательное движение;

- масса крышки кривошипной головки;

- масса шатунной группы, кг.

Напряжение изгиба крышки в среднем сечении (см. рис. 13.1):

, МПа

где: - момент инерции сечения вкладыша, м⁴;

- момент инерции сечения крышки, м⁴;

- момент сопротивления сечения крышки;

- суммарная площадь сечения крышки и вкладыша.

Допустимые напряжения изгиба:

МПа.

4.3. Расчёт стержня шатуна

Основные конструктивные размеры среднего сечения шатуна В – В (см. рис. 13.1) выбираются на основании, рекомендаций, приведённых в таблице 13.5, а затем выполняются проверочные расчёты.

Таблица 13.5

Размеры сечения шатуна	Бензин.ДВС	Дизели
Высота стенки в сечении у верхней головки шатуна,
Высота стенки в сечении В-В,
Ширина полки в сечении В-В,
Толщина стенки и полки, ,	, мм	, мм

Стержень шатуна рассчитывается на усталостную прочность в среднем сечении В-В от суммарных сил, возникающих при работе двигателя в режиме . Запас прочности определяется в плоскости качания шатуна и в плоскости, перпендикулярной к ней. Условием равнопрочности шатуна является .

Максимальная сжимающая сила действует в начале такта «рабочий ход»:

где: - масса возвратно-поступательно движущихся частей КШМ.

Максимальная растягивающая сила действует в начале такта «впуск»:

Максимальные напряжения сжатия:

• в плоскости качания шатуна:

,

где: - коэффициент, учитывающий влияние продоль-ного изгиба шатуна в плоскости качания;

- предел упругости материала шатуна;

- момент инерции сечения В-В относительно оси , перпендикулярной плоскости качания шатуна;

- площадь сечения В-В.

• в плоскости, перпендикулярной плоскости качания:

где: - коэффициент, учитывающий влияние продоль-ного изгиба шатуна в плоскости, перпендикулярной плоскости качания;

- длина стержня шатуна между поршневой и кривошипной головками;

- момент инерции сечения В-В относительно оси , лежащей в плоскости качания шатуна;

Допустимые напряжения сжатия:

• для углеродистых сталей МПа;

• для легированных сталей МПа.

Минимальное напряжение растяжения:

Средние напряжения и амплитуды цикла:

Запасы прочности по пределу усталости: