Шатунная группа

∆∑ = ∆+∆t = 0,04+0,0552 = 0,095 мм,

где ∆ = 0,04 мм – натяг посадки бронзовой втулки ;

∆t = d(αв-αг)∆Т = 46∙(1,8∙10-5-1,0∙10-5)∙150 = 0,0552 мм;

∆Т = 150 К – средняя температура подогрева головки и втулки.

Удельное давление на поверхности соприкосновения втулки с головкой:

,

где μ = 0,3 – коэффициент Пуассона.

Напряжение от суммарного натяга на внешней поверхности головки:

Напряжение от суммарного натяга на внутренней поверхности головки:

б) расчёт сечения А – А на изгиб:

Максимальная сила, растягивающая головку:

pjп = -mп∙R∙ω²∙(1+λ) = -3,804∙0,0625∙219,9²∙(1+0,197) = -13759,8 Н,

где ω = ;

Нормальная сила и изгибающий момент в сечении О – О:

Njo = -pjп(0,572-0,0008φш.з) =

= -(-13759,8)∙(0,572-0,0008∙100) = 6769,8 Н,

где φш.з = 100 ° - угол заделки;

Рис. 7.5. Распределение нагрузок на поршневую головку шатуна:

а – при растяжении, б – при сжатии

Mjo = -pjп∙rcp∙(0,00033φш.з-0,0297) =

= -(-13759,8)∙0,028∙(0,00033∙100-0,0297) =

= 1,27 Н∙м,

где rср = ;

Нормальная сила и изгибающий момент от растягивающей силы:

Njφш.з = Njocosφш.з-0,5pjп(sinφш.з-cosφш.з) =

= 6769,8∙cos100∙-0,5∙(-13759,8)∙(sin100-cos100) = 6794,5 H

Mjφш.з = Mjo+Njorcp(1-cosφш.з)+0,5pjпrcp∙(sinφш.з-cosφш.з) =

= 1,27+6794,5∙0,028∙(1-cos100)+0,5∙(-13759,8)∙0,028∙(sin100-cos100) = 0,58 Н∙м

Напряжение на внешнем волокне от растягивающей силы:

,

где K = ;

Fг = ( dг- d)lш = (66 - 46)∙40 = 800 мм²;

Fв = (d - dп)lш = (66 - 46)∙ 40 = 240 мм².

Суммарная сила, сжимающая головку:

pсж = (рzд-ро)∙Fп-mп∙R∙ω²∙(cosφ+λ∙cos2∙φ) =

=(12,2-0,1013)∙0,0058-0,93∙0,0461∙418,67²∙(cos380+0,279cos2∙380) = 60839,69 Н

Нормальная сила и изгибающий момент от сжимающей силы:

, Н

, Н·м

где значения

и , и

определены по табличным значениям [1].

Напряжение на внешнем волокне от сжимающей силы:

МПа

Максимальное и минимальное напряжение асимметричного цикла:

σmax = σ’a+σaj = 52,48+17,83 = 70,3 МПа

σmin = σ’a+σaсж = 52,48+(-1,48) = 50,9 МПа

Среднее напряжение и амплитуда напряжений:

МПа;

МПа;

МПа

Так как

<4,36 ,

то запас прочности в сечении А – А определяется по пределу текучести:

Запас прочности поршневой головки находится в рекомендованных пределах 2,5÷5 [1].