Розрахунок шатунних болтів

 

Попередніми розрахунками встановлено, що максимальна сила інерції, яка розриває кривошипну головку і, як наслідок, шатунні болти,

P _jр= 0,0138 МН. Вибираємо матеріал для болтів – сталь 40Х. Приймаємо для болтів: кількість болтів – і _б =2; номінальний діаметр – мм; крок різьби – t = 1 мм.

Практикою встановлено, що надійність стикового з’єднання забезпечується за умови

P пз> P _jр/ і _б, (7.69)

де P пз– сила попередньої затяжки болта, P пз = (2…3)· P _jр, МН.

Приймаємо

P пз =2· P _jр= 2·0,0138= 0,0276 МН.

Визначаємо величину сумарної сили, що розтягує болт,

; (7.70)

мН,

де χ – коефіцієнт основного навантаження різьбового з’єднання; відповідно до практики конструювання двигунів χ = 0,15…0,25. Для розрахунку приймаємо χ = 0,2.

Максимальне напруження у перерізі болта по внутрішньому діаметру:

; (7.71)

МПа.

де d _в= d –1,4 ·t = 0,01–1,4·0,001=0,0086 м – внутрішній діаметр різьби болта.

Визначаємо мінімальне напруження у перерізі по внутрішньому діаметру різьби болта:

; (7.72)

МПа.
Знаходимо значення амплітуди напруження:

; (7.73)

МПа.

Знаходимо середнє значення напруження:

; (7.74)

МПа.

Визначаємо запас міцності болта за формулою:

; (7.75)

де – границя витривалості матеріалу болтів шатуна при розтягуванні-стискуванні, = 380 МПа;

Кσ – коефіцієнт концентраціі напружень, Кσ = 3;

- коефіцієнт приведення циклу при розтягуванні-стискуванні, = 0,17;

– коефіцієнт, який враховує характер обробки поверхні, = 0,9.

Після підстановки значень розрахункових параметрів знаходимо:

Запас міцності для шатунних болтів має бути не нижче = 2,0…2,5.