II. Подбор материалов и определение размеров шатуна (2 и 4)
Дано:
m2,4
=1,20438кг
l2,4
=155мм=15,5см
r=7,8г/см3
Дп
=9,5см
Pmax
=4,5×106
Па
1. Предварительный расчёт:
N=Pmax
×Fn
Fn
=
smax
=
[s]=(n=3¸4) принимаем n=3,5
smax
=
Решение:
S2
=
По данным вычислений подбираем материал сталь 20.
Режим термообработки:
| Операция |
t°нагрева |
Охлаждающая среда |
Сечение заготовки |
| нормализация |
900-920°С |
Воздух |
До 100 мм |
sТ
=215,82мПа
sВ
=392,4мПа
Нв=111—164
Примеси:
С=0,17…0,24
Li=0,17…0,37
Mn=0,35…0,65
Cr £ 0,25
Ni £ 0,25
Cu £ 0,25
Расчёт размеров шатуна (сталь 40):
tТ
=— ; t=140¸190мПа
sв
= 580мПа
sТ
= 340мПа
а) Fmin
=350×10-6
м2
Ks
=1,1 ; Kd=0,87 ; bупр
<
sв
=600мПа — Kf
=1,66
sв
=580мПа — Kf
=X
Методом интерполяции получаем:
Kf
=X=1,63
б) FS2
=450×10-6
м2
h×d + 2b×d = FS2
d=4×10-3
м ; h=42×10-3
м ; b=35×10-3
м
l2
=155×10-3
м ; lAS
=46,5×10-3
м
В Mu2
Pu2
S2
A
20833,02H
+
N[H]
-
15758,31H
+
M[Hм]
-
28,8 H×м 131,49 Н×м
Мизг
= Mизг
=
0 £ Z < 0,108 0 £ Z < 0,046
Z=0 ; Мизг
=0 Z=0 ; Мизг
=0
Z=0,108 ; Мизг
=28,8 Нм Z=0,046 ; Мизг
=131,49Нм
MU2
= 100,485 Hм
= 2,469×10-8
+ 2× [1,86×10-10
+7,4×10-8
] = 1,73×10-7
м4
smax
=su
+ sN
= 19 + 46,3 = 65,3 мПа
r=1 ; sm
=0 ; sa
= smax
Ks = 1,1 ; Kd = 0,81 ; Kf
= 1,63 ; bупр
= 1
h×d+2b×d=Fmin
h = (Fmin
— 2b×d)/d = (350 — 2×35×4)/4 = 17,5
в) Расчёт нижней головки:
[PV]=120мПа [P]=20мПа ; b’ = b +30 = 65×10-3
м
Д ³ 24,5 мм ; Д = 50 мм
V = v×r = (v1
+ v2
) ×Д/2 = (377+96,77) ×50/2 = 11,82м/с
PV £ [PV]
9,8×11,82 £ 120
115,8 £ 120