11. Конструктивная часть

Расчет шатунного болта.
Разрыв шатунных болтов происходит вследствие:
1). Недостаточной силы затяжки болтов, что сопровождается раскрытием стыка и образованием на его поверхности наклёпа;
2). Чрезмерной затяжки болтов, сопровождающейся текучестью материала с дальнейшим ослаблением затяжки.
Разрушение болтов может носить также чисто усталостный характер от дополнительных напряжений изгиба, вызываемых недостаточной жёсткостью кривошипной головки и непаралельностью опорных поверхностей головки болта и гайки. Величина этих напряжений не может быть учтена расчётным путём. По опытным данным, напряжения изгиба могут составить 25-30% напряжений растяжения, возникающих при затяжке. Для снижения напряжений изгиба уменьшают диаметры головки болта и гайки и применяют сферические опоры.
Максимальная сила инерции, разрывающая кривошипную головку и шатунные болты, . Принимаем номинальный диаметр болта ; шаг резьбы ; количество болтов . Материал – сталь 40ХН.
По таблицам (1) для легированной стали 40ХН определяем: пределы прочности , текучести и усталости при растяжении – сжатии ; коэффициент привидения цикла при растяжении – сжатии .

По формулам определяем
;.

(10.1.) (1)

Сила предварительной затяжки
.

(10.2.) (1)

Суммарная сила, растягивающая болт:
,

(10.3.) (1)
где ( = 0,2.

Максимальные и минимальные напряжения, возникающие в болте:
;

(10.4) (1)

,
(10.5.) (1)
где .

Среднее напряжение и амплитуды цикла:
; (10.6.)

(1)

; (10.7)

(1)

, (10.8)
(1)
где ; где определяется по таблице; и ; определяется по таблице при ; определяется по таблице (грубое обтачивание).
Так как , то запас прочности болта определяется по пределу усталости
,
(10.9.) (1)