II.  Подбор материалов и определение размеров шатуна (2 и 4)
Дано:

m_2,4=1,20438кг

l_2,4=155мм=15,5см

r=7,8г/см³

Д_п=9,5см

P_max=4,5×10⁶Па
1.  Предварительный расчёт:
                  

N=P_max×F_n

F_n=

s_max=

[s]=(n=3¸4) принимаем n=3,5

s_max=
Решение:
S₂=



По данным вычислений подбираем материал сталь 20.
Режим термообработки:



s_Т=215,82мПа

s_В=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):
  

t_Т=—  ;   t=140¸190мПа

s_в = 580мПа

s_Т = 340мПа
а)  F_min=350×10^-6м²

    

     

     

     



K_s=1,1   ;   Kd=0,87   ;   b_упр=1

s_в=600мПа — K_f=1,66

s_в=580мПа — K_f=X

Методом интерполяции получаем:

                                K_f=X=1,63


б)  F_S2=450×10^-6м²

h×d +  2b×d = F_S2

d=4×10^-3м  ;  h=42×10^-3м  ;  b=35×10^-3м



l₂=155×10^-3м               ;              l_AS=46,5×10^-3м
            В                                                             M_u2            P_u2            S₂              A 




                                                                                                                                         

                                                               20833,02H
            +

N[H]

            -

                                                                                                                         15758,31H
            +

M[Hм]

            -






                                                      28,8 H×м                                                      131,49 Н×м
М_изг=                                                           M_изг=

0 £ Z < 0,108                                                         0 £ Z < 0,046

Z=0 ;  М_изг=0                                                        Z=0 ; М_изг=0

Z=0,108 ; М_изг=28,8 Нм                                       Z=0,046 ; М_изг=131,49Нм
                 M_U2 = 100,485 Hм





= 2,469×10^-8 + 2× [1,86×10^-10+7,4×10^-8] = 1,73×10^-7 м⁴


s_max=s_u + s_N = 19 + 46,3 = 65,3 мПа

         r=1 ; s_m=0 ; s_a = s_max


Ks = 1,1 ; Kd = 0,81 ; K_f = 1,63 ; b_упр = 1


h×d+2b×d=F_min

h = (F_min — 2b×d)/d = (350 — 2×35×4)/4 = 17,5
в)  Расчёт нижней головки:
[PV]=120мПа  [P]=20мПа  ;  b’ = b +30 = 65×10^-3м



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