Прочность коленчатого вала определяется следующими факто­рами:

•  размерами и формами отдельных элементов вала;

•  наличием концентраторов напряжений на кромках масляных каналов, галтелей и других переходах;

•  характеристиками прочности материала, использованными при изготовлении вала конструктивными

и технологическими методами упрочнения;

•  наличием и ориентацией внутренних упорядоченных структур, расположением волокон, зависящим от способа изготовления ко­ленчатого вала.

При проектировании двигателя размеры отдельных элемен­тов вала задаются на основании статистических данных, приве­денных в табл. 7.1, с учетом конструктивных особенностей и сте­пени форсированности проектируемого двигателя. После этого производится оценка напряженного состояния каждого элемента вала.

Расчет коренных шеек. Коренные шейки нагружаются главным образом крутящим моментом, так как величины изгибающих их моментов малы вследствие относительно малой длины шеек. По­этому запасы прочности коренных шеек принято оценивать только по касательным напряжениям. Последовательность расчета при этом такая:

■ по данным динамического расчета двигателя составляют таб­лицу или строят графики набегающих крутящих моментов, пере­даваемых отдельными коренными шейками (см. гл. 1). Расчет про­водится для той шейки, набегающий крутящий момент на которой имеет наибольшую амплитуду;

• определяют максимальное и минимальное значения касатель­ных напряжений (МПа).

• определяют запас прочности. Для определения  необ­ходимо знать отношение эффективного коэффициента кон­центрации напряжений к произведению масштабного и технологи­ческих факторов. Величина этого отношения зависит от многих факторов, прежде всего от конструктивных особенностей вала. Г и ориентировочных расчетах Р. С. Кинасошвили рекомендует прини­мать K₁/e_i=2,5.

Значения для коренных шеек валов двигателей, хорошо заре­комендовавших себя в эксплуатации, находятся в пределах: автомо­бильные двигатели — и_г=3...4, тракторные — п_т=4...5.

Расчет шатунных шеек. На шатунные шейки действуют одновре­менно переменные крутящие и изгибающие моменты. Вследствие того, что экстремальные значения этих моментов не совпадают по времени, принято определять раздельно запасы прочности по каса­тельным и нормальным напряжениям, а затем находить резуль­тирующий запас прочности.

Запас прочности по касательным напряжениям п,определяется в той же последовательности, что и при расчете запаса прочности коренных шеек, только значения скручивающих моментов опреде­ляются по таблицам или графикам набегающих крутящих момен­тов на шатунные шейки.