§å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt Mơc lơc Lêi nãi ®Çu Trang 1.CẠC THÄNG SÄÚ BAN ÂÁƯU .3 TÊNH TOẠN ÂÄÜN G HC -ÂÄÜN G LỈÛC HC -XÁY DỈÛN G ÂÄƯ THË 2.1.TÊNH TOẠN ÂÄÜNG HC .3 2.1.1.Xáy dỉûn g âäư thë cäng .3 2.1.2.§å thÞ chun vÞ 2.1.3.§å thÞ vËn tèc v .7 2.1.4.§å thÞ gia tèc J .8 2.2.TÊNH TOẠN ÂÄÜNG LỈÛC HC .8 2.2.1.X¸c ®Þnh khèi lỵng 2.2.2.Khai triĨn c¸c ®å thÞ 10 3.Ph©n tÝch ®Ỉc ®iĨm kÕt cÊu vµ tÝnh to¸n nhãm trơc khủu-b¹c lãt-b¸nh ®µ 22 3.1 PH¢N TÝCH ®ỈC §IĨM KÕT CÊU .22 3.1.1 §Ỉc ®iĨm kÕt cÊu cđa trơc khủu .22 3.1.2 §Ỉc ®iĨm kÕt cÊu cđa b¹c lãt 25 3.1.3 §Ỉc ®iĨm kÕt cÊu cđa b¸nh ®µ 26 3.2 TÝNH TO¸N NHãM TRơC KHU-B¹CLãT-B¸NH §µ .27 3.2.1.TÝnh to¸n vµ kiĨm tra bỊn trơc khủu 27 3.2.2 B¸nh ®µ .32 Tµi liƯu tham kh¶o .33 SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt Lêi nãi ®Çu Giao th«ng vËn t¶i lµ mét ngµnh rÊt quan träng,trong ®ã viƯc hoµn thiƯn ®éng c¬ vỊ mäi mỈt lµ rÊt cÇn thiÕt ®èi víi xu thÕ hiƯn nay.§èi víi sinh viªn chuyªn ngµnh ®éng lùc,§å ¸n kÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt lµ mét ®å ¸n rÊt quan träng,gióp lµm quen víi viƯc nghiªn cøu,t×m hiĨu kÕt cÊu vµ tÝnh to¸n bỊn c¸c chi tiÕt,bé phËn mét kÕt cÊu thĨ.§Ĩ hoµn thµnh nhiƯm vơ ®ã sinh viªn ph¶i ph¸t huy tÝnh tù lùc,tham kh¶o tõ nhiỊu ngn tµi liƯu vỊ chuyªn m«n §©y lµ lÇn ®Çu tiªn em vËn dơng lý thut ®· häc ®Ĩ ph©n tÝch kÕt cÊu vµ tÝnh to¸n thiÕt kÕ nhãm Trơc khủuB¹c lãt-B¸nh ®µ cđa ®éng c¬ ZAZ 968 Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n,mỈc dï em ®· ®ỵc sù gióp ®ì vµ híng dÉn rÊt tËn t×nh cđa thÇy TrÇn Thanh H¶i Tïng vµ c¸c thÇy bé m«n ®éng lùc, nhng víi mét ®å ¸n yªu cÇu mét lỵng lín vỊ kiÕn thøc chuyªn ngµnh vµ sù h¹n chÕ vỊ tµi liƯu tham kh¶o nªn gỈp nhiỊu khã kh¨n vµ khã tr¸nh khái sù sai sãt v× vËy em rÊt mong ®ỵc sù xem xÐt vµ chØ b¶o cđa c¸c thÇy ®Ĩ em ®ỵc båi bỉ thªm vỊ kiÕn thøc chuyªn ngµnh Ci cïng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy TrÇn Thanh H¶i Tïng ®· gióp ®ì em hoµn thµnh ®å ¸n nµy Sinh viªn thùc hiƯn SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt V¬ng H÷u Th¹ch 1.CẠC THÄNG SÄÚ BAN ÂÁƯU : §éng c¬ ZAZ968 lµ lo¹i ®éng c¬ x¨ng cì võa víi xilanh ®ỵc bè trÝ theo d¹ng ch÷ V theo hai hµng.§éngc¬ nµy ®ỵc bè trÝ phÝa sau «t«.Thø tù lµm viƯc cđa c¸c xi lanh ®éng c¬ lµ : 1-3-4-2 C¸c th«ng sè ban ®Çu cđa ®éng c¬ ®ỵc cho theo b¶ng sau: Th«ng sè §¬n vÞ Gi¸ trÞ C«ng st (Ne) kW 30 Sè vßng quay (n) Vßng/phót 4200 7,2 Tû sè nÐn (ε) §êng kÝnh xy lanh (D) mm 76 Hµnh tr×nh piston (S = 2R) mm 66 0,25 Th«ng sè kÕt cÊu (λ) MN/m2 4,2 ¸p st cùc ®¹i (Pz) Khèi lỵng nhãm piston Kg 0,5 Khèi lỵng nhãm trun Kg 0,85 ®é 12 Gãc ®¸nh lưa sím (ϕS) ®é 20 Gãc më sím sup¸p n¹p α1 ®é 60 Gãc ®ãng mn sup¸p n¹p α2 ®é 60 Gãc më sím sup¸p th¶i α3 ®é 20 Gãc ®ãng mn sup¸p th¶i α4 Sè xy lanh (i) 4 Sè kú (τ) Dung tÝch c«ng t¸c cđa Xylanh: π D S 3,14.76 2.66 Vh = = = 0,2994 [lÝt] 4 Dung tÝch bng ch¸y: Vc = Vh 0,2994 = = 0,04829 ε − 7,2 − [lÝt] Dung tÝch toµn phÇn: Va = Vh + Vc = 0,3477 [lÝt] TÊNH TOẠN ÂÄÜN G HC -ÂÄÜN G LỈÛC HC -XÁY DỈÛN G ÂÄƯ THË : §éng c¬ ®èt kiĨu Piston thêng cã vËn tèc lín nªn viƯc nghiªn cøu,tÝnh to¸n ®éng häc vµ ®éng lùc häc cđa c¬ cÊu khủu trơc trun (KTTT) lµ cÇn thiÕt ®Ĩ t×m quy lt vËn ®éng cđa chóng vµ ®Ĩ x¸c ®Þnh lùc qu¸n tÝnh t¸c dơng lªn SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt c¸c chi tiÕt c¬ cÊu KTTT,nh»m mơc ®Ých tÝnh to¸n c©n b»ng c¸c chi tiÕt vµ tÝnh to¸n hao mßn ®éng c¬ 2.1.TÊNH TOẠN ÂÄÜNG HC: 2.1.1.Xáy dỉûn g âäư thë cäng: C¸c th«ng sè chän tríc: ρ=1 n1 =1,36 (§èi víi ®éng c¬ x¨ng n1=1,34÷1,38) n2 = 1,27 (n2=1,23÷1,34) Pr =0,11 [MN/m2] Po =0,098 [MN/m2] Pb =0,43 [MN/m2] Pa =0,85.Po =0,0833 [MN/m2] Pc = Pa ε n1 =0,0833 7,21,36=1,2207 [MN/m2] 2.1.1.1.Xạc âënh cạc âiãøm v âỉåìn g cáưn thiãút ca âäư thë : §Ĩ tiÕn hµnh x©y dùng ®å thÞ c«ng, ta cÇn x¸c ®Þnh c¸c ®iĨm ®Ỉc biƯt vµ ®êng nÐn,®êng gi·n në +X©y dùng ®êng cong ¸p st nÐn: Qu¸ tr×nh nÐn cđa ®éng c¬ lµ qu¸ tr×nh nÐn ®a biÕn víi ph¬ng tr×nh: P.V n1 = const Hay: Pc Vcn1 = Pnx Vnxn1 Pnx = Pc V Vnx n1 ; §Ỉt : i = nx => ( ) Vc Vc P =>Ph¬ng tr×nh ®êng nÐn: Pnx = nc1 i n1: chØ sè nÐn ®a biÕn + X©y dùng ®êng gi·n në: Ph¬ng tr×nh ®êng gi·n në ®a biÕn : PVn2 = const Gäi x lµ ®iĨm bÊt kú trªn ®êng gi·n në, ta cã : Pz V n2 z = Pgnx V n2 gnx => Pgnx = Pz ( V gnx Vz ) n2 Vz = ρ.Vc, víi ®éng c¬ x¨ng ρ = 1, => Vz = Vc V gnx Pz ρ n i = §Ỉt : => Pgnx = n Vz i n2 : chØ sè gi·n në ®a biÕn +C¸c ®iĨm ®Ỉc biƯt: r(Vc,Pr) =r(0,05;0,11) a(Va,Pa) = a(0,35;0,08) b(Vb,Pb) = b(0,35;0,34) i(Va,Pr) = i(0,35;0,11) SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt c(Vc,Pc) = c(0,05;1,22) y(Vc,Pz) = y(0,05;4,2) z(Vz,Pz) = z(0,05;4,2) + B¶ng gi¸ trÞ x¸c ®Þnh ®êng nÐn vµ ®êng gi·n në: §êng nÐn Vx(lÝt) i n1 i 1/ in1 Pc/in1 0.0483 1.00 1.00 1.22 0.0966 2.57 0.39 0.48 0.1449 4.46 0.22 0.27 0.1932 6.59 0.15 0.19 0.2415 8.92 0.11 0.14 0.2897 11.44 0.09 0.11 0.3380 14.10 0.07 0.09 0.3477 7.2 14.65 0.07 0.08 2.1.1.2.Xáy dỉûn g âäư thë v hiãûu chènh âäư thë + X©y dùng ®å thÞ c«ng trªn b¶n vÏ: Chän tØ lƯ xÝch: µ v = µP = n2 i 1.00 2.41 4.04 5.82 7.72 9.73 11.84 12.27 cäng : §êng gi·n në 1/ in2 Pz.ρn2/in2 1.00 4.20 0.41 1.74 0.25 1.04 0.17 0.72 0.13 0.54 0.10 0.43 0.08 0.35 0.08 0.34 Vh  lit  = 0,00187  160  mm   MN / m  Pz = 0,0175  240  mm  Víi tØ lƯ xÝch nµy ta sÏ cã c¸c ®iĨm t¬ng øng trªn ®å thÞ,nèi c¸c ®IĨm trªn ta cã ®å thÞ c«ng lý thut + HiƯu chØnh ®å thÞ c«ng: Dïng ®å thÞ Brich x¸c ®Þnh c¸c ®iĨm: − §¸nh lưa sím (c’) − Më sím (b’), ®ãng mn (r’’) xupap th¶i − Më sím (r’), ®ãng mn (a’) xupap n¹p LÊy ¸p st cùc ®¹i: p z,, = 0,85 p z = 3,57[ MN / m ] X¸c ®Þnh c¸c ®iĨm trung gian: − Trªn ®o¹n cy lÊy ®iĨm víi: c ,, c ,, c = cy − Trªn ®o¹n ba lÊy ®iĨm b ,, cho: bb ,, = ba Nèi c¸c ®iĨm hiƯu chØnh b»ng thíc cong ta cã ®ỵc ®å thÞ c«ng ®· hiƯu chØnh 2.1.2.§å thÞ chun vÞ: SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt R ,trong ®ã: L - R: B¸n kÝnh quay trơc khủu [mm] Th«ng sè kÕt cÊu: λ = R= S 66 = = 33[mm] 2 - L: ChiỊu dµi trun [mm] L= - R 33 = = 132[mm] λ 0.25 O: Giao ®iĨm cđa ®êng t©m xy lanh vµ ®êng t©m trơc khủu - B: Giao ®iĨm cđa ®êng t©m trun vµ ®êng t©m chèt khủu - A: Giao ®iĨm cđa ®êng t©m xy lanh vµ ®êng t©m chèt khủu - trơc khủu α [m] S: Hµnh tr×nh cđa Piston [m] x: §é dÞch chun cđa Piston tÝnh tõ §CT øng víi gãc quay β : Gãc l¾c cđa trun øng víi gãc α [®é]  rad  ω : VËn tèc gãc cđa trơc khủu    s  Theo gi¶i tÝch chun dÞch x cđa piston tÝnh theo c«ng thøc: -   x = R (1 cos α ) + (1 cos β )  λ   C«ng thøc tÝnh gÇn ®óng gi¸ trÞ x: λ   x = R (1 cos α ) + (1 + cos 2α )  = R A   Gi¸ trÞ A t¬ng øng víi c¸c trÞ sè cđa λ vµ α ®ỵc cho ë b¶ng phơ lơc ci s¸ch Ph¬ng ph¸p ®å thÞ Brich x¸c lËp ®ỵc mèi quan hƯ thn nghÞch gi÷a ®é dÞch chun x cđa Piston vµ gãc quay α cđa trơc khủu X©y dùng ®å thÞ: + VÏ nưa vßng trßn t©m O,b¸n kÝnh R Chän tØ lƯ xÝch µR cho AB =Vh=160 [mm] µR = 2.R 2.33  mm  = = 0,4125  AB 160  mm  R.λ = 4,125[mm] R.λ OO' ve = = 10[mm] 2µ j + LÊy ®iĨm O’ ë bªn tr¸i ®iĨm O mét ®o¹n: OO'thuc = + VÏ hƯ trơc vu«ng gãc s-α ë díi vßng trßn Brich, trơc Oα biĨu diƠn gi¸ trÞ gãc cßn trơc Os biƠu diƠn kho¶ng dÞch chun cđa Piston Tïy theo c¸c gãc α ta vÏ ®ỵc t¬ng øng kho¶ng dÞch chun cđa piston SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt + Chän tû lƯ xÝch: µα = µ s = µ R = 0,4125 [®é/mm] [ mm] [ mm] §iĨm A øng víi §CT vµ α = o §iĨm B øng víi §CD vµ α = 180 o Tõ ®iĨm O kỴ c¸c tia OB øng víi c¸c gãc 10o, 20o, 30o, Tõ ®iĨm O’ kỴ c¸c tia O’B’ song song víi OB c¾t vßng trßn t¹i B’ KỴ B’C th¼ng gãc víi AD Theo Brich th× ®o¹n AC=x(®é dÞch chun) Tõ c¸c ®iĨm trªn vßng chia Brich ta kỴ c¸c ®êng th¼ng song song víi trơc Oα Vµ tõ c¸c ®iĨm chia (cã gãc t¬ng øng) trªn trơc Oα ta vÏ c¸c ®êng n»m ngang C¸c ®êng nµy sÏ c¾t t¹i c¸c ®iĨm 1, 2, ,18 Nèi c¸c ®iĨm nµy l¹i ta ®ỵc ®êng cong biĨu diƠn ®é dÞch chun cđa piston theo α: s = f (α ) 2.1.3.§å thÞ vËn tèc v: Theo gi¶i tÝch vËn tèc v cđa piston ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: λ v = Rω(Sinα + Sin 2α ) = RωB λ Trong ®ã: B = Sinα + Sin 2α Tõ trªn ta cã: λ v = Rω(Sinα + Sin 2α) = RωSinα + RωSin 2α = v1 + v 2 λ v1 = RωSinα , v = Rω( Sin 2α ) VËn tèc trung b×nh cđa Piston ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: S.n v tb = 30 Trong ®ã: S: Hµnh tr×nh cđa Piston n: Sè vßng quay cđa trơc khủu [v/ph] v max Tû sè thêng vµo kho¶ng 1,6 v tb X©y dùng ®å thÞ: m / s  mm  Rω 33.418,88 = = 80[mm] vµ vÏ ®êng kÝnh VÏ nưa vßng trßn t©m O, b¸n kÝnh r1 = µv 172,79 Chän tû lƯ xÝch µ v = ωµ s = 418,88.0,4125 = 172,79  AB=S=2r1=160[mm] VÏ ®êng trßn ®ång t©m O b¸n kÝnh r2: r2 = Rωλ 33.418,88.0,25 = = 10[ mm] 2.µ v 2.172,79 Chia nưa vßng trßn b¸n kÝnh r vµ vßng trßn b¸n kÝnh r thµnh 18 phÇn b»ng SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt Tõ c¸c ®iĨm chia trªn nưa vßng trßn ta kỴ c¸c ®êng th¼ng vu«ng gãc víi OA, vµ tõ c¸c ®iĨm chia trªn vßng trßn nhá ta kỴ c¸c ®êng song song víi b¸n kÝnh AB Nh÷ng ®êng t¬ng øng nµy sÏ c¾t t¹i c¸c ®iĨm 0, 1, 2, ,18 Nèi c¸c ®iĨm nµy l¹i ta ®ỵc ®êng cong giíi h¹n vËn tèc cđa piston Dùng hƯ trơc täa ®é vu«ng gãc v-s, lÊy ®o¹n OA = s = 160[mm] , trơc Ov trïng µR víi trơc Oα, trơc hoµnh biĨu diƠn gi¸ trÞ s Tõ c¸c ®iĨm chia trªn ®å thÞ Brich ta kỴ c¸c ®êng th¼ng song song víi trơc Ov, vµ c¾t OS c¸c ®iĨm 0,1,2, ,18 Tõ ®iĨm nµy ta ®Ỉt c¸c ®o¹n th¼ng trªn ®å thÞ giíi h¹n vËn tèc nh: 00’,11’,22’, Nèi c¸c ®iĨm mót l¹i ta cã ®å thÞ vËn tèc cđa Piston theo gãc α: V = f (α ) 2.1.4.§å thÞ gia tèc J: ta tiÕn hµnh x©y dùng ®å thÞ theo ph¬ng ph¸p T«lª C¸c bíc tiÕn hµnh nh sau: VÏ hƯ trơc to¹ ®é J-s LÊy ®o¹n AB trªn trơc s cho AB = s = 160[mm] µs  mm   mm  Tû lƯ xÝch lµ: µ s = 0,4125 m / s2  µ J = 57,9   mm  T¹i A,vỊ phÝa trªn ta lÊy ®o¹n: J Rω (λ + 1) 33.10 −3.418,88 2.(0,25 + 1) AC = max = = = 125[ mm] µJ µJ 57,9 T¹i B,vỊ phÝa díi ta lÊy ®o¹n: J Rω (1 − λ ) 33.10 −3.418,88 2.(1 − 0,25) BD = = − =− = −75[ mm] µJ µJ 57,9 CD c¾t AB t¹i F Dùng EF (vu«ng gãc AB) vỊ phÝa díi mét ®o¹n: λ EF = −3Rω = −75[mm] µ Nèi CF vµ DF, chia EF vµ DF lµm phÇn b»ng vµ ghi thø tù cïng chiỊu 1, 2,3, vµ 1’,2’,3’, Nèi c¸c ®iĨm t¬ng øng l¹i thµnh c¸c ®o¹n:11’,22’,33’, ta cã ®êng cong biĨu diƠn gia tèc cđa piston theo vËn tèc gãc α, J = f (α ) 2.2.TÊNH TOẠN ÂÄÜNG LỈÛC HC : Mơc ®Ých cđa viƯc tÝnh to¸n ®éng lùc häc lµ x¸c ®Þnh hỵp lùc cđa lùc qu¸n tÝnh vµ lùc khÝ thĨ t¸c dơng lªn c¸c chi tiÕt øng víi mçi vÞ trÝ cđa khủu trơc-thanh trun nh»m tÝnh søc bỊn,sù mµi mßn cđa c¸c chi tiÕt vµ thùc hiƯn c©n b»ng ®éng c¬ Trong qu¸ tr×nh lµm viƯc,c¬ cÊu KT-TT chÞu c¸c lùc: - Lùc qu¸n tÝnh c¸c chi tiÕt cã khèi lỵng chun ®éng - Lùc khÝ thĨ - Träng lùc SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt - Lùc ma s¸t Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n,do lùc qu¸n tÝnh vµ lùc khÝ thĨ cã ¶nh hëng rÊt lín ®Õn ®éng c¬,träng lùc vµ lùc mas¸t cã gi¸ trÞ rÊt bÐ so víi hai lùc nµy nªn ta chØ xÐt sù t¸c dơng cđa lùc qu¸n tÝnh vµ lùc khÝ thĨ 2.2.1.X¸c ®Þnh khèi lỵng: 2.2.1.1.Khèi lỵng tham gia chun ®éng th¼ng: C¸c chi tiÕt m¸y c¬ cÊu KT-TT tham gia vµo chun ®éng th¼ng bao gåm:C¸c chi tiÕt nhãm Piston vµ khèi lỵng nhãm trun ®ỵc quy vỊ ®Çu nhá trun Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n, x©y dùng c¸c ®å thÞ,®Ĩ tiƯn lỵi, ngêi ta thêng tÝnh to¸n lùc qu¸n tÝnh trªn mét ®¬n vÞ diƯn tÝch ®Ønh Piston(®Ĩ cïng thø nguyªn víi ¸p st ch¸y ®éng c¬) + Khèi lỵng nhãm Piston: mnp=mp+mc+mx+mh+mg [kg/m2] Trong ®ã: mp: Khèi lỵng piston mc: Khèi lỵng chèt piston mx: Khèi lỵng xÐc m¨ng mh: Khèi lỵng vßng h·m mg: Khèi lỵng c¸c gc trỵt Ta cã: mnp=0,5[kg] + Khèi lỵng nhãm trun ®ỵc quy dÉn vỊ ®Çu nhá trun: Khi tÝnh to¸n khèi lỵng trun c¬ cÊu khủu trơc trun, chóng ta ph©n chia thµnh nhiỊu khèi lỵng t¬ng ®¬ng ®Ĩ quy dÉn vỊ d¹ng chun ®éng: chun ®éng th¼ng vµ chun ®éng quay Tïy thc vµo møc ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt, ngêi ta cã thĨ chia nhãm trun 2, hc nhiỊu phÇn t¬ng ®¬ng Trong thùc tÕ, chóng ta cã thĨ tÝnh gÇn ®óng theo c¸c c«ng thøc kinh nghiƯm sau ®©y: §èi víi ®éng c¬ «t« m¸y kÐo: m1=(0,275 ÷0,350)mtt Ta chän: m1=0,3.0,85=0,255[kg] Víi mtt lµ khèi lỵng cđa trun: mtt=0,85[kg] VËy khèi lỵng chun ®éng tÞnh tiÕn: ms=mnp+m1=0,5+0,255=0,755 [kg] Suy khèi lỵng chun ®éng tÞnh tiÕn trªn mét ®¬n vÞ diƯn tÝch ®Ønh piston lµ: m= ms 4.0,755  kg  = = 166,429   −3 F p π (76.10 ) m  2.2.1.2.Khèi lỵng tham gia chun ®éng quay: Khèi lỵng tham gia chun ®éng quay c¬ cÊu KTTT gåm: + PhÇn khèi lỵng nhãm trun quy dÉn vỊ ®Çu to + Khèi lỵng khủu trơc gåm cã: Khèi lỵng chèt khủu vµ khèi lỵng m¸ khủu ®ỵc quy dÉn vỊ t©m chèt khủu mR=m2+mkt Trong ®ã: m2: Khèi lỵng trun quy vỊ ®Çu lín m2=(0,65 0,725)mtt=0,7.0,85=0,595[kg] mkt: Khèi lỵng khủu trơc SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt mkt=mck+2mmR Víi : mck: Khèi lỵng chèt mmR:Khèi lỵng m¸ khủu quy vỊ t©m chèt khủu C¸c khèi lỵng tham gia chun ®éng quay nµy sÏ ®ỵc xÐt ë mơc tÝnh bỊn trơc khủu 2.2.1.3.Lùc qu¸n tÝnh chun ®éng th¼ng: PJ= - mj = - mRω2(cosα +λcosα ) [MN/m2] Víi m=166,429 [kg/m2] Suy : PJmax= - 166,429.Jmax= - 166,429.7237,5.10-6 =1,2045[MN/m2] T¬ng tù ta cã: PJmin = - 166,429.Jmin= 166,429.4342,5.10-6 =0,7227[MN/m2]  MN / m  §å thÞ -PJ nµy vÏ chung víi ®å thÞ c«ng víi tØ lƯ xÝch: µP=µPJ=0,0175    mm  2.2.2.Khai triĨn c¸c ®å thÞ: 2.2.2.1.Khai triĨn ®å thÞ c«ng Pkt-V thµnh ®å thÞ Pkt -α : X©y dùng hƯ trơc täa ®é vu«ng gãc P-α:Trơc hoµnh lÊy trïng víi Po Trªn trơc Oα ta chia thµnh c¸c gi¸ trÞ gãc víi c¸c tû lƯ xÝch: µα=2[®é/mm] Sư dơng ®å thÞ Brich ®Ĩ khai triĨn ®å thÞ Pkt-V thµnh ®å thÞ Pkt-α Tõ c¸c ®iĨm chia trªn ®å thÞ Brich ta dãng c¸c ®êng th¼ng song song víi trơc OP vµ c¾t ®å thÞ c«ng t¹i c¸c ®iĨm trªn c¸c ®êng biĨu diƠn c¸c qu¸ tr×nh n¹p,nÐn, gi·n në,th¶i Qua c¸c giao ®iĨm nµy ta vÏ c¸c ®êng ngang song song víi trơc hoµnh sang hƯ täa ®é Pkt-α Tõ c¸c ®iĨm chia trªn täa ®é Oα, ta kỴ c¸c ®êng th¼ng ®øng song song víi trơc OP, nh÷ng ®êng th¼ng nµy c¾t c¸c ®êng n»m ngang t¹i c¸c ®iĨm t¬ng øng víi c¸c gãc chia cđa ®å thÞ Brich vµ phï hỵp víi c¸c qu¸ tr×nh lµm viƯc cđa ®éng c¬ Nèi c¸c ®iĨm ®ã l¹i ta cã ®êng cong khai triĨn ®å thÞ Pkt-α 2.2.2.2.Khai triĨn ®å thÞ PJ-V thµnh ®å thÞ PJ-α : C¸ch khai triĨn ®å thÞ nµy gièng nh c¸ch khai triĨn ®å thÞ Pkt-V Nhng ph¶i ®ỉi dÊu cđa lùc PJ khai triĨn (-PJ) 2.2.2.3.Céng ®å thÞ : Tõ trªn ®å thÞ khai triĨn P kt-α vµ PJ-α ta tiÕn hµnh céng hai ®å thÞ nµy theo c«ng thøc: P1=Pkt+PJ C¸c ®å thÞ khai triĨn ®ỵc vÏ trªn h×nh bªn Ta cã thĨ khai triĨn trùc tiÕp ®å thÞ P J-α tõ ®å thÞ Pkt-V Gi¸ trÞ P1 ®ỵc x¸c ®Þnh tõ hai ®êng cong PJ víi c¸c ®êng cong biĨu diƠn qu¸ tr×nh c«ng t¸c cđa ®éng c¬ 2.2.2.4.X¸c ®Þnh c¸c lùc t¸c dơng lªn chèt khủu: Ta cã c¸c c«ng thøc sau: sin ( α + β ) [ T = P1 MN / m ] cos β cos( α + β ) [ MN / m ] Z = P1 cos β N =P1.tgβ [MN/m2] SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 10 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt 16 17 18 19 Q0 Q1 20 21 22 23 460.5 460.5 424 460.5 424 460.5 424 4 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 Q13 43 43 Q14 Q15 64.5 57 64.5 57 64.5 57 57 Q16 Q17 49.5 45 49.5 45 49.5 45 49.5 45 49.5 45 45 Q18 Q19 42.5 43 42.5 43 42.5 43 42.5 43 42.5 43 42.5 43 42.5 43 43 Q20 Q21 44.5 44.5 52 41.5 52 41.5 52 41.5 52 41.5 52 41.5 52 41.5 52 86 86 489.5 86 489.5 86 489.5 86 489.5 86 489.5 Q22 Q23 ∑Q Qthùc 397 7.0 441 7.7 484 8.5 909 15.9 1312.5 23.0 1687 29.5 1646 28.8 1607 28.1 QvÏ 9.9 11.0 12.1 22.7 32.8 42.2 41.2 40.2 SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 22 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt 3.Ph©n tÝch ®Ỉc ®iĨm kÕt cÊu vµ tÝnh to¸n nhãm trơc khủu-b¹c lãt-b¸nh ®µ: 3.1 PH¢N TÝCH ®ỈC §IĨM KÕT CÊU: 3.1.1 §Ỉc ®iĨm kÕt cÊu cđa trơc khủu: Trơc khủu lµ mét chi tiÕt rÊt quan träng,cêng ®é lµm viƯc rÊt lín,chiÕm gi¸ thµnh chÕ t¹o cao nhÊt cđa ®éng c¬ 3.1.1.1.NhiƯm vơ: NhËn lùc khÝ ch¸y trun tõ trun vµ biÕn chun ®éng song ph¼ng cđa trun trun qua thµnh chun ®éng quay cđa ®éng c¬ DÉn ®éng c¸c c¬ cÊu kh¸c cđa ®éng c¬ chun ®éng 3.1.1.2.§iỊu kiƯn lµm viƯc: Trong qu¸ tr×nh lµm viƯc trơc khủu chÞu t¸c dơng cđa lùc vµ m«men lùc khÝ thĨ,lùc qu¸n tÝnh chun ®éng quay,lùc qu¸n tÝnh chun ®éng tÞnh tiÕn.C¸c lùc nµy cã gi¸ trÞ rÊt lín vµ lu«n thay ®ỉi g©y øng st n vµ xo¾n,®ång thêi g©y nªn dao ®éng däc vµ dao ®éng xo¾n,lµm cho ®éng c¬ rung ®éng vµ mÊt c©n b»ng Ngoµi c¸c lùc nãi trªn cßn g©y hiƯn tỵng mµi mßn trªn c¸c bỊ mỈt ma s¸t cđa cỉ trơc vµ chèt khủu 3.1.1.3.Yªu cÇu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o: H×nh d¹ng kÕt cÊu cđa trơc khủu phơ thc sè xilanh,c¸ch bè trÝ xilanh,sè kú cđa ®éng c¬ vµ thø tù lµm viƯc cđa c¸c xilanh.KÕt cÊu cđa trơc khủu ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: + Cã ®é bỊn vµ ®é cøng v÷ng cao,träng lỵng nhá vµ Ýt mßn + Cã ®é chÝnh x¸c gia c«ng cao,bỊ mỈt lµm viƯc cÇn cã ®é bãngvµ ®é cøng cao + Kh«ng x·y céng hëng ph¹m vi tèc ®é sư dơng cđa ®éng c¬ + KÕt cÊu ph¶i ®¶m b¶o tÝnh c©n b»ng vµ ®ång ®Ịu, biªn ®é dao ®éng cđa m«men xo¾n nhá + Ph¶i dƠ chÕ t¹o Ngoµi ra,kÝch thíc thiÕt kÕ cđa trơc khủu cÇn ph¶i nhá gän nhng ph¶i ®¶m b¶o ®é cøng v÷ng,søc bỊn cđa trơc khủu vµ ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa c¸c ỉ trơc KÝch thíc trơc khủu phơ thc chđ u vµo kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®êng t©m xilanh,phơ thc vµo ®êng kÝnh xilanh,chiỊu dµy cđa b¹c lãt xilanh vµ ph¬ng ph¸p lµm m¸t ®éng c¬ Trơc khủu gåm c¸c phÇn:§Çu trơc khủu,cỉ trơc khủu-m¸ khủu-chèt khủu vµ ®u«i trơc khủu 3.1.1.4.KÕt cÊu trơc khủu: + §Çu trơc khủu : §Çu trơc khủu thêng dïng ®Ĩ l¾p b¸nh r¨ng dÉn ®éng trơc ph©n phèi ,b¸nh r¨ng trun ®éng b¬m dÇu, puli ®Ĩ dÉn ®éng qu¹t giã vµ ®ai èc khëi ®éng ®Ĩ khëi ®éng c¬ b»ng tay quay.C¸c b¸nh r¨ng l¾p víi ®Çu trơc b»ng then b¸n ngut.Trªn ®Çu trơc cã l¾p tÊm ch¾n dÇu SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 23 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt H×nh 3.1.KÕt cÊu ®Çu trơc khủu 1- Vßng h·m; 2- Then b¸n ngut; 3- §Çu trơc khủu; 4- B¸nh r¨ng dÉn ®éng trơc cam; 5- r·nh dÉn dÇu b«i tr¬n; 6- b¸nh r¨ng dÉn ®éng b¬m dÇu; 7- c¬ cÊu l¾p puli + Cỉ trơc khủu: Trơc khủu cã n¨m cỉ chÝnh,cỉ trơc ë ®u«i trơc n¬i l¾p b¸nh ®µ cã chiỊu dµi lín nhÊt Cỉ trơc ®ỵc mµi bãng vµ t«i cøng,®é c«n,®é «van kh«ng vỵt qu¸ 0,01mm Cỉ trơc ®ỵc ®óc ®Ỉc vµ cã khoan lỉ dÇu b«i tr¬n chèt khủu KÝch thíc cỉ trơc: §êng kÝnh cỉ trơc chän theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n søc bỊn ,®iỊu kiƯn h×nh thµnh mµng dÇu b«i tr¬n ,quy ®Þnh vỊ thêi gian sư dơng vµ sè lÇn sưa ch÷a lín cđa ®éng c¬ KÝch thíc cđa cỉ trơc cđa ®éng c¬ x¨ng thêng n»m ph¹m vi: -§êng kÝnh cỉ trơc:Dct =(0,63÷0,75)D =47,88÷57[mm] Dct =54[mm] -ChiỊu dµi cỉ trơc: lct =(0,5÷0,7)Dct=27÷37,8[mm] lct =32 [mm] + Chèt khủu: Trơc khủu thiÕt kÕ cã hai chèt khủu,mçi chèt khủu ®ỵc l¾p hai trun,hai trun nµy ®ỵc l¾p song song Lùa chän kÝch thíc chèt khủu: §êng kÝnh cđa chèt khủu cã thĨ lÊy b»ng ®êng kÝnh cỉ trơc hc lÊy nhá h¬n ®êng kÝnh cỉ trơc mét Ýt.ChiỊu dµi chèt khủu phơ thc vµo kho¶ng c¸ch giòa hai ®êng t©m xilanh kỊ vµ chiỊu dµi cỉ trơc.Gi¶m chiỊu dµi chèt khủu sÏ lµm t¨ng ¸p lùc lªn bỊ mỈt chèt khủu ®ã lµm xÊu ®iỊu kiƯn b«i tr¬n,nhng t¨ng chiỊu SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 24 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt dµi chèt khủu l¹i lµm gi¶m ®é cøng v÷ng cđa trơc khủu,do ®ã sÏ lµm gi¶m tÇn sè dao ®éng cđa trơc khủu vµ gi¶m sè vßng quay céng hëng V× vËy cÇn ph¶i lùa chän chiỊu dµi cho cã thĨ tho¶ m·n ®ỵc ®iỊu kiƯn h×nh thµnh mµng dÇu b«i tr¬n vµ trơc khủu cã ®é cøng v÷ng lín nhÊt cã thĨ §Ĩ gi¶m träng lỵng,t¨ng søc bỊn mái,ta lµm rçng chèt khủu.Chèt khủu rçng cßn cã t¸c dơng chøa dÇu b«i tr¬n b¹c lãt trun KÝch thíc chèt khủu cđa ®éng c¬ x¨ng ch÷ V thêng n»m ph¹m vi: §êng kÝnh chèt khủu: Dck=(0,56÷0,66)D =42,56÷50,16[mm] Dck=48[mm] ChiỊu dµi chèt khủu: lck=(0,8÷1,0)Dck=38,4÷48[mm] lck=46[mm] + M¸ khủu: M¸ khủu lµ bé phËn nèi liỊn gi÷a cỉ trơc vµ chèt khủu H×nh d¹ng m¸ khủu phơ thc vµo lo¹i ®éng c¬,trÞ sè cđa ¸p st khÝ thĨ vµ tèc ®é quay cđa trơc khủu §Ĩ phï hỵp víi ®éng c¬ x¨ng ch÷ V,vµ tÝnh c«ng nghƯ,ta chän m¸ khủu d¹ng cung trßn tiÕp tun ¤val.Vµ m¸ khủu ®ỵc ®óc liỊn víi trơckhủu KÝch thíc m¸ khủu: §Ĩ gi¶m øng st tËp trung,t¹i phÇn chun tiÕp gi÷a m¸ khủu víi chèt,m¸ khủu víi cỉ trơc ta lµm thµnh c¸c gã lỵnvíi b¸n kÝnh r: r= (0,06÷0,08)Dck=2,88÷3,84[mm] tachän r=3[mm] ChiỊu réng m¸ khủu: h=(1÷1,25)D=76÷95[mm] chän h=84[mm] ChiỊu dµy m¸ khủu: b=(0,2÷0,22)D=15,2÷16,72[mm] chän b=16[mm] H×nh 3.2.KÕt cÊu trơc khủu 1- Chèt ®Þnh vÞ b¸nh ®µ; 2- Nót dÇu; 3- §èi träng; 4- Chèt khủu; 5- M¸ khủu; 6- Lỉ dÇu b«i tr¬n; 7- èng dÉn dÇu b«i tr¬n SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 25 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt + §èi träng: NhiƯm vơ:- C©n b»ng lùc vµ m«men qu¸n tÝnh kh«ng c©n b»ng cđa ®éng c¬,chđ u lµ lùc qu¸n tÝnh ly t©m vµ qu¸n tÝnh chun ®éng tÞnh tiÕn cđa ®éng c¬ ch÷ V cã gãc gi÷a hai hµng xilanh b»ng 900 - Gi¶m phơ t¶i cho cỉ trơc Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o: §óc liỊn víi m¸ khủu H×nh 3.3.KÕt cÊu ®èi träng 1- èng dÉn dÇu; 2- lỉ dÇu; 3- §èi träng + §u«i trơc khủu : §u«i trơc khủu cđa ®éng c¬ ®ỵc l¾p b¸nh ®µ b»ng mỈt bÝch Trªn b¸nh ®µ cã l¾p c¸c chèt ®Þnh vÞ chÞu lùc c¾t,c¸c chèt nµy bè trÝ lƯch nhau(kh«ng ®èi xøng) §u«i trơc khủu cã ren èc tr¸i chiỊu quay trơc khủu ®Ĩ ®a ®Çu vỊ cacte 3.1.2 §Ỉc ®iĨm kÕt cÊu cđa b¹c lãt: Trong «t« m¸y kÐo còng nh ®éng c¬ tµu thủ,tÜnh t¹i v.v thêng dïng ỉ trơc vµ ỉ chèt ®Ịu lµ ỉ trỵt V× vËy ®Çu to trun còng nh ỉ trơc ®Ịu dïng b¹c lãt dµy hc b¹c lãt máng cã tr¸ng líp hỵp kim chÞu mµi mßn Do ®Çu to trun thêng c¾t thµnh hai n÷a nªn b¹c lãt ®Çu to trun còng lµm hai n÷a cã thĨ l¾p lÉn cho B¹c lãt gåm cã gép b¹c b»ng thÐp ë phÝa ngoµi vµ líp hỵp kim chÞu mßn tr¸ng lªn mỈt cđa b¹c,mỈt ma s¸t.Víi ®éng c¬ cì võa ta chän lo¹i b¹c lãt máng cã tr¸ng líp hỵp kim chèng mßn ®Ĩ l¾p cho cỉ trơc vµ chèt khủu.B¹c lãt ®ỵc chÕ t¹o thµnh chi tiÕt m¸y riªng råi l¾p theo chÕ ®é l¾p c¨ng ®Çu to trun vµ th©n m¸y B¹c lãt cã chiỊu dµy gép b¹c lµ mm,líp hỵp kim chÞu mßn 0.5 mm SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 26 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt BẢC LỌT ÄØ TRỦC KHUU BẢC LỌT CHÄÚT KHUU 1 2 TØ lƯ: 3:1 H×nh 3.4.KÕt cÊu b¹c lãt 1- Lìi gµ; 2- lỉ dÇu; 3- R·nh dÉn dÇu 3.1.3 §Ỉc ®iĨm kÕt cÊu cđa b¸nh ®µ : B¸nh ®µ cã c«ng dơng chđ u lµ lµm ®ång ®Ịu tèc ®é trơc khủu (tèc ®é gãc kh«ng ®ỉi).Trªn b¸nh ®µ cã ghi c¸c ký hiƯu:§CT,§CD,gãc ®¸nh lưa sím, Trong qu¸ tr×nh lµm viƯc b¸nh ®µ tÝch trư n¨ng lỵng d sinh hµnh tr×nh sinh c«ng ®Ĩ bï ®¾p phÇn n¨ng lỵng thiÕu hơt hµnh tr×nh tiªu hao c«ng khiÕn cho trơc khủu quay ®iỊu h¬n,gi¶m ®ỵc biªn ®é giao ®éng cđa tèc ®é gãc trơc khủu KÕt cÊu b¸nh ®µ phơ thc vµo lo¹i ®éng c¬.Sè xilanh cµng nhiỊu b¸nh ®µ cµng nhá tÝnh ®ång ®Ịu tèc ®é t¨ng KÝch thíc c¬ b¶n cđa b¸nh ®µ lµ ®êng kÝnh ngoµi cđa nã.§êng kÝnh ngoµi cđa b¸nh ®µ h¹n chÕ bëi ®iỊu kiƯn bè trÝ chung cđa ®éng c¬ nhÊt lµ c¸c ®éng c¬ dïng trªn «t« m¸y kÐo.V× vËy ®êng kÝnh ngoµi cđa b¸nh ®µ cđa ®éng c¬ «t« thêng kh«ng vỵt qu¸ 300-450 mm Cã nhiỊu d¹ng b¸nh ®µ:D¹ng ®Üa,d¹ng vµnh,d¹ng chËu.Víi ®éng c¬ ®ang thiÕt kÕ ta chän b¸nh ®µ d¹ng ®Üa lµ thÝch hỵp nhÊt B¸nh ®µ d¹ng ®Üa thêng dïng ®éng c¬ «t«.KÕt cÊu ®¬n gi¶n nã cã d¹ng ®Üa trßn,cã chiỊu dµy ®ång ®Ịu,khi ®óc tr¸nh ®ỵc øng st trong.PhÇn ỉ cđa b¸nh ®µ cã lỉ tho¸t dÇu vµ l¾p ghÐp víi mỈt bÝch trªn ®u«i trơc khủu b»ng c¸c chèt ®Þnh vÞ vµ mét bul«ng.Sè lỵng chèt lµ chèt ®Þnh vÞ.Lỉ l¾p chèt ®ỵc ph©n bè kh«ng ®Ịu ®Ĩ l¾p b¸nh ®µ kh«ng l¾p sai vÞ trÝ lµm viƯc Trªn lo¹i b¸nh ®µ cã vµnh r¨ng khëi ®éng.Vµnh r¨ng nµy cè ®Þnh trªn b¸nh ®µ b»ng c¸ch Ðp nãng cã ®é d«i lín MỈt ma s¸t cđa b¸nh ®µ lµ mét nh÷ng mỈt lµm viƯc cđa bé ly hỵp l¾p trªn b¸nh ®µ SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 27 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt H×nh 3.5.KÕt cÊu b¸nh ®µ 1- Vµnh r¨ng khëi ®éng; 2- B¸nh ®µ; 3- Bul«ng b¾t chỈt b¸nh ®µ víi trơc khủu; 4- §u«i trơc khủu; 5- Chèt ®Þnh vÞ b¸nh ®µ 3.2 TÝNH TO¸N NHãM TRơC KHU-B¹CLãT-B¸NH §µ: 3.2.1.TÝnh to¸n vµ kiĨm tra bỊn trơc khủu: 3.2.1.1.C¸c th«ng sè chän: Cỉ trơc: +§êng kÝnh ngoµi cỉ trơc:Dct =54.10-3 [m] +ChiỊu dµi cỉ trơc: lct=32.10-3 [m] Chèt khủu : +§êng kÝnh ngoµi chèt khủu: Dck=48.10-3 [m] +ChiỊu dµi cỉ trơc: lck=46.10-3 [m] M¸ khủu : +ChiỊu réng: h=84.10-3 [m] +ChiỊu dµy : b=16.10-3 [m] 3.2.1.2.TÝnh to¸n ®èi träng : R d Tõ ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®éng c¬ ta cã: m®t = 3,162 .( m R + m) ρ l Trong ®ã:R: b¸n kÝnh quay cđa trơc khủu R =D/2=33.10-3 [m] ρ: b¸n kÝnh quay cđa ®èi träng ρ=R=33.10-3 [m] d: kho¶ng c¸ch gi÷a hai t©m chèt khủu d= lck+lct+2.b=46+32+2.16=110.10-3 [m] l: chiỊu dµi toµn bé trơc khủu l=4.lck+5.lct+8.b=4.46+5.32+8.16=472.10-3 [m] m: khèi lỵng chun ®éng tÞnh tiÕn m=0,3.mtt+mnp=0,3.0,85+0.5=0,755 [kg] mR: khèi lỵng chun ®éng quay, mR =m2+mkt m2: khèi lỵng quy vỊ ®Çu to trun SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 28 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt m2=0,7.mtt=0,7.0,85=0,595 [kg] mkt :khèi lỵng quay cđa khủu trơc, mkt=mck+2.mmR mck :khèi lỵng cđa chèt khủu Dck2 − Dtrck mck = 3,14 .lck 7,85.10 −6 2 48 − 20 = 3,14 .46.7,85.10 −6 = 0,5397[ kg ] mmR:Khèi lỵng m¸ khủu quy vỊ t©m chèt khủu,chän mmR=0,5.mm mm :Khèi lỵng m¸ khủu Coi m¸ khủu cã tiÕt diƯn ngang lµ h×nh ch÷ nhËt,ta cã:  3,14.Dck2 3,14.Dct2  mm =  h.b.R − b − b .7,85.10 −6 4     3,14.20 3,14.212 =  84.16.33 − 16 − 16 .7,85.10 −6 = 0,2652(kg ) 4   mmR=0,2652.0,5=0,1326 [kg] mkt=0,5397+2.0,1326=0,8049 [kg] mR=0,595+0,8049=1,3999 [kg] ⇒m®t= 3,162 33.10 −3 110.10 −3 (1,3999 + 0,755) =1,58796 [kg] 33.10 −3 472.10 −3 3.2.1.3.KiĨm tra søc bỊn trơc khủu trêng hỵp Tmax: Z Pr1 Pr1 a a C1 T ma A R C2 ' T ' b x A b'' T'' M h M Z' Z'' c' Pr2 b c'' Pr2 l0 S¬ ®å kiĨm tra bỊn Trong ®ã:b=16.10-3 ,h=84.10-3 [m] a=lck/2+b/2=31.10-3 [m] c'=c''=a=31.10-3 [m] b'=b''=lct/2+b/2=24.10-3 [m] SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 29 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt l0=b''+2.a+b''=110.10-3 [m] l'=l''=l0/2=55.10-3[m] FP=4,5365.10-3[m2] Tmax=43,28.0,0175=0,7574 [MN/m2] ⇒αTmax=470o Z=-28,74.0,0175=-0,5029[MN/m2] C1: lùc qu¸n tÝnh ly t©m cđa chèt khủu C1=mck R.ω2=0,5397.33.10-3.418,882.10-6=3,125.10-3[MN]=0,6889 [MN/m2] C2: lùc qu¸n tÝnh ly t©m cđa khèi lỵng trun qui vỊ t©m chèt khủu C2=m2.R.ω2=0,595.33.10-3.418,882.10-6=3,4452.10-3 [MN]=0,7594[MN/m2] Pr1: lùc qu¸n tÝnh ly t©m cđa m¸ khủu Pr1=mmR.R.ω2=0,1326.33.10-3.418,882.10-6=0,7678.10-3 [MN]=0,1692[MN/m2] Pr2 lùc qu¸n tÝnh ly t©m cđa ®èi träng Pr2=m®t.R.ω2=(1,58796/2).33.10-3.418,882.10-6=4,5973.10-3[MN] =1,0134 [MN/m2] Z0=Z -(C1+2.C2)=-0,5029-(0,6889+2.0,7594)=-2,7106 [MN/m2] Z =Z''=Z0/2-Pr1+Pr2=-1,3553-0,1692+1,0134=-0,5111 [MN/m2] =-0,00232[MN] T’=Tmax/2=0,3787[MN/m2]=0,00172[MN] C¨n cø vµo ®å thÞ T ta cã x¸c ®Þnh ®ỵc trÞ sè T ë c¸c gãc quay α 110 290 470 650 α0 T 0,4125 0,0268 0,7574 0,1253 [MN/m2] Do ®ã ta cã thĨ x¸c ®Þnh ®ỵc trÞ sè ΣTi-1 t¸c dơng lªn c¸c chèt khủu cđa ®éng c¬ c¸c khủu chÞu lùc Tmax b»ng ph¬ng ph¸p sau ®©y : Khủu 110 290 0,4125 0,0268 0,0268 Tmax= 0,7574 ∑Ti-1=0,0268 0,1253 0,4125 α° 470 Tmax= 0,7574 ∑Ti-1=0 650 0,1253 0,1253 0,4125 0,0268 Tmax= 0,7574 ∑Ti-1=0,5378 Tmax= 0,7574 0,1253 0,4125 0,0268 ∑Ti-1=0,5646 NhËn xÐt:Dùa vµo b¶ng trªn,ta thÊy khủu chÞu lùc ∑Ti-1 lín nhÊt: ∑Ti-1=0,5646[MN/m2]=2,5613.10-3[MN] Do ®ã ta kiĨm tra bỊn cho khủu nµy + TÝnh søc bỊn cđa chèt khủu: • øng st n quanh trơc y-y: SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 30 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt M uy T '.l ' 0,00172.55.10 −3 = = = 8,544 Wuy Wuy 0,1.(48.10 −3 ) σ uy = • øng st n quanh trơc x-x: M ux Z ' l '+ Pr1 a − Pr c = = Wux Wux σ ux = = 0,00232.55.10 −3 + 0,7678.10 −3.31.10 −3 − 4,5973.10 −3.31.10 −3 = 0,8034 0,1.(48.10 −3 ) Víi chèt h×nh trơ ®Ỉc: Wux = Wuy = 0,1.Dck • øng st n tỉng t¸c dơng lªn chèt: 2 σ u = σ ux + σ uy = 8,544 + 0,8034 = 8,5817 [MN/m2] • øng st xo¾n chèt khủu: τk = M k" ( ΣTi −1 + T ).R (2,5613.10 −3 + 3,436.10 −3 ).33.10 −3 = = = 8,9478 Wk 0,2.Dck3 0,2.(48.10 −3 ) • øng st tỉng chÞu n vµ xo¾n t¸c dơng lªn chèt khủu: σ Σ = σ u2 + 4.τ k2 = 8,5817 + 4.8,9478 = 19,8468 [MN/m2] + TÝnh søc bỊn cỉ trơc khủu: Ta tiÕn hµnh tÝnh cho cỉ trơc bªn tr¸I v× chÞu t¶I nỈng h¬n cỉ bªn ph¶I: • øng st n t¸c dơng lªn cỉ khủu lùc tiÕp tun T” g©y ra: M uy T ".b" 1,72.10 −3.24.10 −3 = = 2,6215 Wuy Wuy 0,1.(54.10 −3 ) σ uy = • øng st n t¸c dơng lªn cỉ khủu lùc ph¸p tun Z” g©y ra: M ux Z " b" 2,32.10 −3.24.10 −3 = = = 3,536 Wux Wux 0,1.(54.10 −3 ) σ ux = Víi cỉ khủu h×nh trơ ®Ỉc: Wux = Wuy = 0,1.Dct • øng st n tỉng t¸c dơng lªn cỉ: 2 σ u = σ ux + σ uy = 2,6215 + 3,536 = 4,4018 [MN/m2] • øng st xo¾n cỉ khủu: τk = M k" ( ΣTi −1 + T ).R (2,5613.10 −3 +3,436.10 −3 )33.10 −3 = = = 6,2843 Wk 0,2.Dck3 0,2.(54.10 −3 ) • øng st tỉng chÞu n vµ xo¾n t¸c dơng lªn cỉ khủu: σ Σ = σ u2 + 4.τ k2 = 4,4108 + 4.6,2843 = 13,3201 [MN/m2] + TÝnh søc bỊn m¸ khủu: M¸ khủu bªn tr¸i chÞu lùc lín h¬n nªn tÝnh to¸n cho m¸ nµy • øng st n lùc ph¸p tun Z” g©y ra: σ uz = M uz Z ".b" 2,32.10 −3.24.10 −3 = = = 15,5357 [MN/m2] Wu hb 84.10 −3.(16.10 −3 ) 6 SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 31 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt • øng st n lùc qu¸n tÝnh ly t©m Pr2 g©y ra: σ ur = M ur Pr ( a − c ') 4,5973.10 −3.(31 − 31).10 −3 = = =0 [MN/m2] Wu hb 84.10 −3.(16.10 −3 ) 6 • øng st n lùc tiÕp tun T” g©y ra: T ".r 1,72.10 −318.10 −3 = = 8,6384 [MN/m2] hb 84.10 −3.(16.10 −3 ) 6 D − e 54 − 18 = = 18[mm] (trơc khủu cã ®é trïng ®iƯp e): lµ kho¶ng c¸ch Víi r = ct 2 σ uT = tõ t©m cỉ trơc ®Õn tiÕt diƯn nguy hiĨm cđa m¸ • øng st n M«men xo¾n M”K g©y ra: σ uM (ΣTi −1 + T )( R − r ) ( 2,5613.10 −3 + 3,436.10 −3 )(33.10 −3 − 27.10 −3 ) M K" = = = hb h.b 84.10 −3.(16.10 −3 ) 6 = 10,04 [MN/m2] T ".b" • øng st xo¾n m¸ khủu lùc tiÕp tun T” g©y ra: τ K = W K Do tiÕt diƯn m¸ khủu d¹ng ch÷ nhËt,øng st xo¾n t¹i c¸c ®IĨm kh¸c nhau: §IĨm 1,2,3,4 cã τK=0 §IĨm I,II cã: τK=τKmax= T ".b" 1,72.10 −3.24.10 −3 = = 1,9588 g1 hb 0,98.84.10 −3.(16.10 −3 ) §IĨm III,IV cã: τK=τKmin=g2τKmax=0,75.1,9588=1,4691 g1 ,g2:lµ hƯ sè øng st phơ thc tØ sè: h 84 = = 5,25 b 16 ⇒g1=0,98;g2=0,75(tra ®å thÞ quan hƯ øng st H×nh XII-19) • øng st nÐn m¸ khủu: Z "− Pr 2,32.10 −3 − 4,5973.10 −3 =-1,6944[MN/m2] σn = = −3 −3 bh 16.10 84.10 Do m¸ khủu chÞu øng st rÊt phøc t¹p nh trªn , ®ã ®Ĩ tÝnh ®ỵc øng st tỉng t¸c dơng lªn c¸c ®IĨm cđa m¸ khủu, ta ph¶i xÐt dÊu c¸c lo¹i øng st t¸c dơng lªn c¸c ®IĨm nµy b»ng c¸ch lËp b¶ng Khi lËp b¶ng ta qui íc: - øng st nÐn (+) - øng st kÐo (-) SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch III x I h II y y x IV Trang 32 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt §iĨm ¦S 1,694 1,694 1,694 1,694 σn 15,54 -15,54 15,54 -15,54 σuz 8,638 8,638 -8,638 -8,638 σuT -10,04 -10,04 10,04 10,04 σuM 15,83 -15,25 18,64 -12,44 Σσ 0 0 τK 15,83 -15,25 18,64 -12,44 σΣ • øng st tỉng t¹i c¸c ®IĨm 1,2,3,4 lµ: σ Σ1, 2,3, = Σσ 1, 2,3, [MN/m2] • øng st tỉng t¹i c¸c ®IĨm I,II lµ: σ ΣI , II = Σσ I2, II + 4.τ k2 max [MN/m2] I II II 1,694 1,694 1,694 15,54 -15,54 0 8,638 0 -10,04 17,23 -13,85 0,292 1,959 1,959 1,469 17,67 14,39 2,952 IV 1,694 -8,638 10,04 3,096 1,469 4,268 • øng st tỉng t¹i c¸c ®IĨm III,IV lµ: 2 σ ΣIII , IV = Σσ III , IV + 4.τ k [MN/m ] KÕt qu¶ tÝnh ®ỵc cho theo b¶ng 3.2.2 B¸nh ®µ: C«ng thøc x¸c ®Þnh m«men b¸nh ®µ: Gbd D tb2 = [ ] 3600.Ld MN / m Trong ®ã: n σ Ld:c«ng d mét chu tr×nh Ld=F.µMµα=1787.0,0175.2 10-6=62,545.10-6[MN/m] µM:tØ lƯ xÝch m«men lùc, µα:tØ lƯ xÝch ®é F:diƯn tÝch c«ng d trªn ®å thÞ ∑TΣ δ:®é kh«ng ®ång ®Ịu cđa tèc ®é gãc,víi ®éng c¬ x¨ng:δ= 1 ÷ 200 300 Gbd:träng lỵng b¸nh ®µ[MN] Dtb:®êng kÝnh trung b×nh cđa b¸nh ®µ[m] Dtb=R1+R2 R1:b¸n kÝnh cđa b¸nh ®µ[m] R2:b¸n kÝnh ngoµi cđa b¸nh ®µ[m] §Ĩ x¸c ®Þnh m«men b¸nh ®µ ta chän kÝch thíc c¬ b¶n cđa b¸nh ®µ Chän ®êng kÝnh ngoµi cđa b¸nh 270 [mm] Chän ®êng kÝnh cđa b¸nh 200 [mm] Dtb=135+100=235[mm] ChiỊu dµy b¸nh ®µ:b=20[mm] ⇒Träng lỵng b¸nh ®µ: Gbd 3600.Ld 3600.62,545.10 −6 = = = 57,783.10 −6 [ MN ] =57,783[N]=5,7783[kg] n δ Dtb 4200 (235.10 −3 ) 250 SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 33 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt Tµi liƯu tham kh¶o Hå TÊn Chn,Ngun §øc Phó,TrÇn V¨n TÕ,Ngun TÊt TiÕn,Ph¹m V¨n ThÕ- KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt tËp 1-NXB §¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiƯp- Hµ Néi, 1979 Hå TÊn Chn,Ngun §øc Phó,TrÇn V¨n TÕ,Ngun TÊt TiÕn,Ph¹m V¨n ThÕ- KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt tËp 2- NXB §¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiƯp- Hµ Néi, 1984 Hå TÊn Chn,Ngun §øc Phó,TrÇn V¨n TÕ,Ngun TÊt TiÕn,Ph¹m V¨n ThÕ- KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt tËp 3- NXB §¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiƯp- Hµ Néi, 1976 Ngun TÊt TiÕn- Nguyªn lý ®éng c¬ ®èt trong- NXB GD 2000 - SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 34 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 35 §å ¸n m«n häc KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt SVTH:V¬ng H÷u Th¹ch Trang 36 [...]... môn học Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 3 .Phân tích đặc điểm kết cấu và tính toán nhóm trục khuỷu -bạc lót -bánh đà: 3.1 PHÂN TíCH đặC ĐIểM KếT CấU: 3.1.1 Đặc điểm kết cấu của trục khuỷu: Trục khuỷu là một chi tiết rất quan trọng,cờng độ làm việc rất lớn,chiếm giá thành chế tạo cao nhất của động cơ 3.1.1.1.Nhiệm vụ: Nhận lực khí cháy truyền từ thanh truyền và biến chuyển động song phẳng của thanh... cho trục khuỷu quay điều hơn,giảm đợc biên độ giao động của tốc độ góc trục khuỷu Kết cấu bánh đà phụ thuộc vào loại động cơ. Số xilanh càng nhiều bánh đà càng nhỏ do tính đồng đều tốc độ tăng Kích thớc cơ bản của bánh đà là đờng kính ngoài của nó.Đờng kính ngoài của bánh đà hạn chế bởi điều kiện bố trí chung của động cơ nhất là các động cơ dùng trên ôtô máy kéo.Vì vậy đờng kính ngoài của bánh đà của động. .. đợc phân bố không đều để khi lắp bánh đà không lắp sai vị trí làm việc Trên loại bánh đà có vành răng khởi động. Vành răng này cố định trên bánh đà bằng cách ép nóng có độ dôi lớn Mặt ma sát của bánh đà là một trong những mặt làm việc của bộ ly hợp lắp trên bánh đà SVTH:Vơng Hữu Thạch Trang 27 Đồ án môn học Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 1 2 3 4 5 Hình 3.5 .Kết cấu bánh đà 1- Vành răng khởi động; ... bạc lót xilanh và phơng pháp làm mát động cơ Trục khuỷu gồm các phần:Đầu trục khuỷu,cổ trục khuỷu-má khuỷu-chốt khuỷu và đuôi trục khuỷu 3.1.1.4 .Kết cấu trục khuỷu: + Đầu trục khuỷu : Đầu trục khuỷu thờng dùng để lắp bánh răng dẫn động trục phân phối ,bánh răng truyền động bơm dầu, puli để dẫn động quạt gió và đai ốc khởi động để khởi động cơ bằng tay quay.Các bánh răng lắp với đầu trục bằng then bán... chuyển động quay của động cơ Dẫn động các cơ cấu khác của động cơ chuyển động 3.1.1.2.Điều kiện làm việc: Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu tác dụng của lực và mômen do lực khí thể,lực quán tính chuyển động quay,lực quán tính chuyển động tịnh tiến.Các lực này có giá trị rất lớn và luôn thay đổi gây ra ứng suất uốn và xoắn,đồng thời gây nên dao động dọc và dao động xoắn,làm cho động cơ rung động và. .. nguyệt.Trên đầu trục có lắp tấm chắn dầu SVTH:Vơng Hữu Thạch Trang 23 Đồ án môn học Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 4 5 6 7 3 2 1 Hình 3.1 .Kết cấu đầu trục khuỷu 1- Vòng hãm; 2- Then bán nguyệt; 3- Đầu trục khuỷu; 4- Bánh răng dẫn động trục cam; 5- rãnh dẫn dầu bôi trơn; 6- bánh răng dẫn động bơm dầu; 7- cơ cấu lắp puli + Cổ trục khuỷu: Trục khuỷu có năm cổ chính,cổ trục ở đuôi trục nơi lắp bánh đà có... Hình 3.2 .Kết cấu trục khuỷu 1- Chốt định vị bánh đà; 2- Nút dầu; 3- Đối trọng; 4- Chốt khuỷu; 5- Má khuỷu; 6- Lổ dầu bôi trơn; 7- ống dẫn dầu bôi trơn SVTH:Vơng Hữu Thạch Trang 25 Đồ án môn học Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong + Đối trọng: Nhiệm vụ:- Cân bằng lực và mômen quán tính không cân bằng của động cơ, chủ yếu là lực quán tính ly tâm và quán tính chuyển động tịnh tiến của động cơ chữ V... Phú,Trần Văn Tế,Nguyễn Tất Tiến,Phạm Văn Thế- Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong tập 3- NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp- Hà Nội, 1976 4 Nguyễn Tất Tiến- Nguyên lý động cơ đốt trong- NXB GD 2000 - SVTH:Vơng Hữu Thạch Trang 34 Đồ án môn học Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong SVTH:Vơng Hữu Thạch Trang 35 Đồ án môn học Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong SVTH:Vơng Hữu Thạch Trang 36... khởi động; 2- Bánh đà; 3- Bulông bắt chặt bánh đà với trục khuỷu; 4- Đuôi trục khuỷu; 5- Chốt định vị bánh đà 3.2 TíNH TOáN NHóM TRụC KHUỷU-BạCLóT -BáNH Đà: 3.2.1 .Tính toán và kiểm tra bền trục khuỷu: 3.2.1.1.Các thông số chọn: Cổ trục: +Đờng kính ngoài cổ trục: Dct =54.10-3 [m] +Chiều dài cổ trục: lct=32.10-3 [m] Chốt khuỷu : +Đờng kính ngoài chốt khuỷu: Dck=48.10-3 [m] +Chiều dài cổ trục: lck=46.10-3... Trang 33 Đồ án môn học Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong Tài liệu tham khảo 1 Hồ Tấn Chuẩn,Nguyễn Đức Phú,Trần Văn Tế,Nguyễn Tất Tiến,Phạm Văn Thế- Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong tập 1-NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp- Hà Nội, 1979 2 Hồ Tấn Chuẩn,Nguyễn Đức Phú,Trần Văn Tế,Nguyễn Tất Tiến,Phạm Văn Thế- Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong tập 2- NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp-