Do An Truc Khuyu.docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Ô TÔ LỜI NÓI ĐẦU Động cơ đốt trong được phát minh và phát triển từ thế kỉ 18 Nó góp phần quan trọng trong mọi lĩnh vực của đờ[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ LỜI NÓI ĐẦU Động đốt phát minh phát triển từ kỉ 18 Nó góp phần quan trọng lĩnh vực đời sống sản xuất Dẫn đến việc đời hàn loạt loại ôtô góp phần phát triển giao thông, vận tải Động đốt bao gồm nhiều phận phức tạp Trong trục khuỷu đóng vai trị quan trọng chiếm phần lớn giá thành động Trục khuỷu tiếp nhận lực khí thể từ piston – truyền để biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển quay thời kì sinh cơng Vì trục khuỷu chịu nhiều lực tác dụng Việc xác định lực tác dụng lên tính tốn giá trị lực cần thiết Qua để biết khả làm việc bền trục khuỷu có đáp ứng yêu cầu nhà sản xuất đặt hay khơng Vừa em nhận đồ án “Tính tốn kiểm nghiệm bền trục khuỷu” Sau thời gian tìm hiểu giúp đỡ tận tình thầy Đồng Minh Tuấn em hoàn thành đồ án với nội dung sau: a Mơ tả khía qt trục khuỷu b Xác định thông số ban đầu cần thiết để tính tốn trục khuỷu c Tính kiểm nghiệm bền trục khuỷu Đồ án cịn nhiều thiếu sót em mong nhận đánh giá nhận xét thầy cô khoa Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo khoa Cơ Khí Động Lực Trường ĐHSPKT Hưng Yên! GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ PHẦN I: KHÁI QT VỀ TRỤC KHUỶU 1.1.Nhiệm vụ, điều kiện làm việc yêu cầu trục khuỷu - Nhiệm vụ: + Tiếp nhận lực khí thể từ piston xuống để tạo mơ men quay cho động + Nhận lượng bánh đà sau truyền cho truyền piston - Điều kiện làm việc: chi tiết có cường độ làm việc lớn giá thành cao động + Trục khuỷu chịu lực quán tính lực khí thể + Chịu va đập chịu xoắn + Mài mịn lớn khó bơi trơn tốc độ cao - Yêu cầu: + Trục có độ cứng vững lớn, có độ bền cao trọng lượng nhỏ + Có tính cân cao khơng xảy cộng hưởng phạm vi tốc độ sử dụng + Chịu mài mòn ăn mòn tốt + Dễ chế tạo + Độ xác cao gia cơng khí + Kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo tính cân tốt (tĩnh động) 1.2 Đặc điểm kết cấu trục khuỷu GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ + Kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo tính cân tốt (tĩnh động) Hình 1.1 Kết cấu tổng thể đầu trục khuỷu Trục khuỷu gồm phần: đầu trục khuỷu, cổ khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu, đối trọng đuôi trục khuỷu - Đầu trục khuỷu: thường dùng để lắp bánh dẫn động bơm nước, bơm dầu bôi trơn, bơm cao áp, bánh đai(puly) để dẫn động quạt gió đai ốc khởi động để khởi động động tay quay Các bánh chủ động bánh đai dẫn động lắp đầu trục khuỷu theo kiểu lắp chặt lắp trung gian lắp đai ốc hãm chặt bánh đai, phớt chắn dầu, ổ chặn dọc trục lắp đầu trục khuỷu + Ngoài phận thường gặp kể số động lắp giảm dao động xoắn hệ trục khuỷu đầu trục khuỷu Bộ dao động xoắn có tác dụng thu lượng sinh mơmen kích thích hệ khuỷu, dập tắt dao đọng gây mơ men + Bộ dao động xoắn thường lắp đầu trục khuỷu nơi có biên độ dao động xoắn lớn - Cổ Khuỷu: + Cổ trục cổ trục thường có kích thước đường kính Đường kính cổ trục thường tính theo sức bền điều kiện hình thành mảng dầu bôi trơn, quy định thời gian sử dụng thời gian sửa chữa động GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ + Trong vài động cổ trục làm lớn dần theo chiều từ đầu đến đuôi trục để đảm bảo sức bền khả chịu lực cổ trục đồng + Khi đường kính cổ trục tăng làm tăng thêm độ cứng vững trục khuỷu Mặt khác mô men quán tính độc cực trục khuỷu tăng lên, độ cứng chống xoắn trục khuỷu tăng lên mà khối lượng chuyển động quay hệ thống không đổi Tuy tăng kích thước cổ trục kích thước ổ bi trục tăng theo đồng thời, trọng lượng trục khuỷu lớn nên ảnh hưởng tới tần số dao động xoắn hệ trục xảy cộng hưởng phạm vi tốc độ sử dụng Hình 1.2 Kết cấu trụckhuỷu - Chốt khuỷu: lấy đường kính chốt khuỷu đường kính cổ trục khuỷu, động cao tốc phụ tải lực quán tính lớn Muốn để tăng khả làm việc bạc lót chốt khuỷu người ta thường tăng đường kính chốt khuỷu Như kích thước đầu to truyền tăng theo, tần số dao động riêng giảm xảy tượng công hưởng phạm vi tốc độ sử dụng cho phép Vì cần phải lựa chọn chiều dài cho thỏa mãn điều kiện hình thành mảng dầu bơi trơn trục khuỷu có độ cứng vững lớn, để giảm trọng lượng chốt khuỷu phải làm rỗng, chốt khuỷu rỗng có tác dụng chúa dầu bôi trơn GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ô TÔ Hình 1.3.Kết cấu chốt khuỷu - Má khuỷu: phận nối liền cổ trục chốt khuỷu Hình dạng má khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào dạng động cơ, trị số áp suất khí thể tốc độ quay trục khuỷu Khi thiết kế má khuỷu động cần giảm trọng lượng, má khuỷu có nhiều dạng chủ yếu dạng má hình chữ nhật hình trịn có kết cấu đơn giản dễ chế tạo Dạng má hình van có kết cấu phức tạp Trong má khuỷu hình trịn sức bền cao có khả giảm chiều dày má có khả tăng chiều dài cổ trục chốt khuỷu làm giảm mài mòn cổ trục chốt khuỷu, mặt khác má trịn dễ gia cơng Hình 1.4 Kết cấu dạng má khuỷu - Đối trọng lắp trục khuỷu có hai tác dụng: GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG N KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ + Cân mơ men lực qn tính khơng cân động chủ yếu lực qn tính ly tâm đơi dùng để cân lực quán tính chuyển động tịnh tiến động chữ V Hình 1.5 Kết cấu đối trọng + Giảm phụ tải cho cổ trục động kỳ có 4,6,8 xylanh động có mơ men qn tính lực qn tính tự cân , ứng suất cổ trục chịu ứng suất uốn lớn Khi dùng đối trọng mô men qn tính nói cân nên cổ trục khơng chịu ứng suất uốn lực qn tính mô men gây Mặt khác, trục khuỷu chi tiết cứng vững tuyệt đối thân máy thực tế bị biến dạng nên động dùng đối trọng để cân - Đuôi trục khuỷu thường lắp với chi tiết máy động truyền dẫn cơng suất ngồi máy cơng tác Trục thu công suất động thường đồng tâm với trục khuỷu dùng mặt bích trục khuỷu để lắp bánh đà Ngồi kết cấu dùng để lắp bánh đà trục khuỷu lắp phận đặc biệt: + Bánh dẫn động cấu phụ: Trong vài loại động đặc điểm kết cấu phải bố chí dẫn động cấu phụ phải lắp bánh nên phía trục khuỷu nên phía trục khuỷu phải có mặt bích để lắp bánh + Vành chắn dầu trục khuỷu có tác dụng ngăn khơng cho dầu nhờn chảy ngồi cácte GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ Các dạng trục khuỷu phụ thuộc vào số xylanh, cách bố trí xylanh, số kỳ động thứ tự làm việc xylanh Kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo động làm việc đồng biên độ dao động mô men xoắn tương đối nhỏ Kích thước trục khuỷu phụ thuộc chủ yếu vào khoảng cách hai đường tâm xylanh, chiều dày xylanh, chiều dày lót xylanh phương pháp làm mát Đối với động hai kỳ kích thước động cịn phụ thuộc vào hệ thống quét thải PHẦN II XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ TÍNH BỀN TRỤC KHUỶU 2.1: Xác định thông số ban đầu: 2.1.1: Thông số cho trước Loại động Kiểu động Diesel, không tăng áp (3DN88) Một hàng Cơng suất động Số vịng quay n Suất tiêu hao nhiên liệu GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng Ne 30 mã lực 2600 v/p ge 210 g/ml.h TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Số kỳ ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ 04 τ Đường kính xi lanh D Hành trình piston Tỷ số nén ε 18 Số xy lanh i 89 S mm 100 Chiều dài truyền ltt154 mm Khối lượng nhóm piston mnp0,83 Khối lượng truyền mtt1,33 Áp suất khí thể lớn pkt6,2Mpa kg kg 2.1.2: Các thơng số tính toán GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng mm TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ Ta cósơ đồ lực tác dụng lên khuỷu: Hình 2.1 Các lực tác dụng lên khuỷu - Đường kính xilanh :D =89(mm) - Đường kính ngồi chốt khuỷu: dch=( 0,67÷0,77).DT224 -[I] =( 0,67÷0,77).89= (60,63÷ 70,53 ¿(mm) => Chọn dch= 70(mm) - Đường kính chốt khuỷu:б ch= - Đường kính ngồi cổ khuỷu: dck = ( 0,7 ÷ 0,85).D T223-[I] = ( 0,7 ÷ 0,85).89= ( 64,3 ÷ 75,65)(mm)=> Chọn dck = 70(mm) GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ - Đường kính cổ khuỷu: б ck= - Chiều dài chốt khuỷu : lch= ( 0,7÷1).dchT224-[I] = ( 0,7 ÷ 1).70= (49÷ 70) (mm) => Chọn lch = 50(mm) - Chiều dài cổ khuỷu : lck=(0,55 ÷ 0,65).dckT223-[I] =(0,55 ÷ 0,65).70 = (38,5 ÷45,5)(mm) => Chọn lck= 45(mm) - Các kích thước má khuỷu : + Chiều dày b: b = (0,21 ÷ 0,27).D T131-[II] =(0,21 ÷ 0,27).89 = ( 18,69 ÷ 24,03)(mm) => Chọn b= 19,25(mm) + Chiều rộng h: h = ( 1,05÷1,3 ) DT131-[II] = ( 1,05÷1,3 ).89 =(93,45 ÷ 115,7) (mm) => Chọn h= 110 (mm) - Khoảng cách a : a= b+l c h 19,25+ 50 = = 34,625(mm) 2 + Khối lượng riêng trục khuỷu ( thép c45) : ρ =7850 (kg/m3) GVHD: Đồng Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Văn Hùng 10