và đùn 1 khối như hình bên dưới để Bước 3: Tạo sketch trên bề mặt khối trụ và vẽ biên dạng như hình... Để tạo mề mặt nền cho việc đùn bệ chốt piston ở các bước sau.Bước 5: Sau khi cut ti
LƯU ĐỒ
NHÓM PISTON
TÍNH BỀN TRÊN MÁY
Bước 1: Gán áp suất khí thể: 9.139 Mpa.
Bước 2: Vì động cơ xăng được xem như cháy đẳng tích nên lúc này Piston chưa di chuyển xuống Do đó, nhóm em Fix lại tại vị trí bệ chốt.
Bước 3: Vì Piston nhóm chọn vật liệu nhôm nên phần mềm sẽ tự tính toán khối lượng Nhóm chỉ xác định chiều và phương của trọng lượng.
Bước 4: Nhiệt độ cháy: Tmax = 2750.6 0 K.
3.1.3 Nhận xét: Piston đảm bảo điều kiện bền 훿 < [훿]; 훿, 훿훿 훿훿 훿 < 훿, 훿 훿훿 훿훿
Bước 1: Vì quá trình cháy động cơ xăng được xem như cháy đẳng tích Lúc này thanh truyền giữ Piston ở điểm chết trên Do đó nhóm cố định phần giữa của chốt nơi mà chốt Piston tiếp xúc bạc đầu to thanh truyền.
Bước 2: Gán lực khí thể (Pz = 58142,3 N) tại vị trí chốt Piston tiếp xúc với bệ chốt:
3.2.3.Nhận xét: ứng suất vượt qua giới hạn: 훿 > [훿]; 훿, 훿훿훿 훿훿 훿 > 훿, 훿훿훿 훿훿 훿
STT Tên chi tiết hiệu ltt
2 Đường kính ngoài đầu nhỏ d1 34 Đường kính trong đầu nhỏ d2 24
Chiều dài thân thanh truyền l th 105 Đường kính đầu to dt 54
Chiều cao đầu to, nhỏ thanh truyền hđ
Chiều dày bạc lót đầu to s bl 1
Bước 1: Tạo Sketch trên Front Plane và vẽ biên dạng như sau:
Bước 2: Đùn khối cho sketch vừa tạo,
Bước 3: Tiếp tục dùng Sketch đó để Extrude Boss/Base phần thân của thanh truyền 11mm qua 2 phía (Mid Plane).
Bước 4: Tiếp tục dùng Sketch củ Extrude Boss/Base lên bề dày rãnh của thân thanh truyền.
Bước 5: Tạo gân gia cố cho đầu to thanh truyền.
Bước 6: Sử dụng lệnh Extrude Boss/Base cho Sketch trên để hình thành gân gia cố cho đầu to thanh truyền.
Bước 7: Thực hiện thao tác tương tự cho bên còn lại.
Bước 8: Sao chép Feature vừa tạo thông qua Front Plane.
Bước 9: Tạo biên dạng trên bề mặt đầu to theo chi tiết thực:
Bước 10: Vẽ biên dạng để tạo lỗ bắt Bulong của đầu to:
Bước 11: Tạo lỗ để bắt Bulong với nữa đầu to thanh truyền.
Bước 12: Sao chép Feature lỗ vừa tạo:
Bước 13: Chamfer và Fillet lại chi tiết.
Bước 14: Chọn Plane 1 tạo sketch vẽ đường tròn đường kính 2mm để tạo lỗ dầu.
Bước 15: Extrude cut đường tròn vừa vẽ đến mặt phẳng chọn
Bước 16: Chamfer lại lỗ dầu
1.2.2.Vẽ nửa đầu to thanh truyền:
Bước 1: Tạo Plane cách Front Plane 6mm.
Bước 2: Tạo Plane khoảng cách 6mm từ Front Plane theo chiều ngược lại.
Bước 3: Từ Font Plane tạo Sketch như hình bên dưới.
Bước 4: Tạo thêm 1 Sketch nữa trên Front Plane và vẽ biên dạng sau:
Bước 5: Trên Plane 1 vẽ sketch như hình sau:
Bước 6: Trên Front Plane vẽ Sketch như sau:
Bước 7: Dùng lệnh Loft và chọn các Sketch đã vẽ như sau:
Bước 9: Tạo Plane cách front Plane 1 khoảng 12mm Mục đích là để tạo mặt phẳng nền cho những lần Extrude nên hình bề mặt nữa đầu to thanh truyền Các việc đó sẽ được trình bày ở các bước phía sau:
Bước 10: Tạo sketch và vẽ biên dạng trên Plane vừa tạo theo chi tiết thực như sau:
Bước 11: Extrude Boss/Base Sketch vừa tạo, Direction chọn Up to Plane đến bề mặt cong của Bodies được tạo từ lệnh Loft ở trên.
Bước 12: Dùng lệnh Mirror Feature vừa tạo thông qua Front Plane.
Bước 13: Tạo sketch trên Top Plane theo biên dạng sau đây.
Bước 14: Extrude Sketch vừa tạo lên 7mm để tạo nên cho việc Extrude Cut lỗ
Bước 15: Tạo Sketch trên bề mặt khối vừa Extrude Boss/ Base như sau:
Bước 16: Sau đó Extrude Sketch vị trí Extrude Cut Bulong vừa vẽ lên 13mm Mục đích định hình
Bước 17: Tạo Sketch trên bề mặt Extrude Boss/Base vừa tạo và Convert lại đường tròn.
Bước 18: Dùng Sketch đó để Extrude Cut Tạo đường dẫn cho nơi lắp Bulong.
Bước 19: Tạo Sketch Trên bề mặt Extrude Boss/Base để Extrude Cut tạo lỗ lắp
Bước 20: Tiến hành Extrude Boss/Base Sketch vừa tạo.
Bước 21: Mirror Feature đã chọn như hình bên dưới qua Right Plane.
Bước 22: Tạo Sketch trên Top Plane và vẽ biên dạng sau đây và Extrude Cut
Bước 23: Mirror Feature vừa tạo qua Right Plane.
Bước 24: Kiểm tra lại chi tiết vừa vẽ:
1 Tính sức bền đầu nhỏ thanh truyền mỏng: d2 d1
1.1 Tính sức bền đầu nhỏ thanh truyền khi chịu lực kéo: d1 + d2 24 + 34
훿 +훿 17 +14,5 γ = 90 +arccos 훿 2 = 90 +arccos 2 = 134,05ᵒ
훿 = 훿 훿 훿 2 (훿훿훿훿 + 훿훿훿훿2
훿) 훿 = 0,81895.0,06 (200훿) 2 (훿훿훿0 + 0,349 훿훿훿0) = 19398,15
H ệ s ố ph ụ thu ộc vào độ c ứ ng c ủ a các chi ti ế t l ắ p ghép:
훿 훿 = (훿 − 훿 2 1 ) 훿 đ = 220 (훿훿)
훿 훿 = (훿 − 훿 1 훿 ) 훿 đ = 484 (훿훿)
훿 ꭓ = 훿 훿 훿 + 훿 훿 훿 = 0,0096
L ự c kéo th ự c t ế tác d ụng lên đầ u nh ỏ thanh truy ề n:
N = Nk ꭓ j = 0,0096.13624 = 130,8 (N) Ứ ng su ấ t u ố n t ổ ng c ộ ng trên m ặ t ngoài:
훿 훿훿 = [2훿 훿 훿 (2훿 + 훿)+ 훿훿] 훿đ 훿
=[2 (−191,56) 0 ,005.(2.14,5.10 −3 +0,005 ) + 130,8] 0,022.0,005 Ứ ng su ấ t u ố n t ổ ng c ộ ng trên m ặ t trong:
훿 훿훿 = [−2훿 훿 훿 (2훿 − 훿)+ 훿훿] 훿đ 훿
2.1.2 Tính sức bền đầu nhỏ thanh truyền khi chịu lực nén :
L ự c nén tác d ụ ng lên đầ u nh ỏ thanh truy ề n là h ợ p l ự c c ủ a l ự c c ủ a l ự c khí th ể và l ự c quán tính :
훿 1 = 훿 훿훿 + 훿 훿 = 훿 훿훿 훿 훿 − 훿훿 훿 2 (1+ 훿) 훿 훿
훿훿훿훿 훿 훿 훿 1
훿 = 훿 + 훿 훿 ( 1 − 훿훿훿훿 ) − 훿 훿 ( − 훿훿훿훿 − cos훿
훿 2 훿 훿 훿 1 2 훿 ) 훿 훿 훿
327,8.0,0145 ( 2 − 훿 훿훿훿134,05ᵒ − 훿 cos134,05ᵒ)
L ự c pháp tuy ế n trên cung BC:
훿훿훿훿 훿 훿 훿 1
훿 = 훿 훿훿훿훿 + 훿 ( − 훿훿훿훿 − cos훿
훿 2 훿 훿 1 2 훿 ) 훿 훿 훿
= 130,7.cos134,05ᵒ +327,8.0,0145 ( 2 − 훿 훿훿훿134,05ᵒ −
= −9953,5 (훿) Ứ ng su ấ t m ặ t ngoài c ủ a ti ế t di ệ n nguy hi ể m nh ấ t:
훿훿훿 = [2 훿훿 2.훿 (2훿 + 훿)+ ꭓ 훿훿 2] 훿đ 훿
= 250 (훿훿/훿 2 ) Ứ ng su ấ t m ặ t trong c ủ a ti ế t di ệ n nguy hi ể m nh ấ t:
훿 훿훿 = [−2 훿 훿 2 훿.(2 훿−훿) + ꭓ 훿훿 2] 훿 훿 đ
1 Trường hợp 1: tải trọng kéo do chốt khuỷu gây ra cho đầu to thanh truyền trong khi đầu nhỏ bị cố định.
3.1.1.Các bước gán điều kiện đầu vào
Bước 1: Cố định đầu nhỏ thanh truyền
Bước 2: Gán lực kéo 30 KN ở đầu to thanh truyền.
1.3.Nhận xét: Ứng suất kéo vừa đạt giới hạn Trường hợp này kém bền
Tải trọng kéo ở đầu Piston trong khi đầu chốt khuỷu bị cố định:
3.2.1.Gán điều kiện đầu vào:
Bước 1: Cố định đầu to thanh truyền.
Bước 3: Lực quán tính tác động lên đầu nhỏ thanh truyền (Pj = 26179.8 N)
Vượt quá ứng suất tiêu chuẩn Trường hợp này kém bền.
Tải trọng nén ở đầu chốt khuỷu trong khi đầu piston bị cố định.
Bước 1: Cố định đầu nhỏ thanh truyền
Bước 2: Gán tải trọng nén ở đầu to thanh truyền (Pk = 30 KN)
3.3.3.Nhận xét: Ứng suất lớn nhất vẫn nằm trong giới hạn cho phép Trường hợp này đảm bảo điều kiện bền.
Tải trọng nén ở đầu piston trong khi đầu trục khyuyr bị hạn chế
Bước 1: Cố định đầu to thanh truyền.
Bước 3: Gán lực nén ở đầu nhỏ thanh truyền:
3.4.3.Nhận xét: Ứng suất lớn nhất nhỏ hơn giới hạn cho phép Trường hợp này đảm bảo điều kiện bền.
STT Tên chi tiết Kí hiệu
67 Đường kính cổ trục dct d ch s ck ltk dld dbr Đường kính chốt khuỷu Chiều dày chốt khuỷu Chiều dài trục khuỷu Đường kính lỗ dầu Đường kính bánh răng trục cân bằng
Bước 1: Vẽ và Extrude Boss/Base như hình:
Bước 2: Vẽ Sketch và dùng lệnh Extrude cut (Vị trí lắp bánh đà).
Bước 3: Extrude Boss/base khối có đường kính 42mm.
Bước 4: Extrude Boss/base cổ trục khuỷu.
Bước 5: Vẽ biên dạng má khuỷu và đối trọng.
Bước 6: Extrude Boss/Base biên dạng đó lên Lưu ý: Không chọn Merge result.
Bước 7: Extrude cut rãnh trên đối trọng theo chi tiết thực Lưu ý chọn Body để cut.
Bước 8: Vác góc của má khuỷu Lưu ý: chọn body để cut.
Bước 9: Extrude Boss/base chốt khuỷu.
Bước 10: Vì má khuỷu, đối trong bên trái và phải khác nhau nên vẽ lại sketch.
Bước 11: Vác góc má khuỷu bên phải Lưu ý: chọn body để cut.
Bước 12: Tạo rãnh theo chi tiết thực.
Bước 13: Tiếp tục vẽ cổ khuỷu.
Bước 14: Tạo Plane cho mục đích Mirror phía dưới.
Bước 15: Tạo Axis cho cổ trục để dùng cho lện Rotate.
Bước 16: Mirror body như hình bên dưới Lưu ý chỉ Mirror 1 má khuỷu vì cụm khuỷu trục tiếp theo cả 2 má có kích thước bằng nhau và bằng má khuỷu đã chọn.
Bước 17: Rotate feature vừa Mirror.
Bước 18: Tạo Plane như hình:
Bước 19: Dùng Plane vừa rồi để Mirror tiếp tục như hình.
Bước 20: Tiếp tục Mirror cổ trục.
Bước 21: Tiếp tục tạo Plane.
Bước 22: Tiếp tục Mirror body.
Bước 23: Dùng lệnh rotate xoay feature.
Bước 24: Tạo sketch và vẽ bánh răng ăn khớp Balance shaft Lưu ý chọn đúng
Bước 25: Tạo Plane như bên dưới:
Bước 26: Tiếp tục Mirror và Rotate như chi tiết thực:
Bước 27: Tạo Plane như bên dưới.
Bước 28: Thu hẹp đối trọng của máy 1 như chi tiết thực Nhóm Mirror nhiều lần vì kích thước của các đối trộng và má khuỷu khác nhau Nếu giống nhau ta dùng 1 lệnh Linear Pattern và Rotate là xong.
Bước 29: Tiếp tục vẽ cỗ khuỷu.
Bước 30: Vẽ mặt đánh dấu vị trí góc quay trục khuỷu.
Bước 31: Vẽ và hoàn thiện cốt máy như chi tiêt thực.
Bước 32: Combine các Body lại với nhau.
Bước 33: Tạo Plane nghiêng để tạo lỗ dầu
Bước 34: Vẽ và Swepp cut lỗ dầu:
Bước 35: Dùng hole wizard tạo lỗ
Bước 36: Vẽ vị trí đánh dấu trục khuỷu.
Bước 37: Hoàn thiện Trục khuỷu:
1.3 Xuất bản vẽ kĩ thuật:
1 Bảng số liệu đầu vào:
STT Thông số Giá trị (đơn vị)
10 훿 훿훿 훿훿 = 훿 3 9,139MPa
2.2.1 Tính sức bền chốt khuỷu
Lực tác dụng lên chốt khuỷu :
Z = 훿훿훿훿훿 훿훿 = 9,139 10 6 0,0063617 = 58145,938 (N)
훿훿 = 0 ,1 훿 훿ℎ 3 = 0,1 0,054 3= 55,39 ( MN/훿 2 )
2.2.2 Tính sức bền má khuỷu
훿훿 = 훿 = = = 121,1375 ( MN/ 훿 2 )
훿훿 - Ứng suất nén :
2 훿.ℎ 2 0,018.0,08 Ứng suất tổng cộng :
훿 훿 = 훿 훿 + 훿 훿 = 121,1375 + 20,19 = 141,3275 ( MN/훿 2 )
2.2.3.Tính sức bền cổ trục khuỷu
2.3 Trường hợp trục khuỷu chịu lực Zmax
2 - 3.1 Tính toán sức bền chốt khuỷu
Lực quán tính li tâm của đối trọng
훿 훿 2 = 훿 훿훿 훿 훿 2 = 0,63631.0,03831 200 ( 훿 ) 2 = 9623,67 훿
Lực quán tính li tâm của chốt khuỷu:
훿 1 = 훿 훿ℎ 훿 훿 2 = 0,41999.0,06 200 ( 훿 ) 2 = 9948,32 훿
Lực quán tính li tâm của khối lượng thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu:
훿 2 = 훿 훿훿 훿 훿 2 = 0,62639.0,06 200 ( 훿 ) 2 = 14837,33 훿
- Áp dụng phương trình cân bằng tĩnh học ta có:
훿(훿훿) = 2 훿 + 훿 + 훿 + 훿 + 훿 − 2 훿 − 훿
∑ 훿 1 1 2 훿 2 훿훿훿
⟹훿 훿 1 = −2770 훿 Đối với chốt đặc:
Modul chống xoắn của chốt khuỷu:
훿 훿 = 0,2 훿 훿ℎ 3 = 0,2 0,054 3 = 3,15 10 −5 훿 3 Modul chống uốn của chốt khuỷu:
2 Ứng suất uốn của chốt khuỷu:
훿 훿 훿 훿 + 훿 훿 − 훿
훿 훿 = 훿 = 훿 훿ℎ 4
39,245 훿훿/훿 2 Ứng suất xoắn:
훿 훿−1 (훿훿/훿 훿 ) 2 0 -0,02 0,02743 -0,01473
Lực tiếp tuyến theo góc quay trục khuỷu
Góc quay trục khuỷu (độ)
Lực pháp tuyến lớn nhất tại cổ trục số 3:
⟹∑ 훿 훿−1 = −0,02 + 0,02743 − 0,01473 = −0,0073 ( ) ↓ 훿훿/훿 2
훿 훿 = = = = 13,9 훿훿/훿 2
훿 훿 훿 훿 3,15 10 −5 Ứng suất tổng cộng:
훿 ∑ = √훿 훿 2 + 4 훿 훿 2 = √39,245 2 + 4 13,9 2 = 48,0938 훿훿/훿 2
- Ứng suất uốn cổ trục:
훿 훿 훿 ′ 훿 ′ 29073.0,018 훿훿
- Ứng suất xoắn cổ trục:
훿 훿 ′ ∑ 훿 훿−1 R 0,0073.0,06 훿훿
훿 훿 16 훿 훿훿 3 16 0,056 3 훿 2 Ứng suất tổng cộng:
훿 ∑ = √훿 훿 2 + 4 훿 훿 2 = √33,85 2 + 4 12,7 2 = 42,32 훿훿/훿 2
2 - 3.3.Ứng suất má khuỷu Ứng suất nén:
훿 훿 = = = 13,5 훿훿/훿 2
훿 ℎ 0,018.0,08 Ứng suất uốn trong mặt phẳng thẳng góc với măt phẳng khuỷu trục (Y-Y)
훿훿 6 Ứng suất uốn trong mặt phẳng khuỷu trục (X-X)
훿 훿 훿 훿 훿 ′ ′ + 훿 훿 2 (훿 − 훿) 29073.0,018 + 9623,67.0
훿 훿훿 6 6 Ứng suất tổng cộng khi má khuỷu chịu nén và chịu uốn:
훿 ∑ = 훿 훿 + 훿 + 훿 훿 = 13,5 + 22,8125 + 27,75 = 64,0625 훿훿/훿
4 Trường hợp trục khuỷu chịu lực tiếp tuyến Tmax
4.1 Tính sức bền của chốt khuỷu Đối với chốt hình trụ
훿 훿훿 = 훿 훿훿 = 훿ℎ 훿ℎ = 훿 3 훿ℎ =1,546 10 −5 ( 훿 3 )
- Ứng suất uốn trong mặt phẳng khuỷu trục:
훿 훿 훿 훿 ′ ′ 훿 +훿 훿 1 훿−훿 훿 2 훿 29073.0,03+(−2770).0,0205−9623,67.0,0205
훿훿 1,546.10 −5 Ứng suất uốn trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục:
훿 = 훿 = 훿 = 2 = 26,615 훿훿/훿 2
- Ứng suất uốn tổng cộng:
훿 훿 = √( 훿 훿 ) 2 훿
훿 + (훿 ) = √39,98 2 + 26,615 2 H,03 훿훿/훿 2 Ứng suất xoắn chốt khuỷu:
훿′′ 훿 (∑ 훿 ꢁ− 1 + 훿 ) 훿 R = (0,0073+0,02743).0,06
훿 훿 = 훿 = = 66,15 훿훿/훿 2
- Ứng suất tổng hợp sau khi chịu uốn và xoắn:
훿 ∑ = √훿 훿 2 + 4 훿 훿 2 = 48,0 √ 3 2 + 4 66,15 2 0,7486 훿훿/훿 2
2.4.2.Tính sức bền của cổ trục khuỷu:
Trong quá trình tính toán sức bền, ta thường tính bền cố trục khuỷu bên phải vì cổ này chịu lực lớn hơn cổ bên trái
- Ứng suất uốn do lực pháp tuyến Z’’ gây ra:
- Ứng suất uốn do lực tiếp tuyến T’’ gây ra:
훿 훿 훿 훿 ′′ 훿 ′′ (0,02743/2).0,018
훿 훿훿 훿 Ứng uốn suất tổng cộng : 훿훿
훿 훿 = √( 훿 훿 ) 2 훿
훿 + (훿 ) = √33,85 + 16 2 2 7,44 훿훿/훿 2 -
- Ứng suất xoắn chốt khuỷu:
훿′′ 훿 (∑ 훿 ꢁ− 1 +훿).훿.R (0,0073+0,02743).0,06
훿 훿 = = 훿 3 = 훿 = 60,43 훿훿/훿 2
훿 훿 16 훿 16 Ứng suất tổng cộng :
훿 ∑ = √훿 훿 2 + 4 훿 훿 2 = √33,44 2 + 4 60,43 2 5,4 훿훿/훿 2
2.4.3.Tính sức bền của má khuỷu:
- Ứng suất uốn do lực pháp tuyến Z’’ gây ra:
훿 훿훿 = 훿 = ℎ.훿 2 = 0,08.0,018 2 1,1375 훿훿/훿 2
- Ứng suất uốn do lực 훿 훿 훿 2 gây ra: a= c Type equ ation here
훿 훿훿 = ℎ.훿 2 = 0 Ứng suất uốn do lực tiếp tuyến T’’ gây ra: 6
훿 훿훿 = = 0,018.0,08 2 2 = 8 훿훿/훿 2
- Ứng suất uốn do momen xoắn 훿′′ 훿 gây ra:
훿 훿훿 = 훿.ℎ 2 = 0,018.0,08 2 8,53 훿훿/훿 2
- Ứng suất xoắn do lực tiếp tuyến T’’ gây ra:
훿 훿 = = = 2 = 7,837 훿훿/훿 2
훿 훿 훿 훿 3,15.10 −5 Ứng suất nén má khuỷu :
훿 훿 = ℎ 훿 = 0,08.0,018 = 13,5 훿훿/훿 2
훿 1 = 0,1(훿훿훿); 훿 1 = 40°훿 ; 훿 훿훿 = 1675 ( ꢁꢁ ) ;
훿 2 = 훿 1 훿 훿 훿−1 = 0,1 10,4 1,35 = 710,4 °훿
훿 2 = 훿 1 훿훿 훿 = 2,36 ( MPa) = 2,36.10 6 ( MPa)
훿 = 0,821 ( 훿 − 훿 ) = 0,821 ( 훿 − 710,4) = 1675 ⇒ 훿 = 2750,6°
Ta có 훿 3 = 훿 3 = 2750,6 = 9,1376 (훿훿훿) = 9,136 10 6 (훿훿)
훿 = −훿 훿 = −훿 훿 훿 ( 훿훿훿훿 + 훿훿훿2훿
==( 0,574 + 0,0383 + 0,207 ) 0,06.(200훿) 2 ( 훿훿훿0° + 0,349 훿훿훿
훿∑ 1 = 훿 3 훿 훿 + 훿 훿 = (9,14 10 0,0063617) + 26179,776
훿 = −훿 훿 = −훿 훿 훿 ( 훿훿훿180° + cos(2.180) ) =26179,77 (N/훿 2 )
훿∑ 2 = 훿 4 훿 훿 + 훿 훿 = (0,39 10 0,0063617) + 26179,776
훿∑ 3 = 훿 2 훿 훿 + 훿 훿 = (2,36 10 0,0063617) − 26179,776
훿∑ 4 = 훿 2 훿 훿 + 훿 훿 = (0,1 10 0,0063617) + 26179,776
2.1.Các bước gán điều kiện biên:
Bước 1: Gán lực máy ở kì nổ vào cổ khuỷu máy 1
Bước 2: Gán lực máy ở kì xả vào cổ khuỷu máy 2
Bước 3: Gán lực máy ở kì nén vào cổ khuỷu máy 3
Bước 4: Gán lực máy ở kì nạp vào cổ khuỷu máy 4
Bước 6: Cố định lại cổ khuỷu.
Bước 7: Create Mesh (Đã thực hiện phía trên)
Bước 8: Run (Đã thực hiện phía trên).
3.2.3.Nhận xét: Ứng suất lớn nhất nhỏ hơn giới hạn cho phép Trường hợp này đảm bảo điều kiện bền.
3.1.Các bước gán điều kiện biên:
Chúng ta không cần gán lại từ đầu chỉ cần mở lệnh và sửa lực lại theo đúng thứ tự nổ và Run.
3.3.3.Nhận xét: Ứng suất lớn nhất nhỏ hơn giới hạn cho phép Trường hợp này đảm bảo điều kiện bền
4.1.Các bước gán điều kiện biên
Các bước tương tự như trên.
3.4.3.Nhận xét: Ứng suất lớn nhất nhỏ hơn giới hạn cho phép Trường hợp này đảm bảo điều kiện bền.
5.1.Các bước gán điều kiện biên
Các bước thực hiện tương tự như đã làm phía trên.
TRỤC KHUỶU
Các bước vẽ
Bước 1: Vẽ và Extrude Boss/Base như hình:
Bước 2: Vẽ Sketch và dùng lệnh Extrude cut (Vị trí lắp bánh đà).
Bước 3: Extrude Boss/base khối có đường kính 42mm.
Bước 4: Extrude Boss/base cổ trục khuỷu.
Bước 5: Vẽ biên dạng má khuỷu và đối trọng.
Bước 6: Extrude Boss/Base biên dạng đó lên Lưu ý: Không chọn Merge result.
Bước 7: Extrude cut rãnh trên đối trọng theo chi tiết thực Lưu ý chọn Body để cut.
Bước 8: Vác góc của má khuỷu Lưu ý: chọn body để cut.
Bước 9: Extrude Boss/base chốt khuỷu.
Bước 10: Vì má khuỷu, đối trong bên trái và phải khác nhau nên vẽ lại sketch.
Bước 11: Vác góc má khuỷu bên phải Lưu ý: chọn body để cut.
Bước 12: Tạo rãnh theo chi tiết thực.
Bước 13: Tiếp tục vẽ cổ khuỷu.
Bước 14: Tạo Plane cho mục đích Mirror phía dưới.
Bước 15: Tạo Axis cho cổ trục để dùng cho lện Rotate.
Bước 16: Mirror body như hình bên dưới Lưu ý chỉ Mirror 1 má khuỷu vì cụm khuỷu trục tiếp theo cả 2 má có kích thước bằng nhau và bằng má khuỷu đã chọn.
Bước 17: Rotate feature vừa Mirror.
Bước 18: Tạo Plane như hình:
Bước 19: Dùng Plane vừa rồi để Mirror tiếp tục như hình.
Bước 20: Tiếp tục Mirror cổ trục.
Bước 21: Tiếp tục tạo Plane.
Bước 22: Tiếp tục Mirror body.
Bước 23: Dùng lệnh rotate xoay feature.
Bước 24: Tạo sketch và vẽ bánh răng ăn khớp Balance shaft Lưu ý chọn đúng
Bước 25: Tạo Plane như bên dưới:
Bước 26: Tiếp tục Mirror và Rotate như chi tiết thực:
Bước 27: Tạo Plane như bên dưới.
Bước 28: Thu hẹp đối trọng của máy 1 như chi tiết thực Nhóm Mirror nhiều lần vì kích thước của các đối trộng và má khuỷu khác nhau Nếu giống nhau ta dùng 1 lệnh Linear Pattern và Rotate là xong.
Bước 29: Tiếp tục vẽ cỗ khuỷu.
Bước 30: Vẽ mặt đánh dấu vị trí góc quay trục khuỷu.
Bước 31: Vẽ và hoàn thiện cốt máy như chi tiêt thực.
Bước 32: Combine các Body lại với nhau.
Bước 33: Tạo Plane nghiêng để tạo lỗ dầu
Bước 34: Vẽ và Swepp cut lỗ dầu:
Bước 35: Dùng hole wizard tạo lỗ
Bước 36: Vẽ vị trí đánh dấu trục khuỷu.
Bước 37: Hoàn thiện Trục khuỷu:
1.3 Xuất bản vẽ kĩ thuật:
1 Bảng số liệu đầu vào:
STT Thông số Giá trị (đơn vị)
10 훿 훿훿 훿훿 = 훿 3 9,139MPa
2.2.1 Tính sức bền chốt khuỷu
Lực tác dụng lên chốt khuỷu :
Z = 훿훿훿훿훿 훿훿 = 9,139 10 6 0,0063617 = 58145,938 (N)
훿훿 = 0 ,1 훿 훿ℎ 3 = 0,1 0,054 3= 55,39 ( MN/훿 2 )
2.2.2 Tính sức bền má khuỷu
훿훿 = 훿 = = = 121,1375 ( MN/ 훿 2 )
훿훿 - Ứng suất nén :
2 훿.ℎ 2 0,018.0,08 Ứng suất tổng cộng :
훿 훿 = 훿 훿 + 훿 훿 = 121,1375 + 20,19 = 141,3275 ( MN/훿 2 )
2.2.3.Tính sức bền cổ trục khuỷu
2.3 Trường hợp trục khuỷu chịu lực Zmax
2 - 3.1 Tính toán sức bền chốt khuỷu
Lực quán tính li tâm của đối trọng
훿 훿 2 = 훿 훿훿 훿 훿 2 = 0,63631.0,03831 200 ( 훿 ) 2 = 9623,67 훿
Lực quán tính li tâm của chốt khuỷu:
훿 1 = 훿 훿ℎ 훿 훿 2 = 0,41999.0,06 200 ( 훿 ) 2 = 9948,32 훿
Lực quán tính li tâm của khối lượng thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu:
훿 2 = 훿 훿훿 훿 훿 2 = 0,62639.0,06 200 ( 훿 ) 2 = 14837,33 훿
- Áp dụng phương trình cân bằng tĩnh học ta có:
훿(훿훿) = 2 훿 + 훿 + 훿 + 훿 + 훿 − 2 훿 − 훿
∑ 훿 1 1 2 훿 2 훿훿훿
⟹훿 훿 1 = −2770 훿 Đối với chốt đặc:
Modul chống xoắn của chốt khuỷu:
훿 훿 = 0,2 훿 훿ℎ 3 = 0,2 0,054 3 = 3,15 10 −5 훿 3 Modul chống uốn của chốt khuỷu:
2 Ứng suất uốn của chốt khuỷu:
훿 훿 훿 훿 + 훿 훿 − 훿
훿 훿 = 훿 = 훿 훿ℎ 4
39,245 훿훿/훿 2 Ứng suất xoắn:
훿 훿−1 (훿훿/훿 훿 ) 2 0 -0,02 0,02743 -0,01473
Lực tiếp tuyến theo góc quay trục khuỷu
Góc quay trục khuỷu (độ)
Lực pháp tuyến lớn nhất tại cổ trục số 3:
⟹∑ 훿 훿−1 = −0,02 + 0,02743 − 0,01473 = −0,0073 ( ) ↓ 훿훿/훿 2
훿 훿 = = = = 13,9 훿훿/훿 2
훿 훿 훿 훿 3,15 10 −5 Ứng suất tổng cộng:
훿 ∑ = √훿 훿 2 + 4 훿 훿 2 = √39,245 2 + 4 13,9 2 = 48,0938 훿훿/훿 2
- Ứng suất uốn cổ trục:
훿 훿 훿 ′ 훿 ′ 29073.0,018 훿훿
- Ứng suất xoắn cổ trục:
훿 훿 ′ ∑ 훿 훿−1 R 0,0073.0,06 훿훿
훿 훿 16 훿 훿훿 3 16 0,056 3 훿 2 Ứng suất tổng cộng:
훿 ∑ = √훿 훿 2 + 4 훿 훿 2 = √33,85 2 + 4 12,7 2 = 42,32 훿훿/훿 2
2 - 3.3.Ứng suất má khuỷu Ứng suất nén:
훿 훿 = = = 13,5 훿훿/훿 2
훿 ℎ 0,018.0,08 Ứng suất uốn trong mặt phẳng thẳng góc với măt phẳng khuỷu trục (Y-Y)
훿훿 6 Ứng suất uốn trong mặt phẳng khuỷu trục (X-X)
훿 훿 훿 훿 훿 ′ ′ + 훿 훿 2 (훿 − 훿) 29073.0,018 + 9623,67.0
훿 훿훿 6 6 Ứng suất tổng cộng khi má khuỷu chịu nén và chịu uốn:
훿 ∑ = 훿 훿 + 훿 + 훿 훿 = 13,5 + 22,8125 + 27,75 = 64,0625 훿훿/훿
4 Trường hợp trục khuỷu chịu lực tiếp tuyến Tmax
4.1 Tính sức bền của chốt khuỷu Đối với chốt hình trụ
훿 훿훿 = 훿 훿훿 = 훿ℎ 훿ℎ = 훿 3 훿ℎ =1,546 10 −5 ( 훿 3 )
- Ứng suất uốn trong mặt phẳng khuỷu trục:
훿 훿 훿 훿 ′ ′ 훿 +훿 훿 1 훿−훿 훿 2 훿 29073.0,03+(−2770).0,0205−9623,67.0,0205
훿훿 1,546.10 −5 Ứng suất uốn trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục:
훿 = 훿 = 훿 = 2 = 26,615 훿훿/훿 2
- Ứng suất uốn tổng cộng:
훿 훿 = √( 훿 훿 ) 2 훿
훿 + (훿 ) = √39,98 2 + 26,615 2 H,03 훿훿/훿 2 Ứng suất xoắn chốt khuỷu:
훿′′ 훿 (∑ 훿 ꢁ− 1 + 훿 ) 훿 R = (0,0073+0,02743).0,06
훿 훿 = 훿 = = 66,15 훿훿/훿 2
- Ứng suất tổng hợp sau khi chịu uốn và xoắn:
훿 ∑ = √훿 훿 2 + 4 훿 훿 2 = 48,0 √ 3 2 + 4 66,15 2 0,7486 훿훿/훿 2
2.4.2.Tính sức bền của cổ trục khuỷu:
Trong quá trình tính toán sức bền, ta thường tính bền cố trục khuỷu bên phải vì cổ này chịu lực lớn hơn cổ bên trái
- Ứng suất uốn do lực pháp tuyến Z’’ gây ra:
- Ứng suất uốn do lực tiếp tuyến T’’ gây ra:
훿 훿 훿 훿 ′′ 훿 ′′ (0,02743/2).0,018
훿 훿훿 훿 Ứng uốn suất tổng cộng : 훿훿
훿 훿 = √( 훿 훿 ) 2 훿
훿 + (훿 ) = √33,85 + 16 2 2 7,44 훿훿/훿 2 -
- Ứng suất xoắn chốt khuỷu:
훿′′ 훿 (∑ 훿 ꢁ− 1 +훿).훿.R (0,0073+0,02743).0,06
훿 훿 = = 훿 3 = 훿 = 60,43 훿훿/훿 2
훿 훿 16 훿 16 Ứng suất tổng cộng :
훿 ∑ = √훿 훿 2 + 4 훿 훿 2 = √33,44 2 + 4 60,43 2 5,4 훿훿/훿 2
2.4.3.Tính sức bền của má khuỷu:
- Ứng suất uốn do lực pháp tuyến Z’’ gây ra:
훿 훿훿 = 훿 = ℎ.훿 2 = 0,08.0,018 2 1,1375 훿훿/훿 2
- Ứng suất uốn do lực 훿 훿 훿 2 gây ra: a= c Type equ ation here
훿 훿훿 = ℎ.훿 2 = 0 Ứng suất uốn do lực tiếp tuyến T’’ gây ra: 6
훿 훿훿 = = 0,018.0,08 2 2 = 8 훿훿/훿 2
- Ứng suất uốn do momen xoắn 훿′′ 훿 gây ra:
훿 훿훿 = 훿.ℎ 2 = 0,018.0,08 2 8,53 훿훿/훿 2
- Ứng suất xoắn do lực tiếp tuyến T’’ gây ra:
훿 훿 = = = 2 = 7,837 훿훿/훿 2
훿 훿 훿 훿 3,15.10 −5 Ứng suất nén má khuỷu :
훿 훿 = ℎ 훿 = 0,08.0,018 = 13,5 훿훿/훿 2
훿 1 = 0,1(훿훿훿); 훿 1 = 40°훿 ; 훿 훿훿 = 1675 ( ꢁꢁ ) ;
훿 2 = 훿 1 훿 훿 훿−1 = 0,1 10,4 1,35 = 710,4 °훿
훿 2 = 훿 1 훿훿 훿 = 2,36 ( MPa) = 2,36.10 6 ( MPa)
훿 = 0,821 ( 훿 − 훿 ) = 0,821 ( 훿 − 710,4) = 1675 ⇒ 훿 = 2750,6°
Ta có 훿 3 = 훿 3 = 2750,6 = 9,1376 (훿훿훿) = 9,136 10 6 (훿훿)
훿 = −훿 훿 = −훿 훿 훿 ( 훿훿훿훿 + 훿훿훿2훿
==( 0,574 + 0,0383 + 0,207 ) 0,06.(200훿) 2 ( 훿훿훿0° + 0,349 훿훿훿
훿∑ 1 = 훿 3 훿 훿 + 훿 훿 = (9,14 10 0,0063617) + 26179,776
훿 = −훿 훿 = −훿 훿 훿 ( 훿훿훿180° + cos(2.180) ) =26179,77 (N/훿 2 )
훿∑ 2 = 훿 4 훿 훿 + 훿 훿 = (0,39 10 0,0063617) + 26179,776
훿∑ 3 = 훿 2 훿 훿 + 훿 훿 = (2,36 10 0,0063617) − 26179,776
훿∑ 4 = 훿 2 훿 훿 + 훿 훿 = (0,1 10 0,0063617) + 26179,776
2.1.Các bước gán điều kiện biên:
Bước 1: Gán lực máy ở kì nổ vào cổ khuỷu máy 1
Bước 2: Gán lực máy ở kì xả vào cổ khuỷu máy 2
Bước 3: Gán lực máy ở kì nén vào cổ khuỷu máy 3
Bước 4: Gán lực máy ở kì nạp vào cổ khuỷu máy 4
Bước 6: Cố định lại cổ khuỷu.
Bước 7: Create Mesh (Đã thực hiện phía trên)
Bước 8: Run (Đã thực hiện phía trên).
3.2.3.Nhận xét: Ứng suất lớn nhất nhỏ hơn giới hạn cho phép Trường hợp này đảm bảo điều kiện bền.
3.1.Các bước gán điều kiện biên:
Chúng ta không cần gán lại từ đầu chỉ cần mở lệnh và sửa lực lại theo đúng thứ tự nổ và Run.
3.3.3.Nhận xét: Ứng suất lớn nhất nhỏ hơn giới hạn cho phép Trường hợp này đảm bảo điều kiện bền
4.1.Các bước gán điều kiện biên
Các bước tương tự như trên.
3.4.3.Nhận xét: Ứng suất lớn nhất nhỏ hơn giới hạn cho phép Trường hợp này đảm bảo điều kiện bền.
5.1.Các bước gán điều kiện biên
Các bước thực hiện tương tự như đã làm phía trên.