6. Phân tích kết cấu và thiêt kế trục khuỷu

Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT PHÁN TÊCH KÃÚT CÁÚU V THIÃÚT KÃÚ TRỦC KHUU 1.1 ÂIÃƯU KIÃÛN LM VIÃÛC V VÁÛT LIÃÛU CHÃÚ TẢO Trủc khuu chëu ti trng båíi ạp lỉûc ca khê, lỉûc quạn ca cạc pháưn chuøn âäüng tiãún v chuøn âäüng quay Cạc lỉûc tạc dủng cọ cháút chu k gáy nãn dao âäüng xồõn Trủc khuu l mäüt chi tiãút phỉïc tảp nháút vãư màût cáúu tảo v sn xút, âọ lỉûa chn váût liãûu chãú tảo trủc khuu l ráút quan trng Kim loải chãú tảo trủc khuu cáưn phi cọ chäúng mi mn, chäúng mi v chëu ti trng va âáûp cao Vç âäüng cå thiãút kãú thüc loải cåỵ trung bçnh nãn ta chn thẹp 45 lm váût liãûu chãú tảo 1.2 KÃÚT CÁÚU TRỦC KHUU Trủc khuu ca âäüng cå Diezel tiãúp nháûn ti trng låïn nãn cọ nhiãưu gäúi âåỵ Ta thiãút kãú gäúi âåỵ chênh Trủc khuu gäưm nhỉỵng pháưn sau : SVTH : V vàn Sån Trang1 Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT 1.2.1 Âáưu trủc Trãn âáưu trủc cọ làõp âai äúc khåíi âäüng, puly dáùn âäüng quảt giọ, båm nỉåïc, bäü pháûn chàõn dáưu v bạnh ràng phán phäúi 1.2.2 Cäø trủc Táút c cạc cäø chênh cọ cng mäüt âỉåìng kênh, tỉì cäø chênh dáưu bäi trån theo cạc läù khoan mạ âãøø âi bäi trån cạc cäø biãn Cạc chäù chuøn tiãúp ca cäø chênh v cäø biãn âãún mạ trủc cọ gọc lỉåün Âãø gim båït trng lỉåüng ca cạc pháưn khäng âỉåüc cán bàòng v ca c trủc nọi chung ta chãú tảo trủc khuu cọ cäø biãn räùng 1.2.3 Mạ khuu Mạ khuu l bäü pháưn näúi liãưn cäø trủc v cäø chäút Âãø låüi dủng váût liãûu håüp l v phán bäú âäưng âãưu ạp sút ta chn thiãút kãú dảng mạ khuu hçnh ä van 1.2.4 Âi trủc khuu Âi trủc khuu l nåi truưn cäng sút ngoi v trãn âi trủc khuu cọ làõp bạnh â Ta chn phỉång phạp làõp bạnh â lãn âi bàòng màût bêch ÅÍ âi trủc khuu ta bäú trê cạc bäü pháûn sau : - Vnh chàõn dáưu - Ren häưi dáưu - Âãûm chàõn di âäüng dc trủc 1.2.5 Âäúi trn g Âäúi trng dng âãø : - Cán bàòng cạc lỉûc v mämen quạn khäng cán bàòng ca âäüng cå, ch úu l lỉûc v mämen quạn ly tám - Gim phủ ti cho äø trủc nháút l äø giỉỵa v trạnh biãún dảng ca trủc khuu lm viãûc Âäúi trng âỉåüc âục liãưn våïi mạ khuu SVTH : V vàn Sån Trang2 Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT 1.2.6 Cạc kêch thỉåïc chn Cäø chênh dct = 0,736D = 0,754 × 110 = 83 (mm) lct 1,3,5 = 0,636D = 0,636 × 110 = 70 (mm) lct 2,4 = 0,545.D = 0,545 × 110 = 60 (mm) Cäø biãn lch = 0,866 dch = 60 (mm) dch ng = 0,71D = 78 (mm) dch tr = 0,272.D = 30 (mm) TÊNH BÃƯN TRỦC KHUU 2.1 XẠC ÂËNH KHÄÚI LỈÅÜNG CHUØN ÂÄÜNG QUAY THEO BẠN KÊNH r CA MẠ KHUU Khäúi lỉåüng mạ khuu mm xạc âënh theo cäng thỉïc sau : mm = Fm.bρ Trong âọ : Fm : diãûn têch pháưn mạ khuu cọ bạn kênh r b : chiãưu dy mạ khuu, b = 0,25D = 0,25 × 110 = 27,5 (mm) ρ : khäúi lỉåüng riãng ca váût liãûu trủc khuu.ρ = 7,852  kg    hay  dm  ρ =  kg  7,852.10-6  mm  SVTH : V vàn Sån Trang3 Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT Nãúu ta coi pháưn diãûn têch mạ khuu cọ bạn kênh r gáưn hçnh chỉỵ nháût cọ diãûn têch a’.b’ våïi : a’ = 1,2.D = 132 (mm) : chiãưu räüng mạ khuu b’ = r = ε= d ch − d ct 78 + 83 −R = - 62,5 = 18 (mm) 2 ⇒r= Váûy d dc ε − (ε : âäü trng âiãûp cäø chäút v cäø trủc) 2 83 − 18 = 32,5 (mm) Fm = a’.b’ = a’.r = 132 × 32,5 = 4290 (mm2) ⇒ mm = 4290 ×27,5 ×7,852.10-6 = 0,9263 (kg) Âãø pháưn khäúi lỉåüng mạ mm cng quay våïi bạn kênh R ta phi quy dáùn thnh khäúi lỉåüng tỉång âỉång âàût tải cạc tám chäút khuu, khäúi lỉåüng quy dáùn âỉåüc sau : mmR = mm r 32,5 = 0,9263 × = 0,481 (kg) R 645 2.2 KHÄÚI LỈÅÜNG CHÄÚT KHUU Khäúi lỉåüng chäút khuu âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc : mch = π (D n − d 2t ) (l + b1 + b2) ρ Trong âọ : mch : khäúi lỉåüng chäút khuu váûn âäüng quay våïi bạn kênh R Dn, dt : âỉåìng kênh ngoi v ca chäút khuu l : chiãưu di lm viãûc ca chäút khuu, l = 60 (mm) b1, b2 : chiãưu di ca mạ khuu, b1, b2 = 27,5 (mm) ρ : khäúi lỉåüng riãng ca váût liãûu chãú tảo trủc khuu ⇒ mch = π (782 - 302) (60 + 27,5 + 27,5) × 7,85.10-6 = 3,689 kg 2.3 LỈÛC LY TÁM C1 V C2 C1 = mch.R.ω2 = 7744,0 (kg) C1 : lỉûc ly tám ca chäút khuu quy vãư âáưu to : SVTH : V vàn Sån Trang4 Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT C2 = m2.R.ω2 = 0,7 × 2,8 × 0,0625 × 183,262 = 4114,07 (kg) C2 : lỉûc ly tám ca khäúi lỉåüng truưn quy dáùn vãư tám chäút khuu : 2.4 LỈÛC QUẠN TÊNH LY CA MẠ KHUU V ÂÄÚI TRNG • Pr1 : lỉûc quạn ly tám ca mạ khuu quy vãư tám chäút khuu Pr1 = mmR R.ω2 = 0,482 × 62,5.10-3 × 183,262 = 1011,09 (kg) • Pr2 : lỉûc quạn ly tám ca âäúi trng Pr2 = mât Rât.ω2 mât : trng khäúi ca âäúi trng : mât = mmR + m ch 3,689 = 0,482 + = 2,326 (kg) 2 rât : bạn kênh quay ca âäúi trng : rât = R = 62,5 (mm) ⇒ Pr2 = 2,326 × 62,5.10-3 × 183,262 = 4883,09 kg 2.5 SÅ ÂÄƯ TÊNH TOẠN V XẠC ÂËNH PHN LỈÛC GÄÚI ÂÅỴ SVTH : V vàn Sån Trang5 Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT Vë trê Zmax xút hiãûn tải α = 370o Lỉûc Zmax âỉåüc sau : Zmax = PZmax - M.R.ω2 (1 + λ) M : khäúi lỉåüng chuøn âäüng tënh tiãún M = mpis + mtt = 3,3 + 0,77 = 4,07 (kg) Do âọ : Zo = PZmax - M.R.ω2 (1 + λ) - (C1 + C2) PZmax tải 370o : PZ = 5,8 MN m2 M = 4,07 kg = 4,07.10-5 MN R = 62,5 (mm) = 0,0625 (m) λ = 0,26 C1 + C2 = 7744 + 4114,07 = 11858,07 kg = 0,119 MN ⇒ Zo = 5,8 - 4,07.10-5 × 0,0625 × 183,262 × 1,26 - 0,119 = 5,574 MN Vç khuu âäúi xỉïng nãn : Z’ = Z” = 5,574 Zo - Pr1 + Pr2 = - 0,01 + 0,048 = 2,82 MN 2 Ngoi Zmax, khuu cn bë xồõn båíi cạc khuu trỉåïc gọc cäng tạc ca âäüng cå l 180o, thỉï tỉû lm viãûc 1-3-4-2 Ta cọ thãø xạc âënh giạ trë lỉûc T åí gọc quay α sau : αo 370 550 10 190 T(Mn/m2) 0,768 -0.095 -0.251 -0.08 370 550 10 190 T=0 0,768 -0,095 -0,251 -0,08 -0,095 -0,251 -0,08 T=0 0,768 -0,08 T=0 0,768 -0,095 -0,251 -0,251 -0,08 T=0 0,768 -0,095 ΣTI-1max -0.35 -0.42 -0.08 Ta láûp bng xạc âënh ΣTI-1max Ta tháúy khuu thỉï cọ ΣTI-1max nãn ta toạn cho khuu ny SVTH : V vàn Sån Trang6 Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT 2.6 TÊNH SỈÏC BÃƯN TRỦC KHUU - ỈÏng sút ún chäút khuu σu = Mu Z' l '+ Pr1 a − Pr c = 4 Wu π  d nch − d tch   32  d nch  Z’ = 2,826 l’ = = MN = 0,02686 (MN) m2 1 lct2 + lmạ + lch = 2 1 × 60 + 27,5 × × 60 = 30 + 27,5 + 30 = 87,5 (mm) 2 Pr1 = 1011,09 (kg) Pr2 = 4883,09 (kg) dch n = 78 (mm) dch t = 30 (mm) a=c= l m l ch 27,5 60 + = + = 43,7 9(mm) 2 2 0,02686 × 87,5.10 −3 + 1011,09.10 −5 × 43,7.10 −3 − 488,09.10 −5 × 43,4.10 −3 π  (78.10 −3 ) − (30.10 −3 )  ⇒ σu =   32  78.10 −3  = 51,32 -  MN    m  ỈÏng sút xồõn chäút khuu M 2k ΣTi −1 R = 4 π  d ch n − d ch r τx = Wk 16  d ch n -     = 0,083 × 0,0625 π  0,078 − 0,03  16  0,078  = 0,5386    MN    m  ỈÏng sút täøng cäüng : 2 2 σΣ = σ u + 4τ x = 51,32 + × 0,538 = 51,33  MN    m  2.7 TÊNH SỈÏC BÃƯN CÄØ TRỦC Khi bãưn cäø trủc ta cho khuu bãn phi vç chëu lỉûc låïn hån - ỈÏng sút ún cäø trủc : SVTH : V vàn Sån Trang7 Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT Mu Z'.b' = π  d ct4 σu = Wu  32  d ct    = Z'.b' π d ct 32 Z’ = 0,02686 MN l’ = 1 1 lct + lm = × 0,07 + × 0,027 = 0,04873 (m) 2 2 dct = 0,083 kg ⇒ σu = - 0,02686 × 0,04873 π × 0,083 32 = 23,367  MN    m  ỈÏng sút xồõn cäø trủc : M 'k ΣTi −1 R 0,083 × 0,0625 × 0,0095 = =  MN    π π τx = Wk = 0,44 m  d ct 0,083 16 16 ( ) - ( ) ỈÏng sút täøng cäüng tạc dủng lãn cäø trủc : 2 2 σΣ = σ u + 4τ x = 23,767 + × 0,44 = 23,384  MN    m  2.8 TÊNH BÃƯN MẠ KHUU Mạ khuu chëu ún v chëu nẹn hai màût phàóng vng gọc våïi : màût phàóng khuu ca tiãút diãûn v màût phàóng thàóng gọc våïi màût phàóng khuu - ỈÏng sút nẹn mạ : σn = SVTH : V vàn Sån Z'−Pr b.h Trang8 Khoa cå khê Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT Z’ = 0,265 (MN) Pr2 = 0,4883 MN = 0,00464 (MN) m2 b : chiãưu dy mạ khuu, b = 27,5 (mm) h : chiãưu räüng mạ khuu, h = 132 (mm) 0,0265 − 0,00464 ⇒ σn= 0,0275 × 0,132 -  MN    = 6,13  m ỈÏng sút ún màût phàóng khuu : M u Z'.b'+ Pr (a − c ) Z'.b' = = h.b h.b σu= Wu 6 0,0265 × 0,04873  MN  ⇒ σu= 0,0275 × 0,132 = 77,58  m  - ỈÏng sút ún màût phàóng vng gọc våïi màût phàóng khuu : M u M 'k ΣTi −1 R 0,083 × 0,0625 = = = b.h 0,0275 × 0,132 = 64,95 σu = Wu Wuy 6 -  MN    m  ỈÏng sút täøng cäüng : (1) (2) σΣ = σn + σ u + σ u = 6,13 + 77,58 + 64,95 = 148  MN    m  Mủc lủc SVTH : V vàn Sån Trang9 Khoa cå khê SVTH : V vàn Sån Âäư ạn kãút cáúu v toạn ÂCÂT Trang10