Vẽ pittong và tính toán bền pittong

Lời nói đầu Tính toán động tính toán động lực học nhóm pittông hai phần tập Thiết Kế Môn Học Động Cơ Đốt Trong F2 Dới phần làm đợc hoàn thành dới hớng dẫn Gv Ngô văn Thanh với giúp đỡ, góp ý bạn lớp Do trình độ thời gian có hạn, tập dù đợc hoàn thành song cũngkhông tránh khỏi có chỗ cha đợc nh mong muốn Rất mong đợc giúp đỡ góp ý kiếm thầy môn ban lớp để thiết đợc thành công tốt đẹp Mặc dù song thiết kế đạt đợc yêu cầu tập Qua thiết kế này, gặp lại số phơng pháp tính toán thiết kế mà đợc làm quen chơng trình học môn Động Cơ Đốt Trong F2, khắc sâu thêm phơng pháp tính lựa chọn nh biết đợc bớc cần thiết để hoàn thành thiết kế Đây lần tập duyệt cho làm quen với đồ án tốt nghiệp tới Xin chân thành cảm ơn tận tình hớng dẫn giúp đỡ thầy tổ môn bạn lớp để hoàn thành tập thiết kế Sinh viên thực Vũ Văn Hiệp thiết kế môn học Động đốt Đề Tài Vẽ PITTÔNG Và TíNH BềN PITTÔNG Các thông số Kiểu động Đờng kính xi lanh D(mm) 1.3Carb accent Hyundai 71.5mm Hành trình pittông S(mm) 83.5mm Số xi lanh Công suất động Tỷ số nén Ne(ml) 70 9.5 Số vòng quay n(v/p) 5500 Suất tiêu hao nhiên liệu ge (g/ml.h) - Xuppap nạp mở sớm 140 Xuppap nạp đóng muộn 590 Xuppap thải mở sớm 590 Xuppap thải đóng muộn 190 Góc đánh lửa sớm s 120 áp suất cuối hành trình nạp pa MPa 0,88 áp suất khí sót pr MPa 1,14 áp suất cuối hành trình nén pc MPa 19 áp suất cuối hành trình cháy pz MPa 68,6 áp suất cuối hành trình dãn nở pb MPa 4,02 Khối lợng nhóm pittong mPt 0,54kg Khối lợng nhóm truyền m tt 0,73Kg I-Tính toán động học động lực học động đốt I/ Tính toán động học động đốt 1/ Tính toán động học cấu trục khuỷu truyền S Bán kính quay trục khuỷu: R = = Chiều dài truyền : L = 83,5 =41.75 (mm) = 0.04175 m R 41.75 = = 167 mm = 0.167 m 0.25 tham số kết cấu ( ta chọn = 0.25 ) := Vận tốc góc trục khuỷu 2/ Chuyển vị pitông (1-cos2)] (mm) S = R[(1-cos) + Trong đó: n = 576(rad/s) 30 S độ chuyển vị pittông R bán kính quay trục khuỷu tham số kết cấu góc quay trục khuỷu bảng tính độ địch chuyển pistong Đồ thị chuyển vị piston : Trục tung biểu thị độ dịch chuyển S (mm) Trục hoành biểu thị góc quay ( 10o) Bảng 1: 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 1- cos 0.0000 0.0152 0.0603 0.1340 0.2340 0.3572 0.5000 0.6580 0.8264 1.0000 1.1736 1.3420 1.5000 1.6428 1.7660 1.8660 1.9397 1.9848 2.0000 1.9848 1.9397 1.8660 1.7660 1.6428 1.5000 1.3420 1.1736 1.0000 0.8264 0.6580 0.5000 0.3572 0.2340 0.1340 0.0603 0.0152 0.0000 x1(mm) 0.0000 0.6346 2.5175 5.5945 9.7695 14.9131 20.8750 27.4715 34.5022 41.7500 48.9978 56.0285 62.6250 68.5869 73.7305 77.9055 80.9825 82.8654 83.5000 82.8654 80.9825 77.9055 73.7305 68.5869 62.6250 56.0285 48.9978 41.7500 34.5022 27.4715 20.8750 14.9131 9.7695 5.5945 2.5175 0.6346 0.0000 1- cos2 0.0000 0.0603 0.2340 0.5000 0.8264 1.1736 1.5000 1.7660 1.9397 2.0000 1.9397 1.7660 1.5000 1.1736 0.8264 0.5000 0.2340 0.0603 0.0000 0.0603 0.2340 0.5000 0.8264 1.1736 1.5000 1.7660 1.9397 2.0000 1.9397 1.7660 1.5000 1.1736 0.8264 0.5000 0.2340 0.0603 0.0000 x2(mm) 0.0000 0.1573 0.6106 1.3047 2.1564 3.0624 3.9141 4.6082 5.0614 5.2188 5.0614 4.6082 3.9141 3.0624 2.1564 1.3047 0.6106 0.1573 0.0000 0.1573 0.6106 1.3047 2.1564 3.0624 3.9141 4.6082 5.0614 5.2188 5.0614 4.6082 3.9141 3.0624 2.1564 1.3047 0.6106 0.1573 0.0000 x(mm) 0.0000 0.7919 3.1281 6.8992 11.9259 17.9755 24.7891 32.0797 39.5636 46.9688 54.0592 60.6367 66.5391 71.6493 75.8869 79.2102 81.5931 83.0227 83.5000 83.0227 81.5931 79.2102 75.8869 71.6493 66.5391 60.6367 54.0592 46.9688 39.5636 32.0797 24.7891 17.9755 11.9259 6.8992 3.1281 0.7919 0.0000 Đồ thị1: Vận tốc pitông Đạo hàm chuyển vị S ta đợc vận tốc pitông V V = R(sin + sin2) (m/s) V vận tốc piston m/s R bán kính quay trục khuỷu tham số kết cấu góc quay trục khuỷu tốc độ góc trục khuỷu Lập bảng tính vận tốc piston ( Bảng 02 ) Đồ thị vận tốc piston : Trục tung biểu thị vận tốc piston (m/s) Trục hoành biểu thị góc quay ( o ) Bảng 02 : sin v1(mm/s) sin2 v2(mm/s) v(mm/s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 0.0000 0.1736 0.3420 0.5000 0.6428 0.7660 0.8660 0.9397 0.9848 1.0000 0.9848 0.9397 0.8660 0.7660 0.6428 0.5000 0.3420 0.1736 0.0000 -0.1736 -0.3420 -0.5000 -0.6428 -0.7660 -0.8660 -0.9397 -0.9848 -1.0000 -0.9848 -0.9397 -0.8660 -0.7660 -0.6428 -0.5000 -0.3420 -0.1736 0.0000 0.0000 4174.7328 8224.4160 12024.0000 15458.0544 18420.7680 20825.5680 22597.9056 23682.4704 24048.0000 23682.4704 22597.9056 20825.5680 18420.7680 15458.0544 12024.0000 8224.4160 4174.7328 0.0000 -4174.7328 -8224.4160 -12024.0000 -15458.0544 -18420.7680 -20825.5680 -22597.9056 -23682.4704 -24048.0000 -23682.4704 -22597.9056 -20825.5680 -18420.7680 -15458.0544 -12024.0000 -8224.4160 -4174.7328 0.0000 0.0000 0.3420 0.6428 0.8660 0.9848 0.9848 0.8660 0.6428 0.3420 0.0000 -0.3420 -0.6428 -0.8660 -0.9848 -0.9848 -0.8660 -0.6428 -0.3420 0.0000 0.3420 0.6428 0.8660 0.9848 0.9848 0.8660 0.6428 0.3420 0.0000 -0.3420 -0.6428 -0.8660 -0.9848 -0.9848 -0.8660 -0.6428 -0.3420 0.0000 Đồ thị 02 : 0.0000 1028.0520 1932.2568 2603.1960 2960.3088 2960.3088 2603.1960 1932.2568 1028.0520 0.0000 -1028.0520 -1932.2568 -2603.1960 -2960.3088 -2960.3088 -2603.1960 -1932.2568 -1028.0520 0.0000 1028.0520 1932.2568 2603.1960 2960.3088 2960.3088 2603.1960 1932.2568 1028.0520 0.0000 -1028.0520 -1932.2568 -2603.1960 -2960.3088 -2960.3088 -2603.1960 -1932.2568 -1028.0520 0.0000 0.0000 5202.7848 10156.6728 14627.1960 18418.3632 21381.0768 23428.7640 24530.1624 24710.5224 24048.0000 22654.4184 20665.6488 18222.3720 15460.4592 12497.7456 9420.8040 6292.1592 3146.6808 0.0000 -3146.6808 -6292.1592 -9420.8040 -12497.7456 -15460.4592 -18222.3720 -20665.6488 -22654.4184 -24048.0000 -24710.5224 -24530.1624 -23428.7640 -21381.0768 -18418.3632 -14627.1960 -10156.6728 -5202.7848 0.0000 4/ Gia tốc pitông Đạo hàm vận tốc pitông ta đợc gia tốc pitông J J = R2(cos + cos2) (m/s2) J gia tốc piston R bán kính quay trục khuỷu tham số kết cấu góc quay trục khuỷu tốc độ góc trục khuỷu Lập bảng tính gia tốc piston ( Bảng 03 ) Đồ thị gia tốc piston : ( Đồ thị 03 ) Trục tung biểu thị gia tốc piston (m/s2) Trục hoành biểu thị góc quay ( o ) Bảng 03: 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 cos 1.0000 0.9848 0.9397 0.8660 0.7660 0.6428 0.5000 0.3420 0.1736 0.0000 -0.1736 -0.3420 -0.5000 -0.6428 -0.7660 -0.8660 -0.9397 -0.9848 -1.0000 -0.9848 -0.9397 -0.8660 -0.7660 -0.6428 -0.5000 -0.3420 -0.1736 0.0000 0.1736 0.3420 0.5000 0.6428 0.7660 0.8660 0.9397 0.9848 1.0000 j1(mm/s2) 13851648.00 13641102.95 13016393.63 11995527.17 10610362.37 8903839.33 6925824.00 4737263.62 2404646.09 0.00 -2404646.09 -4737263.62 -6925824.00 -8903839.33 -10610362.37 -11995527.17 -13016393.63 -13641102.95 -13851648.00 -13641102.95 -13016393.63 -11995527.17 -10610362.37 -8903839.33 -6925824.00 -4737263.62 -2404646.09 0.00 2404646.09 4737263.62 6925824.00 8903839.33 10610362.37 11995527.17 13016393.63 13641102.95 13851648.00 cos2 1.0000 0.9397 0.7660 0.5000 0.1736 -0.1736 -0.5000 -0.7660 -0.9397 -1.0000 -0.9397 -0.7660 -0.5000 -0.1736 0.1736 0.5000 0.7660 0.9397 1.0000 0.9397 0.7660 0.5000 0.1736 -0.1736 -0.5000 -0.7660 -0.9397 -1.0000 -0.9397 -0.7660 -0.5000 -0.1736 0.1736 0.5000 0.7660 0.9397 1.0000 10 j2(mm/s2) 3462912.00 3254098.41 2652590.59 1731456.00 601161.52 -601161.52 -1731456.00 -2652590.59 -3254098.41 -3462912.00 -3254098.41 -2652590.59 -1731456.00 -601161.52 601161.52 1731456.00 2652590.59 3254098.41 3462912.00 3254098.41 2652590.59 1731456.00 601161.52 -601161.52 -1731456.00 -2652590.59 -3254098.41 -3462912.00 -3254098.41 -2652590.59 -1731456.00 -601161.52 601161.52 1731456.00 2652590.59 3254098.41 3462912.00 j(mm/s2) 17314560.00 16895201.36 15668984.22 13726983.17 11211523.89 8302677.81 5194368.00 2084673.02 -849452.31 -3462912.00 -5658744.50 -7389854.21 -8657280.00 -9505000.86 -10009200.84 -10264071.17 -10363803.03 -10387004.54 -10388736.00 -10387004.54 -10363803.03 -10264071.17 -10009200.84 -9505000.86 -8657280.00 -7389854.21 -5658744.50 -3462912.00 -849452.31 2084673.02 5194368.00 8302677.81 11211523.89 13726983.17 15668984.22 16895201.36 17314560.00 Đồ thị II/ Tính toán động lực học động đốt 1/ Khái quát Khi động làm việc, cấu trục khuỷu - truyền (CCTKTT) nói riêng động nói chung chịu tác dụng lực nh lực khí thể, lực quán tính, trọng lực lực ma sát tính toán động lực học, ta xét lực có giá trị lớn lực khí thể lực quán tính Mục đích việc tính toán động lực học xác định lực hợp lực hai loại lực tác dụng lên CCTKTT mô men chúng sinh để làm sở cho việc tính toán cân động cơ, tính toán sức bền chi tiết, nghiên cứu trạng thái mài mòn tính toán dao động xoắn hệ trục khuỷu Việc khảo sát động lực học đợc dựa phơng pháp quan điểm học lý thuyết Các lực mô men tính toán động lực học đợc biểu diễn dới dạng hàm số góc quay trục khuỷu quy ớc pittông điểm chết = 00 Ngoài ra, lực thờng đợc tính với đơn vị diện tích đỉnh pittông Về sau cần tính giá trị thực lực, ta nhân giá trị áp suất với diện tích tiết diên ngang đỉnh pittông 2/Dựng đồ thị véctơ phụ tải : 11 Đồ thị véctơ phụ tải đồ thị biểu diễn tác dụng lực lên bề mặt làm việc vị trí khác trục khuỷu Các bề mặt làm việc quan trọng động gồm bề mặt chốt khuỷu, cổ trục, bạc, lót đầu to truyền bạc lót ổ trục Đồ thị vectơ phụ tải dùng để: Xác định phụ tải nhằm xem xét quy luật mài mòn bề mặt làm việc Xác định khu vực chịu lực bé trung bình nhằm đánh giá nhằm chọn vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn Xác định đơn vị phụ tải lớn trung bình nhằm đánh giá mức độ va đập Để dựng đồ thị ấy, trớc tiên ta phải xác định lực tác dụng: lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z lực li tâm Pk khối lợng m2 gây Sau có đồ thị lực khí thể P = (P - P0)* theo góc quay xác định đợc biến thiên lực quán tính chuyển động tịnh tiến: Pj = - mj * R * * (cos + cos2) Cộng hai đồ thị lại đợc biến thiên lực P theo Tiếp theo xác định đợc biến thiên lực tiếp tuyến: T = lực pháp tuyến Z = Lực quán tính khối lợng truyền quy dẫn tâm đầu to truyền, tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu: PR2 = m2* R * Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng bề mặt chốt khuỷu đợc vẽ với giả thiết trục khuỷu đứng yên xi lanh quay với vận tốc trục khuỷu nhng theo chiều ngợc lại Hợp lực Q lực tác dụng lên bề mặt chốt khuỷu: = ++ Từ đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên bề mặt chốt khuỷu ta triển khai thành đồ thị Qck - sau tính giá trị trung bình Q tb sở xác định đợc hệ số va đập bề mặt tơng tác 12 3/ Lực khí thể Xây dựng đồ thị công P-V Dựa vào thông số nhiệt : + Hành trình pitông : S = 83.5 mm + Tỉ số nén : = 9.5 + áp suất : Pa = 0,88 (kG/cm2) Pc = 19 (kG/cm2) Pz = 68.6 (kG/cm2) Pb = 4.02 (kG/cm2) Pr = 1,14 (kG/cm2) Thể tích làm việc xi lanh Vh : Vh=.D2.S/4 =(3,14.71,5 2.83,5 )/4 ( mm3) =335265 (mm3) =0,335265m3 Vì tỉ số nén = 9,5và = 1+Vh/VC nên dung tích buồng cháy Vc = 39443(mm3) =0,039443m3 Dựng đờng nén đa biến a-c Pci = Pa( Va n1 La n1 ) = P a( ) Với n1 = 1.36 Vci Lci Dựng đờng giãn nở đa biến z-b Pbi = Pz( Vc n2 Lc n2 ) = Pz( ) Với n2 = 1.26 Vai Lai Hiệu chỉnh đồ thị : + Góc đánh lửa sớm : s =120 + Góc mở sớm xupáp nạp : = 140 + Góc đóng muộn xupáp nạp : 2= 590 + Góc mở sớm xupáp xả : = 590 + Góc đóng muộn xúppáp xả : = 190 Pc=1.25Pc + Độ dịch chuyển brich : OO= R./2 = 41,75.0.25/2 = 5,21875 mm Tỉ lệ xích v = 1,97.10-6 (m3 /mm) Tỉ lệ xích àp = 0,2744 ((KG/cm2)/ mm) Từ số liệu ta xây dựng đợc đồ thị công nh hình vẽ , sau ta khai triển thành đồ thị áp lực khí thể với à= 20/mm Bảng đồ thị công: i i n1 Pci in2 Pbi 1.0000 0.8800 1.0000 68.6000 13 9.5 2.5668 4.4553 6.5887 8.9248 11.4363 14.1037 16.9122 19.8504 21.3650 2,2587 3,9206 5,7980 7,8538 10,0639 12,4112 14,8827 17,4683 18,8012 2.3949 3.9918 5.7358 7.5980 9.5602 11.6097 13.7370 15.9347 17.0581 28.6442 17.1852 11.9600 9.0287 7.1756 5.9089 4.9938 4.3051 4.0215 4/ Lực quán tính Pj = -mR2(cos + cos2) (kG/cm2) Với m = mpt+ m1 Diện tích đỉnh pittông: FP = = (3.14*0.07152)/4 = 0.401*10-2 (m2) Ta có mpt : khối lợng nhóm pitông mpt=0,54 (kg) m1 : khối lợng tryền qui dẫn đầu nhỏ truyền Ta có : mtt = 0,73(kg) Mặt khác m1= 0.25*0,73 = 0,1825 (kg) Khối lợng đơn vị diện tích đỉnh piston m= 0,54 + 0,1825 = 180,174 KG/m2 0,00401 PJ=- m J = - 0.0180174*J (KG/cm2) 10 20 30 Lập bảng tính giá trị Pj J (m/s2) Pj (KG/cm2) Cos Cos2 1.000 1.000 17314560.00 -31.1963 0.985 0.940 16895201.36 -30.4408 0.940 0.766 15668984.22 -28.2314 0.866 0.500 13726983.17 -24.7325 14 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 0.766 0.643 0.500 0.342 0.174 0.000 -0.174 -0.342 -0.500 -0.643 -0.766 -0.866 -0.940 -0.985 -1.000 -0.985 -0.940 -0.866 -0.766 -0.643 -0.500 -0.342 -0.174 0.000 0.174 0.342 0.500 0.643 0.766 0.866 0.940 0.985 1.000 0.174 -0.174 -0.500 -0.766 -0.940 -1.000 -0.940 -0.766 -0.500 -0.174 0.174 0.500 0.766 0.940 1.000 0.940 0.766 0.500 0.174 -0.174 -0.500 -0.766 -0.940 -1.000 -0.940 -0.766 -0.500 -0.174 0.174 0.500 0.766 0.940 1.000 11211523.89 8302677.81 5194368.00 2084673.02 -849452.31 -3462912.00 -5658744.50 -7389854.21 -8657280.00 -9505000.86 -10009200.84 -10264071.17 -10363803.03 -10387004.54 -10388736.00 -10387004.54 -10363803.03 -10264071.17 -10009200.84 -9505000.86 -8657280.00 -7389854.21 -5658744.50 -3462912.00 -849452.31 2084673.02 5194368.00 8302677.81 11211523.89 13726983.17 15668984.22 16895201.36 17314560.00 -20.2003 -14.9593 -9.3589 -3.7560 1.5305 6.2393 10.1956 13.3146 15.5982 17.1255 18.0340 18.4932 18.6729 18.7147 18.7178 18.7147 18.6729 18.4932 18.0340 17.1255 15.5982 13.3146 10.1956 6.2393 1.5305 -3.7560 -9.3589 -14.9593 -20.2003 -24.7325 -28.2314 -30.4408 -31.1963 5/ Tổng hợp lực khí thể lực quán tính tác dụng lên cấu P = Pkt+Pj Dựa vào đồ thị P - ta tìm đợc gía trị Pkt tơng ứng với góc quay trục khuỷu Ta cộng đại số với giá trị Pj tơng ứng với góc ta tìm đợc giá trị P 15 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 Pj (KG/cm2) -31.1963 -24.7325 -9.3589 -6.2393 15.5982 18.4932 18.7178 18.4932 15.5982 6.2393 -9.3589 -24.7325 -31.1963 -24.7325 -9.3589 -6.2393 15.5982 18.4932 18.7178 18.4932 15.5982 6.2393 -9.3589 -24.7325 -31.1963 P kt (KG/cm2) P (KG/cm2) 0.1400 -31.0563 -0.1200 -24.8525 -0.1200 -9.4789 -0.1200 -6.3593 -0.1200 15.4782 -0.1200 18.3732 -0.1200 18.5978 -0.1200 18.3732 -0.5062 15.0920 1.9927 8.2320 3.0477 -6.3112 5.2501 -19.4824 22.9643 -8.2320 26.9277 2.1952 13.4749 4.1160 19.9593 13.7200 5.8050 21.4032 4.5564 23.0496 2.9598 21.6776 0.1400 18.6332 0.1400 15.7382 0.1400 6.3793 0.1400 -9.2189 0.1400 -24.5925 0.1400 -31.0563 6/ Vẽ đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Qch + Vẽ toạ độ T-z gốc toạ độ O1 chiều dơng z hớng xuống +Tính lực quán tính khối lợng chuyển động quay truyền + Xác định biến thiên lực tiếp tuyến (T) lực pháp tuyến (Z) T= sin( + ) ì P (kG/cm2) cos Z= cos( + ) ì P (kG/cm2) cos 16 Bảng giá trị pHụ tảI tác dụng Lên chốt khuỷu Sin(+) Cos(+) Cos() P(KG/cm2) T(KG/cm2) Z(KG/cm2) 0 1 -31.0563 0.0000 -31.0563 30 0.61632 0.787496 0.9902 -24.8525 -15.4687 -19.7649 60 0.96142 0.275077 0.9702 -9.4789 -9.3931 -2.6875 90 0.96 -0.28 0.96 -6.3593 -6.3593 1.8548 120 0.71894 -0.695077 0.9702 15.4782 11.4697 -11.0890 150 0.37383 -0.927496 0.9902 18.3732 6.9364 -17.2097 180 -1 18.5978 0.0000 -18.5978 210 -0.37383 -0.927496 0.9902 18.3732 -6.9364 -17.2097 240 -0.71893 -0.695077 0.9702 15.0920 -11.1834 -10.8123 270 -0.96 -0.28 0.96 8.2320 -8.2320 -2.4010 300 -0.96142 0.275077 0.9702 -6.3112 6.2541 -1.7894 330 -0.61632 0.787496 0.9902 -19.4824 12.1262 -15.4942 360 1 -8.2320 0.0000 -8.2320 390 0.61632 0.787496 0.9902 2.1952 1.3663 1.7458 420 0.96142 0.275077 0.9702 4.1160 4.0788 1.1670 450 0.96 -0.28 0.96 13.7200 13.7200 -4.0017 480 0.71894 -0.695077 0.9702 21.4032 15.8603 -15.3338 510 0.37383 -0.927496 0.9902 23.0496 8.7019 -21.5900 540 -1 21.6776 0.0000 -21.6776 570 -0.37383 -0.927496 0.9902 18.6332 -7.0346 -17.4533 600 -0.71893 -0.695077 0.9702 15.7382 -11.6622 -11.2753 630 -0.96 -0.28 0.96 6.3793 -6.3793 -1.8606 660 -0.96142 0.275077 0.9702 -9.2189 9.1355 -2.6138 690 -0.61632 0.787496 0.9902 -24.5925 15.3069 -19.5582 720 1 -31.0563 0.0000 -31.0563 Vẽ hệ toạ độ T-Z gốc O1 chiều dơng T hớng sang phải , chiều dơng Z hớng xuống dới Ta có lực quán tính li tâm khối lợng chuyển động quay truyền Pk = -m2R2 / FP (kG/cm2) Trong m2: khối lợng truyền qui dẫn tâm chốt khuỷu 17 m2 =mtt-m1 =0,73 0.1825 =0.5475 (Kg) -0.5475 *10-1*41.75 *5762 *103 Pk = =- 189,121.103 (KG/m2) 0.401*10 Vậy Pk = -18,9121 (KG/cm2) Xác định tâm chốt khuỷu: tâm chốt khuỷu nằm trục Z cách O1 đoạn trị số Pk Trên hệ toạ độ T-Z xác định trị số T Z khác tuỳ vào giá trị Tỉ lệ xích àp = 0.2744 ((KG/cm2)/ mm) 7/Vẽ đồ thị Q - Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ biên ta lập đợc quan hệ Q - , Q lực tổng hợp tác dụng lên cổ biên =++ =+ Trên đồ thị lực tổng hợp đợc xác cách: với góc quay trục khuỷu ta xác định đợc điểm Ptt tơng ứng đồ thị, sau nối điểm Ptt với tâm cổ biên giả định D ta xác định đợc véc tơ DPtt biểu diễn tổng hợp tác dụng lên cổ biên thời điểm ứng với góc quay trục khuỷu Sau xác định đợc quan hệ Q - ta tiến hành xây dựng đợc đồ thị Q- nh vẽ Căn đồ thị Q - ta tiến hành xác định Qtb: Qtb = ; Trong Sđt = 40550(mm2) L = 360 (mm) => Qtb = 40550 =112.63 (mm) 360 172 Do hệ số va đập: = = 112, 63 = 1,52 Vậy = 1.52 < 4: thoả mãn 8/ Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu 18 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể trạng thái hao mòn trục vị trí chịu tải để khoan lỗ dầu Để vẽ đồ thị mài mòn, ta tiến hành vẽ vòng tròn có bán kính R (chọn R= 80(mm) ) tợng trng cho chốt khuỷu, sau chia vòng tròn thành 12 phần đợc đánh số thứ tự nh vẽ Tiến hành lập bảng tính điểm với giả thiết phạm vi ảnh hởng lực điểm 1200 sang phía, với tỷ lệ xích đợc chọn KG / cm Qm=0.1759 ( ) ta xác định đợc độ dài đoạn thẳng biểu diễn giá trị Q mm điểm chia tơng ứng Sau xác định đợc tất điểm ta tiến hành nối điểm lại đợc đồ thị mài mòn chốt khuỷu Từ đồ thị mài mòn cho thấy cung (10,11,0) tập hợp điểm chịu tải nhỏ chốt khuỷu, nh ta chọn điểm cung để làm vị trí khoan lỗ dầu Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q 10 Q 11 0 0 0 0 0 0 55 55 55 55 55 58 58 58 58 58 287 287 287 287 287 843 843 843 843 10 11 0 0 843 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q 55 113 400 1243 1243 1188 1130 843 Q 15.09 31 109.8 341.1 341.1 326 310 231.3 (mm) 2.65 5.45 19.3 60 60 57.3 54.5 41 II.Tính bền trục khuỷu *Điều kiện làm việc Vật liệu chế tạo 19 Trục khuỷu chi tiết máy quan trọng động chiếm tỷ trọng lớn động Nó nhận lực từ pitong tạo mômen quay kéo máy công tác nhận lợng từ bánh đà thực trình trao đổi khí XyLanh Trong trình làm việc Trục khuỷu chịu tác dụng lực khí thể, lực quán tính tịnh tiến lực quán tính li tâm có giá trị lớn thay đổi, chịu ma sát chịu mài mòn lớn Trục khuỷu chi tiết phức tạp mặt cấu tạo sản xuất Tính chất quan trọng, hình dáng nhiều vẻ tính chịu tải trọng thay đổi bắt buộc ta phải ý đặc biệt đến việc lựa chọn vật liệu chế tạo trục, nh phơng pháp gia công nhiệt luyện Kim loại chế tạo trục khuỷu cần phải có tính chống ăn mòn , chống mỏi chịu tảI trọng va đập lớn Vật liệu chế tạo trục khuyuủ thờng thép Cacbon có điểm hệ số ma sát lớn nên biên độ dao động xoắn nhỏ giá thành rẻ.Thép hợp kim thờng sử dụng cho động cao tốc cờng hoá có u điểm tính lý sức bền cao Gang cầu đợc sử dụng để đúc truc khuỷu có điểm giá rẻ , tính đúc tốt hệ số ma sát lớn, chịu mòn tốt nhạy cảm với ứng suất tập trung * tính toán sức bền trục khuỷu sức bền thờng tính cho trục nguy hiểm ,tức khuỷu mà tải trọng có giá trị lớn đày trình bày tính toán trờng hợp khởi động : Tính toán trờng hợp khởi động tính toán gần với giả thiết:khuỷu trục vị trí ĐCT (=0) Bỏ qua lực quán tính (do số vòng quay khởi động nhỏ) lực tác dụng lên khuỷu có trị số lớn Pmax Do lực tác dụng lên khuỷu là: Z Z0 =Z =pmax Fp ; T = Sơ đồ tính toán trờng hợp khởi động nh hình vẽ Các phản lực xác định theo công thức sau : l" Z = Z (MN) l0 l" Z = Z - Z = Z (MN) Z l0 Z Z = Z = 1.Tính sức bền chốt khuỷu : Mô men uốn chốt khuỷu (tính tiết diện chốt bằng: Mu =Z.l (MNm) Do ứng suất uốn chốt khuỷu : M u Z '.l ' = u = (MN/ m2 ) Wu Wu Với Wu :mô đun chống uốn tiết diện ngang chốt khuỷu 20 Z D4 d Wu = (m3) 32 D Với D,d đờng kính va chốt khuỷu tính theo mét 3.14 0.17 0,056 Wu =( =4,764 10-4 (m3) 32 0,17 Z =pmax Fp=3,204 3,14 0,072/4 =0,01232 (MN) 0,01232,0,1525 u = =1,97 (MN/ m2 ) 2.4,764.10 u < [u] =(70-100) MN/ m2 => Đảm bảo bền 2.Tính sức bền má khuỷu : ứng suất uốn má khuỷu : M u Z '.b' = u = Wux hb (MN/ m2 ) b,h chiều dày ,chiều rộng má hình chữ nhật b=0,054 (m) ;h=0,17 (m) 0,01232.0,054' => u = 2.0,24.0,054 =3,775 (MN/ m2 ) ứng suất nén má khuỷu 0,01232 Z n = = =0,475 (MN/ m2 ) 2hb 2.0,054.0,24 ứng suất tổng cộng : = u + n =3,8 (MN/ m2 ) < [] =(80-120) MN/ m2 => Đảm bảo bền 3.Tính sức bền cổ trục : ứng suất uốn cổ trục khuỷu : Z '.b' u = (MN/ m2 ) Wu 3,14 0,225 0,088 Wu = =1,09.10-3 (m3) 32 0,225 0,01232,0,0715 u = = 0,4 (MN/ m2 ) 2.1,09.10 u < [u] =(50-80) (MN/ m2) => Đảm bảo bền 21 22 [...]... lên CCTKTT và mô men do chính chúng sinh ra để làm cơ sở cho việc tính toán cân bằng động cơ, tính toán sức bền của các chi tiết, nghiên cứu trạng thái mài mòn và tính toán dao động xoắn của hệ trục khuỷu Việc khảo sát động lực học đợc dựa trên phơng pháp và quan điểm của cơ học lý thuyết Các lực và mô men trong tính toán động lực học đợc biểu diễn dới dạng hàm số của góc quay trục khuỷu và quy ớc... sát trong lớn nên biên độ dao động xoắn nhỏ và giá thành rẻ.Thép hợp kim thờng sử dụng cho động cơ cao tốc và cờng hoá vì có u điểm về tính năng cơ lý và sức bền cao Gang cầu cũng đợc sử dụng để đúc truc khuỷu vì có điểm giá rẻ , tính năng đúc tốt hệ số ma sát lớn, chịu mòn tốt và ít nhạy cảm với ứng suất tập trung * tính toán sức bền trục khuỷu sức bền thờng tính cho trục nào nguy hiểm nhất ,tức là khuỷu...Đồ thị 3 II/ Tính toán động lực học động cơ đốt trong 1/ Khái quát Khi động cơ làm việc, cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền (CCTKTT) nói riêng và động cơ nói chung chịu tác dụng của các lực nh lực khí thể, lực quán tính, trọng lực và lực ma sát khi tính toán động lực học, ta chỉ xét các lực có giá trị lớn là lực khí thể và lực quán tính Mục đích của việc tính toán động lực học là xác định... lớn nhất ở đày chỉ trình bày tính toán trờng hợp khởi động : Tính toán trờng hợp khởi động là tính toán gần đúng với giả thiết:khuỷu trục ở vị trí ĐCT (=0) Bỏ qua lực quán tính (do số vòng quay khi khởi động nhỏ) và lực tác dụng lên khuỷu có trị số lớn nhất Pmax Do đó lực tác dụng lên khuỷu sẽ là: Z Z0 =Z =pmax Fp ; T = 0 Sơ đồ tính toán trờng hợp khởi động nh hình vẽ Các phản lực xác định theo... giá trị lớn và thay đổi, chịu ma sát và chịu mài mòn lớn Trục khuỷu là một chi tiết phức tạp nhất về mặt cấu tạo và sản xuất Tính chất quan trọng, hình dáng nhiều vẻ của nó và tính chịu tải trọng thay đổi bắt buộc ta phải chú ý đặc biệt đến việc lựa chọn vật liệu chế tạo trục, cũng nh phơng pháp gia công và nhiệt luyện Kim loại chế tạo trục khuỷu cần phải có tính chống ăn mòn , chống mỏi và chịu tảI... 54.5 41 II .Tính bền trục khuỷu *Điều kiện làm việc và Vật liệu chế tạo 19 Trục khuỷu là một chi tiết máy quan trọng của động cơ và chiếm tỷ trọng lớn trong động cơ Nó nhận lực từ pitong tạo mômen quay kéo máy công tác và nhận năng lợng từ bánh đà thực hiện quá trình trao đổi khí trong XyLanh Trong quá trình làm việc Trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính tịnh tiến và lực quán tính li... 0.1400 18.6332 0.1400 15.7382 0.1400 6.3793 0.1400 -9.2189 0.1400 -24.5925 0.1400 -31.0563 6/ Vẽ đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Qch + Vẽ toạ độ T-z gốc toạ độ O1 chiều dơng của z hớng xuống +Tính lực quán tính của khối lợng chuyển động quay của thanh truyền + Xác định sự biến thiên của lực tiếp tuyến (T) và lực pháp tuyến (Z) T= sin( + ) ì P (kG/cm2) cos Z= cos( + ) ì P (kG/cm2) cos 16 Bảng giá... Q- nh trên bản vẽ Căn cứ đồ thị Q - ta tiến hành xác định Qtb: Qtb = ; Trong đó Sđt = 40550(mm2) L = 360 (mm) => Qtb = 40550 =112.63 (mm) 360 172 Do đó hệ số va đập: = = 112, 63 = 1,52 Vậy = 1.52 < 4: thoả mãn 8/ Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu 18 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể hiện trạng thái hao mòn của trục và vị trí chịu tải ít để khoan lỗ dầu Để vẽ đồ thị mài mòn, ta tiến hành vẽ vòng tròn có... bảo bền 2 .Tính sức bền của má khuỷu : ứng suất uốn má khuỷu là : M u Z '.b' = u = Wux hb 2 (MN/ m2 ) 6 b,h là chiều dày ,chiều rộng của má hình chữ nhật b=0,054 (m) ;h=0,17 (m) 0,01232.0,054' => u = 2.0,24.0,054 2 =3,775 (MN/ m2 ) 6 ứng suất nén má khuỷu là 0,01232 Z n = = =0,475 (MN/ m2 ) 2hb 2.0,054.0,24 ứng suất tổng cộng là : = u + 2 n =3,8 (MN/ m2 ) < [] =(80-120) MN/ m2 => Đảm bảo bền 3 .Tính. .. lực quán tính chuyển động tịnh tiến: Pj = - mj * R * 2 * (cos + cos2) Cộng hai đồ thị đó lại sẽ đợc sự biến thiên của lực P theo Tiếp theo sẽ xác định đợc sự biến thiên của lực tiếp tuyến: T = và lực pháp tuyến Z = Lực quán tính của khối lợng thanh truyền quy dẫn về tâm đầu to thanh truyền, tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu: PR2 = m2* R * 2 Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng trên bề mặt chốt khuỷu đợc vẽ với