Vẽ trục khuỷu và tính bền trục khuỷu

TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Đề bài: Động 1.3carb accent Huyndai Đường kính xilanh (mm) D 71,5 mm Hành trình Piston (mm) S 83,5 mm Số Xilanh i Công suất Ne 70 mã lực Số vòng quay n 5500 vòng/phút Tỷ số nén ε 9,5 Suất tiêu hao nhiên liệu ge - (g/ml.h) Xupáp nạp mở sớm φ1 14o Xupáp nạp đóng muộn φ2 59o Xupáp thải mở sớm φ3 59o Xupáp thải đóng muộn φ4 19o Góc đánh lửa sớm φs 12o Áp suất cuối hành trình nạp pa 0,88 KG/ cm2 Áp suất kh í s ót 19,0 KG/ cm2 Áp suất cuối hành trình cháy pz 68,6 KG/ cm2 Áp cuối hành trình giãn nở pb 4,02 KG/ cm2 Áp suất cuối kì thải pr 1,14 Mpa Khối lượng nhóm Piston Mpt 0,54 Kg Khối lượng nhóm truyền Mtt 0,73 Kg *Yêu cầu: Vẽ trục khuỷu tính bến trục khuỷu Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh ……………………………… ………… …(1) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Phần I ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ CỦA TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN I Tính toán động lực học cấu trục khuỷu – truyền Nhiệm vụ chủ yếu tính toán động học cấu trục khuỷu –thanh truyền nghiên cứu quy luật chuyển động piston Xác định vận tốc góc động cơ: ω= 2.π n 2.3,14.5500 = = 575,667(rad / s) 60 60 với n = 5500 Chuyển vị piston ta có công thức tính gần chuyển vị piston λ   S p = R (1 − cos ϕ ) + (1 − cos 2ϕ ) (mm)   Trong đó: Sp: độ dịch chuyển piston R: bán kính quay trục khuỷu λ: tham số kết cấu ( chọn λ = ¼) φ: góc quay trục khuỷu Ta có bảng tính độ dịch chuyển piston Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(2) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC STT φ Radian 1-cosφ Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh x1 1-cos2φ x2 x ……………………………… ………… …(3) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 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 0.1745 0.3491 0.5236 0.6981 0.8727 1.0472 1.2217 1.3963 1.5708 1.7453 1.9199 2.0944 2.2689 2.4435 2.6180 2.7925 2.9671 3.1416 3.3161 3.4907 3.6652 3.8397 4.0143 4.1888 4.3633 4.5379 4.7124 4.8869 5.0615 5.2360 5.4105 5.5851 5.7596 5.9341 6.1087 6.2832 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 0.00 0.63 2.49 5.53 9.65 14.74 20.62 27.14 34.09 41.25 48.41 55.36 61.87 67.76 72.85 76.97 80.01 81.87 82.50 81.87 80.01 76.97 72.85 67.77 61.88 55.36 48.41 41.25 34.09 27.14 20.63 14.74 9.65 5.53 2.49 0.63 0.00 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 1.1737 0.8264 0.5000 0.2340 0.0603 0.0000 0.00 0.16 0.60 1.29 2.13 3.03 3.87 4.55 5.00 5.16 5.00 4.55 3.87 3.03 2.13 1.29 0.60 0.16 0.00 0.16 0.60 1.29 2.13 3.03 3.87 4.55 5.00 5.16 5.00 4.55 3.87 3.03 2.13 1.29 0.60 0.16 0.00 Đồ thị chuyển vị: Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(4) 0.00 0.78 3.09 6.82 11.78 17.76 24.49 31.69 39.09 46.41 53.41 59.91 65.74 70.79 74.98 78.26 80.62 82.03 82.50 82.03 80.62 78.26 74.98 70.79 65.74 59.91 53.41 46.41 39.09 31.69 24.49 17.76 11.78 6.82 3.09 0.78 0.00 TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 2.Vận tốc piston Công thức tính gần đúng: λ v p = R.ω (sin ϕ + sin 2ϕ ) (m/s) Trong đó: Vp: vận tốc piston R: bán kính quay trục khuỷu λ: tham số kết cấu ω: vận tốc góc trục khuỷu φ: góc quay trục khuỷu Bảng giá trị vận tốc piston STT φ sinφ ω 575.667 Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh v1 sin2φ v2 v ……………………………… ………… …(5) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 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 0.1736 0.342 0.5 0.6428 0.766 0.866 0.9397 0.9848 0.9848 0.9397 0.866 0.766 0.6428 0.5 0.342 0.1736 -0.1736 -0.342 -0.5 -0.6428 -0.766 -0.866 -0.9397 -0.9848 -1 -0.9848 -0.9397 -0.866 -0.766 -0.6428 -0.5 -0.342 -0.1736 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 575.667 3.9 7.68 11.23 14.43 17.2 19.44 21.1 22.11 22.45 22.11 21.1 19.44 17.2 14.43 11.23 7.68 3.9 -3.9 -7.68 -11.23 -14.43 -17.2 -19.44 -21.1 -22.11 -22.45 -22.11 -21.1 -19.44 -17.2 -14.43 -11.23 -7.68 -3.9 0.342 0.6428 0.866 0.9848 0.9848 0.866 0.6428 0.342 -0.342 -0.6428 -0.866 -0.9848 -0.9848 -0.866 -0.6428 -0.342 0.342 0.6428 0.866 0.9848 0.9848 0.866 0.6428 0.342 -0.342 -0.6428 -0.866 -0.9848 -0.9848 -0.866 -0.6428 -0.342 0.96 1.8 2.43 2.76 2.76 2.43 1.8 0.96 -0.96 -1.8 -2.43 -2.76 -2.76 -2.43 -1.8 -0.96 0.96 1.8 2.43 2.76 2.76 2.43 1.8 0.96 -0.96 -1.8 -2.43 -2.76 -2.76 -2.43 -1.8 -0.96 4.86 9.48 13.66 17.2 19.96 21.87 22.9 23.07 22.45 21.15 19.29 17.01 14.44 11.67 8.8 5.88 2.94 -2.94 -5.88 -8.8 -11.67 -14.44 -17.01 -19.29 -21.15 -22.45 -23.07 -22.9 -21.87 -19.96 -17.2 -13.66 -9.48 -4.86 Đồ thị vận tốc: Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(6) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 3.Gia tốc piston J P = R.ω (cos ϕ + λ cos 2ϕ ) (m/s2) Trong đó: Jp: gia tốc piston R: bán kính quay trục khuỷu λ: tham số kết cấu ω: vận tốc góc trục khuỷu φ : góc quay trục khuỷu Bảng giá trị gia tốc piston STT φ cosφ j1 Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh cos2φ j2 j ……………………………… ………… …(7) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 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 1.0000 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 12220.8 12035.2 11483.8 10583.5 9361.7 7855.4 6110.4 4179.8 2122.1 0.0 -2122.1 -4179.8 -6110.4 -7855.4 -9361.7 -10583.5 -11483.8 -12035.2 -12220.8 -12035.2 -11483.8 -10583.6 -9361.7 -7855.4 -6110.4 -4179.8 -2122.1 0.0 2122.1 4179.8 6110.4 7855.4 9361.7 10583.5 11483.8 12035.2 12220.8 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 -0.1737 0.1736 0.5000 0.7660 0.9397 1.0000 3055.2 2871.0 2340.4 1527.6 530.5 -530.5 -1527.6 -2340.4 -2871.0 -3055.2 -2871.0 -2340.4 -1527.6 -530.5 530.5 1527.6 2340.4 2871.0 3055.2 2871.0 2340.4 1527.6 530.5 -530.5 -1527.6 -2340.4 -2871.0 -3055.2 -2871.0 -2340.4 -1527.6 -530.5 530.5 1527.6 2340.4 2871.0 3055.2 Đồ thị: Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(8) 15276.0 14906.1 13824.2 12111.2 9892.2 7324.9 4582.8 1839.3 -748.8 -3055.2 -4993.1 -6520.2 -7638.0 -8385.9 -8831.2 -9055.9 -9143.4 -9164.2 -9165.6 -9164.2 -9143.4 -9055.9 -8831.2 -8385.9 -7638.0 -6520.2 -4993.1 -3055.2 -748.8 1839.3 4582.8 7324.8 9892.2 12111.1 13824.2 14906.1 15276.0 TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC II Tính toán động lực học Khái quát • động làm việc cấu trục khuỷu – truyền nói riêng động nói chung chịu tác dụng lực lực khí thể,lực quán tính,trọng lực ,lực ma sát,lực quán tính • mục đích việc nghiên cứu động lực học xác định lực hợp lực hai loại lực tác dụng lên CKTTTK momen chúng sinh để làm sở cho việc tính toán cân động • Việc khảo sát động lực học dựa phương pháp quan điểm học lý thuyết Các lực mô men tính toán động lực học biểu diễn dạng hàm số góc quay trục khuỷu α quy ước pittong ĐCT α = 00 Ngoài ra, lực thường tính với đơn vị diện tích đỉnh piston Về sau cần tính giá trị thực lực, ta nhân giá trị áp suất với diện tích tiết diện ngang đỉnh piston Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh ……………………………… ………… …(9) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 2.Lực khí thể: a xây dựng đồ thị công: Thể tích làm việc xylanh Vs = π.S.D2/4 = 3,14.0,0835.0,07152/4 = 5,58.10-4 (m3) = 0,558 l Diện tích buồng cháy : Vs 5,58.10 −4 Vc = = = 0,58.10 −4 (m ) = 0,058(l ) ε −1 9,5 − Thể tích xylanh: Va = Vc + Vs = 5,58.10-4 + 0,58.10-4 = 6,16.10-4(m3)= 0,616(l) số nén đa biến trung bình n1: n Pc = Pa ε Trong Pa = 0,094(mpa) Pc = 2,43(mpa) Pc 19 ln Pa = 0.88 = 1,37 n1 = ln 9,5 ln ε ln số giãn nở đa biến trung bình n2 ρ n Pb = Pz ( ) đó: Pb= 0,48(MPa) Pz = 9,08(MPa) chọn ρ = ε Pb 4.02 ln pz Ta có n2 = = 68.8 = 1,24 ρ ln ln ε 9.5 ln Các giá trị trung gian: i in1 9.5 2.584706 4.504599 6.680703 9.069616 11.64306 14.38084 17.26765 20.29141 25.7191 Pxa=Pc/in1 mm a 2.43 69.42857 0.9401457 26.86131 0.5394487 15.41282 0.3637342 10.3924 0.2679275 7.655073 0.208708 5.963085 0.1689748 4.827852 0.1407256 4.02073 0.1197551 3.421574 0.0944823 2.699495 pxb 0.423373 0.256076 0.179244 0.135918 0.108416 0.089553 0.075887 0.065575 0.052913 mm 9.08 3.844224 2.325174 1.627539 1.234136 0.984415 0.813138 0.689056 0.595422 0.480452 Chọn hệ trục toạ độ hình vẽ Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(10) 259.4286 109.835 66.43355 46.50112 35.26103 28.12615 23.23252 19.6873 17.01207 13.7272 TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Với tỷ lệ xích μP = 0,035 (MPa/mm), μV= 0.003 (l/mm) Với thông số ta có đồ thị vẽ *Hiệu chỉnh đồ thị công: bán kính vòng tròn brick Rb= Va − Vc = tham số kết cấu λ = 1/4 khoảng dịch chuyển OO’= R λ/2 = Rb/8= (mm) hi ệu ch ỉnh ểm c” Pc” = 1,25.Pc = 3,04(mpa) dùng đường tròn brick để hoàn chỉnh đồ thị công điểm r : góc mở sớm van nạp : φt = 140 a: góc đóng muộn van nạp : φ 2= 590 r”: góc đóng muộn van thải φ4 = 190 b: góc mở sớm van thải : φ = 590 3.Tính lực quán tính Pj piston chuyển động tịnh tiến nên ta có : Pj = - ( mt.J)/(10.g) Trong : J: gia tốc piston G: gia tốc trọng trường mt: khối lượng chuyển động tịnh tiến sau quy dẫn đơn vị diện tích khối lượng chuyển động tịnh tiến qui dẫn : Mt = Mpt + 0,3.Mtt = 0,36 + 0,3.0,64 = 0,552 (kg) mt = Mt/ (πD2/4) = 0,0082(kg/cm2) chọn μφ = 2o/mm μP = 0,035 Mpa/mm khai triển đồ thị công p – v ta sử dụng hệ trục toạ độ P-φ Tại O’ dựng góc 30, 60,90… gióng lên đồ thị công, cắt đồ thị công điểm i Gióng ngang từ i sang đồ thị (P,α) cần dựng, cắt đường gióng từ αi điểm j Nối điểm j này, ta đồ thị lực khí thể pkt Làm tương tự (gióng lên đồ thị (pj, α)) ta đồ thị lực quán tính (pj, α) Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh ……………………………… ………… …(11) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Ta có bảng giá trị Pj: φ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 pj -1.2769 -1.2460 -1.1555 -1.0123 -0.8269 -0.6123 -0.3831 -0.1537 0.0626 0.2554 0.4174 0.5450 0.6384 0.7010 0.7382 0.7570 0.7643 0.7660 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 mm -36.5 -35.6 -33.0 -28.9 -23.6 -17.5 -10.9 -4.4 1.8 7.3 11.9 15.6 18.2 20.0 21.1 21.6 21.8 21.9 0.7661 0.7660 0.7643 0.7570 0.7382 0.7010 0.6384 0.5450 0.4174 0.2554 0.0626 -0.1537 -0.3831 -0.6123 -0.8269 -1.0123 -1.1555 -1.2460 -1.2769 21.9 21.9 21.8 21.6 21.1 20.0 18.2 15.6 11.9 7.3 1.8 -4.4 -10.9 -17.5 -23.6 -28.9 -33.0 -35.6 -36.5 Cộng đồ thị : Áp dụng lực tổng cộng tác dụng lên piston PΣ = Pj + Pkk đồ thị P∑ biểu diễn hệ toạ độ p – φ với đồ thị p j Pkk tỷ lệ xích STT φ 10 20 mm 1.01 -1 Pkt 0.03535 -0.035 pj -1.2769 -1.2460 -1.1555 Pt mm -1.2415 -1.2460 -1.1905 Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(12) -35.5 -35.6 -34.0 TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 10 16 28 37 53 67 84 125 217 87 60 48 39 28 22 19 18 15 13 12 11 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 -0.035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.105 0.14 0.21 0.245 0.35 0.56 0.98 1.295 1.855 2.345 2.94 4.375 7.595 3.045 2.1 1.68 1.365 0.98 0.77 0.665 0.63 0.525 0.455 0.42 0.385 0.315 0.245 Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh -1.0123 -0.8269 -0.6123 -0.3831 -0.1537 0.0626 0.2554 0.4174 0.5450 0.6384 0.7010 0.7382 0.7570 0.7643 0.7660 0.7661 0.7660 0.7643 0.7570 0.7382 0.7010 0.6384 0.5450 0.4174 0.2554 0.0626 -0.1537 -0.3831 -0.6123 -0.8269 -1.0123 -1.1555 -1.2460 -1.2769 -1.2460 -1.1555 -1.0123 -0.8269 -0.6123 -0.3831 -0.1537 0.0626 0.2554 0.4174 0.5450 0.6384 0.7010 0.7382 0.7570 -1.0473 -0.8619 -0.6473 -0.4181 -0.1887 0.0276 0.2204 0.3824 0.5100 0.6034 0.6660 0.7032 0.7220 0.7293 0.7695 0.7696 0.7695 0.7678 0.7605 0.7417 0.7045 0.6419 0.6500 0.5574 0.4654 0.3076 0.1963 0.1769 0.3677 0.4681 0.8427 1.1895 1.6940 3.0981 6.3490 1.8895 1.0877 0.8531 0.7527 0.5969 0.6163 0.7276 0.8854 0.9424 1.0000 1.0584 1.0860 1.0532 1.0020 -29.9 -24.6 -18.5 -11.9 -5.4 0.8 6.3 10.9 14.6 17.2 19.0 20.1 20.6 20.8 22.0 22.0 22.0 21.9 21.7 21.2 20.1 18.3 18.6 15.9 13.3 8.8 5.6 5.1 10.5 13.4 24.1 34.0 48.4 88.5 181.4 54.0 31.1 24.4 21.5 17.1 17.6 20.8 25.3 26.9 28.6 30.2 31.0 30.1 28.6 ……………………………… ………… …(13) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 6 4.1 3.2 1 1 1 1 1 1 0.21 0.21 0.175 0.14 0.1435 0.112 0.105 0.07 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.7643 0.7660 0.7661 0.7660 0.7643 0.7570 0.7382 0.7010 0.6384 0.5450 0.4174 0.2554 0.0626 -0.1537 -0.3831 -0.6123 -0.8269 -1.0123 -1.1555 -1.2460 -1.2769 0.9743 0.9760 0.9411 0.9060 0.9078 0.8690 0.8432 0.7710 0.6734 0.5800 0.4524 0.2904 0.0976 -0.1187 -0.3481 -0.5773 -0.7919 -0.9773 -1.1205 -1.2110 -1.2419 Đồ thị: Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(14) 27.8 27.9 26.9 25.9 25.9 24.8 24.1 22.0 19.2 16.6 12.9 8.3 2.8 -3.4 -9.9 -16.5 -22.6 -27.9 -32.0 -34.6 -35.5 TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Vẽ đồ thi T Z: Sau phân tích áp lực PΣ thành Ptt N ta dời áp lực Ptt tâm chốt khuỷu.Phân tích áp lực Ptt thành áp lực tiếp tuyến T áp lực pháp tuyến Z từ quan hệ hình học ta tính sin(ϕ + β ) T = PΣ cos β cos(ϕ + β ) Z = PΣ cos β sin ϕ β = arcsin(λ sin ϕ ) = arcsin( ) Sau tính toán chia cho tỷ lệ xích µ = 0,035 (Mpa/mm) ta bảng sau: Điểm φ Sin(φ+β)/cosβ Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh T mm cos(φ+β)/cosβ Z mm ……………………………… ………… …(15) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 0.216 0.423 0.609 0.768 0.892 0.977 1.022 1.029 0.941 0.857 0.755 0.641 0.518 0.391 0.261 0.131 -0.131 -0.261 -0.391 -0.518 -0.641 -0.755 -0.857 -0.941 -1 -1.029 -1.022 -0.977 -0.892 -0.768 -0.609 -0.423 -0.216 0.216 0.423 0.609 0.768 0.892 0.977 1.022 1.029 0.941 0.857 0.0000 -0.2691 -0.5036 -0.6378 -0.6619 -0.5774 -0.4085 -0.1929 0.0284 0.2204 0.3598 0.4371 0.4556 0.4269 0.3642 0.2823 0.1903 0.1008 0.0000 -0.1008 -0.2004 -0.2973 -0.3842 -0.4516 -0.4847 -0.5571 -0.5245 -0.4654 -0.3165 -0.2006 -0.1729 -0.3280 -0.3595 -0.5132 -0.5031 -0.3659 0.0000 1.3714 0.7992 0.6624 0.6552 0.6714 0.5832 0.6298 0.7487 0.8854 0.8868 0.8570 0.00 -12.23 -22.89 -28.99 -30.09 -26.24 -18.57 -8.77 1.29 10.02 16.35 19.87 20.71 19.40 16.56 12.83 8.65 4.58 0.00 -4.58 -9.11 -13.52 -17.46 -20.53 -22.03 -25.32 -23.84 -21.15 -14.39 -9.12 -7.86 -14.91 -16.34 -23.33 -22.87 -16.63 0.00 51.35 36.33 30.11 29.78 30.52 26.51 28.63 34.03 40.24 40.31 38.95 0.977 0.91 0.803 0.661 0.493 0.308 0.115 -0.077 -0.258 -0.424 -0.569 -0.692 -0.792 -0.871 -0.929 -0.969 -0.992 -1 -0.992 -0.969 -0.929 -0.871 -0.792 -0.692 -0.569 -0.424 -0.258 -0.077 0.115 0.308 0.493 0.661 0.803 0.91 0.977 0.977 0.91 0.803 0.661 0.493 0.308 0.115 -0.077 -0.258 -0.424 -0.569 -1.2415 -1.2173 -1.0834 -0.8410 -0.5697 -0.3191 -0.1288 -0.0217 -0.0021 -0.0569 -0.1621 -0.2902 -0.4176 -0.5274 -0.6125 -0.6707 -0.7067 -0.7634 -0.7696 -0.7634 -0.7440 -0.7065 -0.6460 -0.5579 -0.4442 -0.3699 -0.2363 -0.1201 -0.0237 0.0226 0.0545 0.1813 0.3094 0.6766 1.0824 1.6551 3.0981 6.2030 1.7194 0.8734 0.5639 0.3711 0.1839 0.0709 -0.0560 -0.2284 -0.3996 -0.5690 Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(16) -56.43 -55.33 -49.25 -38.23 -25.90 -14.50 -5.85 -0.99 -0.10 -2.58 -7.37 -13.19 -18.98 -23.97 -27.84 -30.49 -32.12 -34.70 -34.98 -34.70 -33.82 -32.11 -29.36 -25.36 -20.19 -16.81 -10.74 -5.46 -1.08 1.03 2.48 8.24 14.07 30.76 49.20 75.23 140.82 195.23 78.15 39.70 25.63 16.87 8.36 3.22 -2.55 -10.38 -18.16 -25.86 TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 0.755 0.641 0.518 0.391 0.261 0.131 -0.131 -0.261 -0.391 -0.518 -0.641 -0.755 -0.857 -0.941 -1 -1.029 -1.022 -0.977 -0.892 -0.768 -0.609 -0.423 -0.216 0.7991 0.6961 0.5455 0.3918 0.2543 0.1279 0.0000 -0.1187 -0.2369 -0.3398 -0.4368 -0.4942 -0.5085 -0.4971 -0.4257 -0.2904 -0.1004 0.1214 0.3401 0.5149 0.6082 0.5952 0.4740 0.2616 0.0000 36.32 31.64 24.80 17.81 11.56 5.81 0.00 -5.39 -10.77 -15.44 -19.85 -22.46 -23.11 -22.59 -19.35 -13.20 -4.56 5.52 15.46 23.41 27.64 27.05 21.54 11.89 0.00 -0.692 -0.792 -0.871 -0.929 -0.969 -0.992 -1 -0.992 -0.969 -0.929 -0.871 -0.792 -0.692 -0.569 -0.424 -0.258 -0.077 0.115 0.308 0.493 0.661 0.803 0.91 0.977 -0.7324 -0.8601 -0.9173 -0.9308 -0.9441 -0.9682 -0.9411 -0.8988 -0.8796 -0.8073 -0.7344 -0.6106 -0.4660 -0.3300 -0.1918 -0.0749 -0.0075 -0.0137 -0.1072 -0.2846 -0.5234 -0.7848 -1.0197 -1.1831 -1.2419 -33.29 -39.09 -41.70 -42.31 -42.91 -44.01 -42.78 -40.85 -39.98 -36.69 -33.38 -27.75 -21.18 -15.00 -8.72 -3.41 -0.34 -0.62 -4.87 -12.94 -23.79 -35.67 -46.35 -53.78 -56.45 Dựng hệ trục toạ độ TOZ chiều dương trục oz hướng xuống phía ,còn trục OT hướng từ trái qua phải Dựa vào bảng số liệu ta vẽ đồ thị thể mối quan hệ T-Z với tỷ lệ xích µ z = µ T = 0,035( Mpa / mm) dựa vào đồ thị T-Z ta xác định véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu : đồ thị T-Z ta đánh số điểm từ 0,1,2 72 tương ứng 00, 7200 Trên trục OZ ta dời gốc theo chiều dương đoạn 00c : 00 c = Pk2 µZ lực quán tính khối lượng chuyển động truyền : Pk = −m2 R.ω Trong : m2 = 0,7.mtt 0,7.0,64 = = 0,00663(kg / cm ) FP 3,14.(9,28) 0,0063.0,04125.544,3 = 0,8098( Mpa) 10.9,81 chọn tỷ lệ xích µ Z = µ T = µ P = 0,035( Mpa) Pk = khoảng dời : Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh ……………………………… ………… …(17) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC OO c = 0,8098 = 23,14(mm) 0,035 Tại điểm đồ thị,ví dụ với điểm M ta xác định đựơc véctơ lực tác dụng lên chốt khuỷu (Q) có gốc Oc độ lớn OcM , điểm tác dụng A nằm chốt khuỷu theo phương pháp ngoại lực tác dụng Vẽ đồ thị Q-φ triển khai đồ thị phụ tải toạ độ cực T- Z thành đồ thị Q-φ φ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 375 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 Q(mm) 80 76 68 59 50 42 34 26 23 25 27 35 40 46 50 54 56 58 61.5 64.5 65 64.5 64 63.5 61.5 59 58 55 51.5 46 41 34 25 18 15 24 53 117 181 230 65 34 29 29.5 30 33.5 39 53 69 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 Xác định áp suất tác dụng mặt chốt khuỷu hệ số va đập: Qtb = S đt L Trong đó: Sđt = 14500 (mm2) & L = 360 (mm) => Qtb =7000/360 = 40,3 (mm) Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(18) 87 82 105 114 120 122 119 108 91 70 57 45 38 32 27 24 23 26 34 39 50 60 72 76 80 TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Do hệ số va đập: Vậy χ Qmax = Q = 144/40,3 = 3,57 tb χ = 3,57 < thỏa mãn *Vẽ dồ thị mài mòn chốt khuỷu 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 = 80mm) tượng trưng cho chốt khuỷu, sau chia vòng tròn thành 24 phần đánh số thứ tự vẽ Ao Tiến hành lập bảng tính điểm với giả thiết phạm vi ảnh hưởng lực điểm 120o sang phía Với tỷ xích chọn ta xác định dộ dài đoạn thẳng biểu diễn giá trị ΣQ điểm chia tương ứng Sau xác định tất 24 điểm ta tiến hành nối lại đồ thị mài mòn chốt khuỷu Từ đồ thị mài mòn ta thấy điểm điểm chịu mài mòn nhất, ta chọn vị trí lỗ khoan dầu bôi trơn Phần II: TÍNH BỀN TRỤC KHUỶU Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh ……………………………… ………… …(19) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Do trục khuỷu dầm siêu tĩnh nên tính toán gần ta phải chia trục khuỷu làm nhiều đoạn, đoạn dầm tĩnh định nằm hai gối tựa hai ổ trục Khi tính toán ta phải xét khuỷu chịu lực lớn để tính cho khuỷu Sơ đồ tính lực ký hiệu thể hình vẽ Ta tính bền trục khuỷu khởi động Đây trường hợp ứng với số vòng quay n M = (0,4÷0,6)nemax động nên ta bỏ qua ảnh hưởng lực quán tính Do vậy, lực tác dụng lại lực áp suất lớn khí thể xylanh Pzmax Giả thiết lực xuất điểm chết (gần đúng) Như vậy, lực tác dụng lên Z khuỷu : 43 43 Z0 = Z = pmax Fp kG/cm2 l'' Z’ = Z kG/cm2 Z’ Z’’ l0 20 20 l' Z’’ = Z kG/cm2 l0 l’ l’’ 126 3.1 Tính sức bền chốt khuỷu Ứng suất uốn lớn tác dụng lên chốt khuỷu tiết diện nguy hiểm (tiết diện giữa) M Z 'l' σu = u = Wu 0,1d ch (1 − α ) Trong đó: + Wu : Là mômen chống uốn tiết diện ngang chốt khuỷu d1 với α = với d1 d2 đường kính chốt khuỷu d2 Thay số, ta được: π 0,0,76 = 0,146 kG/cm2 = 0.0146 MN 0.014 ) ) = 9,03.10-6 m3 Wu = 0,1.0,0453.(1 - ( 0,045 Z = pmaxFp = 32,239 σu = 0,0146 0,063 ⋅ = 50.93 MN/m2 < [σ u ] = 80 ÷ 120 MN/m2 9,03.10 −6 Vậy chốt khuỷu đảm bảo điều kiện bền Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(20) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC b = 0,024 3.2 Tính bền má khuỷu - Ứng suất uốn tác dụng lên má khuỷu: M Z ' b' σu = u = Wu hb MN/m2 h = 0,064 đó: b, h – kích thước tiết diện ngang má khuỷu (coi hình chữ nhật ) b = 0.024 m; h = 0.064 m b’ : khoảng cách từ phản lực Z’ đến má khuỷu - Phản lực Z’ gây ứng suất nén lên má khuỷu : Z σn = 2bh - Ứng suất tác dụng lên má khuỷu : σ∑ = σu +σn Thay số σ ∑ = 0,0146 0,02 × 0,0146 ⋅ + ⋅ = 28,52 < [σ u ] = 80 ÷ 120 MN2 m 2 0,064.0,024 0,064.0,024 Vậy má khuỷu đảm bảo bền 3.3 Tính bền cổ trục Ứng suất uốn tác dụng lên cổ trục: σ u = M u Z 'b' = Wu Wu Do l’ >> b’ nên ứng suất cổ trục nhỏ nhiều cổ chốt Do ta không cần tính bền cổ trục Tóm lại: Trục khuỷu đủ độ bền làm việc Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh ……………………………… ………… …(21) [...]... đoạn là một dầm tĩnh định nằm giữa hai gối tựa là hai ổ trục Khi tính toán ta phải xét khuỷu nào chịu lực lớn nhất để tính cho khuỷu đó Sơ đồ tính lực và các ký hiệu được thể hiện như trên hình vẽ Ta tính bền trục khuỷu khi khởi động Đây là trường hợp ứng với số vòng quay n M = (0,4÷0,6)nemax của động cơ nên ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của lực quán tính Do vậy, lực tác dụng chỉ còn lại lực áp suất lớn... ta tiến hành nối lại và được đồ thị mài mòn chốt khuỷu Từ đồ thị mài mòn ta thấy điểm 8 là điểm chịu mài mòn ít nhất, ta chọn đó là vị trí lỗ khoan dầu bôi trơn Phần II: TÍNH BỀN TRỤC KHUỶU Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh ……………………………… ………… …(19) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Do trục khuỷu là dầm siêu tĩnh nên khi tính toán gần đúng ta phải chia trục khuỷu làm nhiều đoạn,... từ phản lực Z’ đến má khuỷu - Phản lực Z’ gây ra ứng suất nén lên má khuỷu : Z σn = 2bh - Ứng suất tác dụng lên má khuỷu là : σ∑ = σu +σn Thay số σ ∑ = 0,0146 0,02 × 6 0,0146 1 ⋅ + ⋅ = 28,52 < [σ u ] = 80 ÷ 120 MN2 2 m 2 2 0,064.0,024 0,064.0,024 Vậy má khuỷu đảm bảo bền 3.3 Tính bền cổ trục Ứng suất uốn tác dụng lên cổ trục: σ u = M u Z 'b' = Wu Wu Do l’ >> b’ nên ứng suất cổ trục nhỏ hơn nhiều cổ... thỏa mãn *Vẽ dồ thị mài mòn chốt khuỷu 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 bán kính R( chọn R = 80mm) tượng trưng cho chốt khuỷu, sau đó chia vòng tròn thành 24 phần bằng nhau và được đánh số thứ tự như bản vẽ Ao Tiến hành lập bảng tính tại mỗi điểm với giả thiết phạm vi ảnh hưởng của lực... lên Z khuỷu sẽ là : 43 43 Z0 = Z = pmax Fp kG/cm2 l'' Z’ = Z kG/cm2 Z’ Z’’ l0 20 20 l' Z’’ = Z kG/cm2 l0 l’ l’’ 126 3.1 Tính sức bền chốt khuỷu Ứng suất uốn lớn nhất tác dụng lên chốt khuỷu tại tiết diện nguy hiểm (tiết diện giữa) M Z 'l' σu = u = 3 Wu 0,1d ch (1 − α 4 ) Trong đó: + Wu : Là mômen chống uốn của tiết diện ngang chốt khuỷu d1 với α = với d1 và d2 là đường kính trong và ngoài của chốt khuỷu. .. -53.78 -56.45 Dựng hệ trục toạ độ TOZ và chiều dương của trục oz hướng xuống phía dưới ,còn trục OT hướng từ trái qua phải Dựa vào bảng số liệu trên ta vẽ được đồ thị thể hiện mối quan hệ T-Z với tỷ lệ xích µ z = µ T = 0,035( Mpa / mm) dựa vào đồ thị T-Z ta xác định véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu : trên đồ thị T-Z ta đánh số các điểm từ 0,1,2 72 tương ứng 00, 7200 Trên trục OZ ta dời gốc theo... Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC 5 Vẽ đồ thi T và Z: Sau khi phân tích áp lực PΣ thành Ptt và N ta dời áp lực Ptt về tâm chốt khuỷu. Phân tích áp lực Ptt thành áp lực tiếp tuyến T và áp lực pháp tuyến Z từ quan hệ hình học ta tính được sin(ϕ + β ) T = PΣ cos β cos(ϕ + β ) Z = PΣ cos β sin ϕ β = arcsin(λ sin ϕ ) = arcsin( ) 4 Sau khi tính toán và chia cho tỷ lệ xích µ = 0,035 (Mpa/mm) ta... < [σ u ] = 80 ÷ 120 MN/m2 2 9,03.10 −6 Vậy chốt khuỷu đảm bảo điều kiện bền Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(20) TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC b = 0,024 3.2 Tính bền má khuỷu - Ứng suất uốn tác dụng lên má khuỷu: M Z ' b' σu = u = 2 Wu hb MN/m2 6 h = 0,064 trong đó: b, h – là kích thước của tiết diện ngang má khuỷu (coi là hình chữ nhật ) b = 0.024 m; h = 0.064... Vậy má khuỷu đảm bảo bền 3.3 Tính bền cổ trục Ứng suất uốn tác dụng lên cổ trục: σ u = M u Z 'b' = Wu Wu Do l’ >> b’ nên ứng suất cổ trục nhỏ hơn nhiều cổ chốt Do đó ta không cần tính bền cổ trục Tóm lại: Trục khuỷu đủ độ bền làm việc Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh ……………………………… ………… …(21) ... khuỷu và hệ số va đập: Qtb = S đt L Trong đó: Sđt = 14500 (mm2) & L = 360 (mm) => Qtb =7000/360 = 40,3 (mm) Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(18) 87 82 105 114 120 122 119 108 91 70 57 45 38 32 27 24 23 26 34 39 50 60 72 76 80 TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC Do đó hệ số va đập: Vậy χ Qmax = Q = 144/40,3 = 3,57 tb χ = 3,57 < 4 thỏa mãn *Vẽ dồ thị mài mòn chốt khuỷu