tính toán thiết kế bền trục khuỷu

Thiết kế môn học môn ĐCĐT 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 Lê Hồng Hải góp ý, giúp đỡ bạn lớp Do trình độ thời gian có hạn, tập dù đợc hoàn thành song không 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 vay 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, khác sâu thêm phơng pháp tính lựa trọn, biết đợc bớc cần thiết để hoàn thành thiết kế Đây lần tập duyệt cho làm quen với đồ án tốt nghiệp tới Xin trân thành cảm ơn tận tình hớng dẫn giúp đỡ thầy tổ môn bạn lớp để hoàn thành tập thiết kế Sv thực Nguyn S Kiờn SV thc hin:Nguyn S Kiờn Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Thiết kế môn học Động đốt 26 V trc khuu v tớnh bn trc khuu Các thông số Kiểu động 1Đ12-400 Đờng kính xi lanh D(mm) 150 Hành trình pittông S(mm) 180 Số xi lanh 12V Công suất động Tỷ số nén Ne(ml) 400 mã lực 15 Số vòng quay n(v/p) 1600 vòng/phút Suất tiêu hao nhiên liệu ge (g/ml.h) - Xuppap nạp mở sớm 200 Xuppap nạp đóng muộn 480 Xuppap thải mở sớm 480 Xuppap thải đóng muộn 200 Góc phun sớm nhiên liệu s 240 áp suất cuối hành trình nạp pa MPa 0,088 áp suất khí sót pr MPa 0,105 áp suất cuối hành trình nén pc MPa 4,2 áp suất cuối hành trình cháy pz MPa 6,2 áp suất cuối hành trình dãn nở pb MPa 0,36 Khối lợng nhóm pittong mPt 5,2kg Khối lợng nhóm truyền m tt 5,6kg I-Tính toán động học động lực học động đốt SV thc hin:Nguyn S Kiờn Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT I/ Tính toán động học động đốt 1/ Tính toán động học cấu trục khuỷu truyền S 180 = =90 (mm) = 0,09 m 2 R 90 Chiều dài truyền : L = = =360 mm =0,36 m 0.25 tham số kết cấu ( ta chọn = = 0.25 ) n 1600 Vận tốc góc trục khuỷu := = = 167,56(rad/s) 30 30 Bán kính quay trục khuỷu: R = 2/ Chuyển vị pitông S = R[(1-cos) + Trong đó: (1-cos2)] (mm) 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 Bảng 01: a 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 1-cosa 0.000 0.015 0.060 0.134 0.234 0.357 0.500 0.658 0.826 1.000 1.174 1.342 1.500 1.643 1.766 1.866 1.940 1.985 2.000 1.985 1.940 1.866 1.766 1.643 1.500 1.342 x1 0.000 1.367 5.428 12.058 21.056 32.149 45.000 59.218 74.372 90.000 105.628 120.782 135.000 147.851 158.944 167.942 174.572 178.633 180.000 178.633 174.572 167.942 158.944 147.851 135.000 120.782 1-co2a 0.000 0.060 0.234 0.500 0.826 1.174 1.500 1.766 1.940 2.000 1.940 1.766 1.500 1.174 0.826 0.500 0.234 0.060 0.000 0.060 0.234 0.500 0.826 1.174 1.500 1.766 SV thc hin:Nguyn S Kiờn x2 0.000 0.339 1.316 2.813 4.648 6.602 8.438 9.934 10.911 11.250 10.911 9.934 8.438 6.602 4.648 2.813 1.316 0.339 0.000 0.339 1.316 2.813 4.648 6.602 8.437 9.934 x 0.000 1.707 6.744 14.870 25.704 38.751 53.438 69.152 85.282 101.250 116.539 130.716 143.438 154.453 163.592 170.755 175.888 178.972 180.000 178.972 175.888 170.755 163.592 154.453 143.438 130.716 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 1.174 1.000 0.826 0.658 0.500 0.357 0.234 0.134 0.060 0.015 0.000 105.628 90.000 74.372 59.218 45.000 32.149 21.056 12.058 5.428 1.367 0.000 1.940 2.000 1.940 1.766 1.500 1.174 0.826 0.500 0.234 0.060 0.000 10.911 11.250 10.911 9.934 8.438 6.602 4.648 2.813 1.316 0.339 0.000 116.539 101.250 85.282 69.152 53.438 38.751 25.704 14.870 6.744 1.707 0.000 Đồ thị chuyển vị piston : Trục tung biểu thị độ dịch chuyển S (mm) Trục hoành biểu thị góc quay ( 10o) Đồ thị 1: 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 SV thc hin:Nguyn S Kiờn Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT tham số kết cấu góc quay trục khuỷu tốc độ góc trục khuỷu Lập bảng tính vận tốc piston ( Bảng 02 ) a 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 sina 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 -0.985 -0.940 -0.866 -0.766 -0.643 -0.500 -0.342 -0.174 0.000 v1 0.000 2.619 5.158 7.540 9.693 11.552 13.060 14.171 14.851 15.080 14.851 14.171 13.060 11.552 9.693 7.540 5.158 2.619 0.000 -2.619 -5.158 -7.540 -9.693 -11.552 -13.060 -14.171 -14.851 -15.080 -14.851 -14.171 -13.060 -11.552 -9.693 -7.540 -5.158 -2.619 0.000 sin2a 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 -0.985 -0.940 -0.866 -0.766 -0.643 -0.500 -0.342 -0.174 0.000 v2 0.000 0.164 0.322 0.471 0.606 0.722 0.816 0.886 0.928 0.943 0.928 0.886 0.816 0.722 0.606 0.471 0.322 0.164 0.000 -0.164 -0.322 -0.471 -0.606 -0.722 -0.816 -0.886 -0.928 -0.943 -0.928 -0.886 -0.816 -0.722 -0.606 -0.471 -0.322 -0.164 0.000 v 0.000 2.782 5.480 8.011 10.299 12.274 13.876 15.057 15.780 16.023 15.780 15.057 13.876 12.274 10.299 8.011 5.480 2.782 0.000 -2.782 -5.480 -8.011 -10.299 -12.274 -13.876 -15.057 -15.780 -16.023 -15.780 -15.057 -13.876 -12.274 -10.299 -8.011 -5.480 -2.782 0.000 Đồ thị vận tốc piston : SV thc hin:Nguyn S Kiờn Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Trục tung biểu thị vận tốc piston (m/s) Trục hoành biểu thị góc quay ( o ) 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 SV thc hin:Nguyn S Kiờn Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Lập bảng tính gia tốc piston ( Bảng 03 ) a 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 cosa 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 -0.985 -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 J1 2526.872 2488.483 2374.483 2188.335 1935.696 1624.242 1263.436 864.241 438.787 0.000 -438.787 -864.241 -1263.436 -1624.242 -1935.696 -2188.335 -2374.483 -2488.483 -2526.872 -2488.483 -2374.483 -2188.335 -1935.696 -1624.242 -1263.436 -864.241 -438.787 0.000 438.787 864.241 1263.436 1624.242 1935.696 2188.335 2374.483 2488.483 2526.872 cos2a 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 -0.940 -0.766 -0.500 -0.174 0.174 0.500 0.766 0.940 1.000 J2 631.718 593.621 483.924 315.859 109.697 -109.697 -315.859 -483.924 -593.621 -631.718 -593.621 -483.924 -315.859 -109.697 109.697 315.859 483.924 593.621 631.718 593.621 483.924 315.859 109.697 -109.697 -315.859 -483.924 -593.621 -631.718 -593.621 -483.924 -315.859 -109.697 109.697 315.859 483.924 593.621 631.718 J 3158.590 3082.104 2858.407 2504.194 2045.393 1514.545 947.577 380.317 -154.834 -631.718 -1032.407 -1348.165 -1579.295 -1733.939 -1825.999 -1872.476 -1890.559 -1894.862 -1895.154 -1894.862 -1890.559 -1872.476 -1825.999 -1733.939 -1579.295 -1348.165 -1032.407 -631.718 -154.834 380.317 947.577 1514.545 2045.393 2504.194 2858.407 3082.104 3158.590 Đồ thị gia tốc piston : ( Đồ thị 03 ) SV thc hin:Nguyn S Kiờn Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Trục tung biểu thị gia tốc piston (m/s2) Trục hoành biểu thị góc quay ( o ) SV thc hin:Nguyn S Kiờn Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT II/ Tính toán động lực học động đốt 1/Khỏi quỏt : Khi ng c lm vic c cu trc khuu thanh-truyn núi riờng v ng c núi chung chu tỏc dng ca cỏc lc nh lc khớ th, lc quỏn tớnh ,trng lc v lc ma sỏt.Khi tớnh toỏn ng lc hc ta ch xột cỏc lc cú giỏ tr ln l lc khớ th v lc quỏn tớnh Mc ớch ca vic tớnh toỏn ng lc hc l xỏc nh cỏc lc hp lc ca hai lc trờn õy tỏc dng lờn CCKTTT v mụ men chớnh chỳng sinh de lm c s cho vic tớnh toỏn cõn bng ng c,tớnh toỏn sc bn ca cỏc chi tit nghiờn cu trng thỏi mi mũn v tớnh toỏn dao ng ca h trc khuu Vic kho sỏt ng lc hc c da trờn phng phỏp v quan im ca c hc lý thuyt.Cỏc lc v mụmen tớnh toỏn ng lc hc c biu din di dng hm s ca gúc quay trc khuu v quy c l pittụng im cht trờn thỡ Ngoi ra, cỏc lc ny thng c tớnh vi mt n v din tớch nh pittụng.V sau cn tớnh giỏ tr thc ca cỏc lc ,ta nha giỏ tr ca ỏp sut vi din tớch tit din ngang ca nh pittụng 2/ Lực khí thể Xây dựng đồ thị công P-V Dựa vào thông số nhiệt : + Hành trình pitông : S = 180 mm + Tỉ số nén : = 15 + áp suất : Pa = 0,088 (MPa) Pc = 4,2 (MPa) Pz = 6,2 (MPa) Pb = 0,36 (MPa) Pr = 0,105 (MPa) Thể tích làm việc xi lanh Vh : Vh = .D2.S/4 =(3,14.150 2.180 )/4 = 3180862 (mm3) =3180,862 (cm3) Vì tỉ số nén = 15 = 1+Vh/VC nên dung tích buồng cháy Vc = 3180,862 Vh = =227,204(cm3) 15 Lại có : = Va/VC Va = ì Vc =15*227,204=3408,067 (cm 3) Chọn Tỉ lệ xích v = (cm3 /mm) Chọn Tỉ lệ xích àp = 0,018 (MPa mm) Dựng đờng nén đa biến a-c : Từ công thức: Pc =Pa n1 Pc 4,2 ln Pa 0,088 =1,43 n1= = log ln 15 log SV thc hin:Nguyn S Kiờn Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Pci = Pa( Va n1 La n1 ) = P a( ) =Pc/i n1 Vci Lci Dựng đờng giãn nở đa biến z-b : Từ công thức: Pb =Pz/n2(vì Vz=Vc ) Pz 6,2 ln n2= Pb = 0,36 =1,05 ln 15 ln Vc n2 Lc n2 Pbi = Pz( ) = Pz( ) =Pz/i n2 Vai Lai ln Vậy ta có bảng sau: i 10 11 12 13 14 15 Quỏ trỡnh nộn i^n1 1.000 2.694 4.812 7.260 9.989 12.965 16.162 19.562 23.151 26.915 30.845 34.932 39.169 43.547 48.063 pc 4.200 1.559 0.873 0.579 0.420 0.324 0.260 0.215 0.181 0.156 0.136 0.120 0.107 0.096 0.087 Quỏ trỡnh gión n i^n2 1.000 2.071 3.169 4.287 5.419 6.562 7.715 8.877 10.045 11.220 12.401 13.588 14.779 15.975 17.175 pb 6.200 2.994 1.956 1.446 1.144 0.945 0.804 0.698 0.617 0.553 0.500 0.456 0.420 0.388 0.361 Hiệu chỉnh đồ thị công : Dng ng trũn Bric tõm O bỏn kớnh R=S/2 R=120 mm = R/ltt ,thờng = (1/3,2 ữ 1/4,2) chọn = 1/4 =0,25 Độ dịch chuyển brich : OO= R./2 = 120.0,25/2 = 15 mm =1,5 cm Pz=Pz = 6,2(MPa) Pc =1,25Pc=1,25*4,2=5,25(MPa) Pb= Pr+0,5(Pb-Pr)=0,105+0,5(0,36-0,105)=0,2325(MPa) c Góc phun sớm nhiên liệu: s=240 r Góc mở sớm xupát nạp: 1=200 a Góc đóng muộn xupát nạp: 2=48o b Góc mở sớm xupát thải: 3=48o r Góc đóng muộn xupát thải : = 200 SV thc hin:Nguyn S Kiờn 10 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT b, Triển khai đồ thị công P-V sang đồ thị P- nh sau: S dng ng trũn brớc trin khai th cụng v th Pj=P( ) Dng h trc to P- ca th khai trin ,truc tung biu thi ỏp sut, trc honh biu th gúc quay trc khuu vi = (/mm) Khai trin th cụng P-V ta s dng h trc P- vi trc honh l phn kộo di ca ng P0 trờn trc th P-V, trc tung cú t l xớch p =0,027 (MPa/mm) 4/Lực quán tính (PJ) Khối lợng chuyển động tịnh tiến cấu trục khủyu truyền : M = mpt+ m1 Ta có mpt : khối lợng nhóm pitông mpt=5,2(kg) m1 : khối lợng tryền qui dẫn đầu nhỏ truyền m1 =(0,275 ữ 0,325)mtt Chọn m1 = 0,3.mtt = 0,3.5,6 = 1,68 (kg) Vậy M =mpt+m1 = 5,2 + 1,68 =6,88 (kg) Diện tích đỉnh pittông: FP =.D2/4 = (3,14.0,152)4=0,01767m2=176,7cm2 Khối lợng đơn vị diện tích đỉnh piston m= M 6,88 = = 38,76.10-3 kg/cm2 Fp 176,7 PJ = -m.J = - m.R.2.(cos + .cos2) (kG/cm2) PJ =- m J = -38,76.10-3.J (KG/cm2) =-38,76.10-3.J.0,01(Mpa) Bng a 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 cosa 1.00 0.98 0.94 0.87 0.77 0.64 0.50 0.34 0.17 0.00 -0.17 -0.34 -0.50 -0.64 -0.77 -0.87 -0.94 -0.98 landa*cos2a 0.25 0.23 0.19 0.13 0.04 -0.04 -0.13 -0.19 -0.23 -0.25 -0.23 -0.19 -0.13 -0.04 0.04 0.13 0.19 0.23 Jp SV thc hin:Nguyn S Kiờn 3158.59 3082.10 2858.41 2504.19 2045.39 1514.55 947.58 380.32 -154.83 -631.72 -1032.41 -1348.17 -1579.29 -1733.94 -1826.00 -1872.48 -1890.56 -1894.86 11 Pj -1.22 -1.19 -1.11 -0.97 -0.79 -0.59 -0.37 -0.15 0.06 0.24 0.40 0.52 0.61 0.67 0.71 0.73 0.73 0.73 tren trucP (mm) -68.01 -66.37 -61.55 -53.92 -44.04 -32.61 -20.40 -8.19 3.33 13.60 22.23 29.03 34.01 37.34 39.32 40.32 40.71 40.80 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 -1.00 -0.98 -0.94 -0.87 -0.77 -0.64 -0.50 -0.34 -0.17 0.00 0.17 0.34 0.50 0.64 0.77 0.87 0.94 0.98 1.00 0.25 0.23 0.19 0.13 0.04 -0.04 -0.13 -0.19 -0.23 -0.25 -0.23 -0.19 -0.13 -0.04 0.04 0.13 0.19 0.23 0.25 -1895.15 -1894.86 -1890.56 -1872.48 -1826.00 -1733.94 -1579.29 -1348.17 -1032.41 -631.72 -154.83 380.32 947.58 1514.55 2045.39 2504.19 2858.41 3082.10 3158.59 0.73 0.73 0.73 0.73 0.71 0.67 0.61 0.52 0.40 0.24 0.06 -0.15 -0.37 -0.59 -0.79 -0.97 -1.11 -1.19 -1.22 40.81 40.80 40.71 40.32 39.32 37.34 34.01 29.03 22.23 13.60 3.33 -8.19 -20.40 -32.61 -44.04 -53.92 -61.55 -66.37 -68.01 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 P j tơng ứng với góc ta tìm đợc giá trị P Jp 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 3158.590 2504.194 947.577 -631.718 -1579.295 -1872.476 -1895.154 -1872.476 -1579.295 -631.718 947.577 2504.194 3158.590 2504.194 947.577 -631.718 -1579.295 -1872.476 -1895.154 -1872.476 -1579.295 -631.718 947.577 2504.194 3158.590 Pj(Mpa) -1.224 -0.971 -0.367 0.245 0.612 0.726 0.735 0.726 0.612 0.245 -0.367 -0.971 -1.224 -0.971 -0.367 0.245 0.612 0.726 0.735 0.726 0.612 0.245 -0.367 -0.971 -1.224 SV thc hin:Nguyn S Kiờn tren truc P -68.015 -53.924 -20.404 13.603 34.007 40.321 40.809 40.321 34.007 13.603 -20.404 -53.924 -68.015 -53.924 -20.404 13.603 34.007 40.321 40.809 40.321 34.007 13.603 -20.404 -53.924 -68.015 12 Pkt 0.300 -0.700 -0.700 -0.700 -0.700 -0.700 -0.700 1.000 2.800 7.100 18.200 42.800 228.300 92.100 45.000 29.700 32.000 26.900 8.100 0.300 0.300 0.300 0.300 0.300 0.300 P -67.715 -54.624 -21.104 12.903 33.307 39.621 40.109 41.321 36.807 20.703 -2.204 -11.124 160.285 38.176 24.596 43.303 66.007 67.221 48.909 40.621 34.307 13.903 -20.104 -53.624 -67.715 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT 375 2987.855 -1.158 -64.338 0.300 -64.038 6/ Vẽ đồ thị phụ tải 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 Bng giỏ tr lc ph ti tỏc dng lờn trc khuu 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 Ptong -1.22 -0.98 -0.38 0.23 0.60 0.71 0.72 0.74 0.66 0.37 -0.04 -0.20 2.89 0.69 0.44 0.78 1.19 1.21 0.88 0.73 0.62 0.25 -0.36 -0.97 -1.22 sin(a+b)/cosb 0.00 0.61 0.98 1.00 0.76 0.38 0.00 -0.39 -0.76 -1.00 -0.98 -0.61 0.00 0.62 0.98 1.00 0.75 0.39 0.00 -0.39 -0.75 -1.00 -0.98 -0.62 0.00 T 0.00 -0.60 -0.37 0.23 0.46 0.27 0.00 -0.29 -0.50 -0.37 0.04 0.12 0.00 0.43 0.43 0.78 0.89 0.47 0.00 -0.29 -0.46 -0.25 0.35 0.60 0.00 cos(a+b)/cos b 1.00 0.80 0.30 -0.25 -0.69 -0.93 -1.00 -0.93 -0.69 -0.26 0.31 0.80 1.00 0.80 0.31 -0.25 -0.70 -0.93 -1.00 -0.93 -0.70 -0.25 0.31 0.80 1.00 Z -1.22 -0.79 -0.11 -0.06 -0.41 -0.66 -0.72 -0.69 -0.46 -0.10 -0.01 -0.16 2.89 0.55 0.14 -0.19 -0.83 -1.13 -0.88 -0.68 -0.43 -0.06 -0.11 -0.77 -1.22 T(mm) 0.00 -33.32 -20.68 12.90 25.31 15.06 0.00 -16.12 -27.97 -20.70 2.16 6.79 0.00 23.67 24.10 43.30 49.51 26.22 0.00 -15.84 -25.73 -13.90 19.70 33.25 0.00 Z(mm) -67.71 -43.70 -6.33 -3.23 -22.98 -36.85 -40.11 -38.43 -25.40 -5.38 -0.68 -8.90 160.29 30.54 7.62 -10.83 -46.21 -62.52 -48.91 -37.78 -24.02 -3.48 -6.23 -42.90 -67.71 Vẽ hệ toạ độ T-Z gốc O chiều dơng T hớng sang phải , chiều dơng Z hớng xuống dới SV thc hin:Nguyn S Kiờn 13 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Ta có lực quán tính li tâm khối lợng chuyển động quay truyền Pk = -m2 R.2 / FP (kG/cm2) Trong : m2: khối lợng truyền qui dẫn tâm chốt khuỷu m2 =mtt-m1 =5,6 1,68 =3,92 (kg) - 3,92.0,09.167,56 Pk = =- 56 104 (KG/m2)=0,56 (Mpa) 176,7.10 Vậy Pk = -0,56 (MPa) Xác định tâm chốt khuỷu: tâm chốt khuỷu nằm trục Z cách O 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 =0,018 (MPa 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 =22700 (mm2) L = 360 (mm) 22700 =63,1 (mm) 360 245 Do hệ số va đập: = = 63,1 = 3,8 => Qtb = Vậy = 3,89 < 4: thoả mãn 8/ Vẽ đồ 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 SV thc hin:Nguyn S Kiờn 14 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Để vẽ đồ thị mài mòn, ta tiến hành vẽ vòng tròn có bán kính R (chọn R= 115 (mm) ) tợng trng cho chốt khuỷu, sau chia vòng tròn thành24 phần đợc đánh số thứ tự nh vẽ Tiến hành lập bảng tính điểm với giả thiết phạm vi ảnh hởng lực điểm 120 sang phía, với tỷ lệ xích đợc chọn Qm=2,2 ( MPa ) 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 (6,7,8) tập hợp điểm chịu tải nhỏ chốt khuỷu, nh ta chọn điểm cung để làm vị trí khoan lỗ dầu Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 370 370 370 370 370 338 338 338 338 338 338 55 55 55 55 55 55 55 7 7 7 7 6 6 6 6 SV thc hin:Nguyn S Kiờn 15 10 Lp C Khớ ễTụ A-K45 11 12 13 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 Q16 Q17 Q18 Q19 Q20 Q21 Q22 Q23 Q 5 5 5 5 6 6 6 6 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 7 7 7 7 8 8 8 8 12 12 12 12 12 12 12 12 25 25 25 25 25 25 25 131 131 131 131 131 131 140 140 140 140 140 75 75 75 75 43 43 43 31 31 26 24 34 34 297 297 297 370 150 68.2 370 148 67.4 370 145 66.1 370 116 52.9 801 36.4 439 19.9 113 5.11 82.5 3.75 207 9.39 341 15.5 411 18.7 448 20.3 III/Tớnh bn trc khuu khi ng Khi tính toán sức bền trục khuỷu ta chia trục khuỷu thành nhiều đoạn,mỗi đoạn ứng với khuỷu,với giả thiết: Trục khuỷu dầm có độ cúng tuyệt đối , Khi tính 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 : SV thc hin:Nguyn S Kiờn 16 Lp C Khớ ễTụ A-K45 472 21.5 491 22.3 Thiết kế môn học môn ĐCĐT 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 = 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 D4 d Wu = (m3) 32 D Với D,d đờng kính ngoàI 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 SV thc hin:Nguyn S Kiờn 17 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT 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 SV thc hin:Nguyn S Kiờn 18 Lp C Khớ ễTụ A-K45 [...]... Khi tính toán sức bền trục khuỷu ta chia trục khuỷu ra thành nhiều đoạn,mỗi đoạn ứng với mỗi khuỷu, với các giả thiết: Trục khuỷu là một dầm có độ cúng tuyệt đối , Khi tính sức bền thờng tính cho trục nào nguy hiểm nhất ,tức là khuỷu mà trên đó tảI trọng có giá trị lớn nhất ở đày chỉ trình bày tính toán trờng hợp khởi động : SV thc hin:Nguyn S Kiờn 16 Lp C Khớ ễTụ A-K45 472 21.5 491 22.3 Thiết kế môn... Lp C Khớ ễTụ A-K45 472 21.5 491 22.3 Thiết kế môn học môn ĐCĐT 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... l" Z = Z - Z = Z (MN) Z l0 Z Z Z = Z = 2 1 .Tính sức bền của chốt khuỷu : Mô men uốn chốt khuỷu (tính đối với tiết diện giữa các chốt bằng: Mu =Z.l (MNm) Do đó ứng suất uốn chốt khuỷu là : M u Z '.l ' = u = (MN/ m2 ) Wu Wu Với Wu :mô đun chống uốn của tiết diện ngang của chốt khuỷu D4 d 4 Wu = (m3) 32 D Với D,d là đờng kính ngoàI va trong của chốt khuỷu tính theo mét 3.14 0.17 4 0,056 4 Wu =(... 2.4,764.10 4 u < [u] =(70-100) MN/ m2 => Đảm 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 SV thc hin:Nguyn S Kiờn 17 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT 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 )... Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Ta có lực quán tính li tâm của khối lợng chuyển động quay của thanh truyền Pk = -m2 R.2 / FP (kG/cm2) Trong đó : m2: là khối lợng thanh truyền qui dẫn về tâm chốt khuỷu m2 =mtt-m1 =5,6 1,68 =3,92 (kg) - 3,92.0,09.167,56 2 Pk = =- 56 104 (KG/m2)=0,56 (Mpa) 4 176,7.10 Vậy Pk = -0,56 (MPa) Xác định tâm chốt khuỷu: tâm chốt khuỷu nằm trên trục Z và cách O một... 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 SV thc hin:Nguyn S Kiờn 14 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT Để vẽ đồ thị mài mòn, ta tiến hành vẽ vòng tròn có bán kính R (chọn R= 115 (mm) ) tợng trng cho chốt khuỷu, sau đó chia vòng tròn thành24 phần đều nhau và đợc đánh số thứ tự nh bản vẽ Tiến hành lập bảng tính tại... 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 sức bền của cổ trục : ứng suất uốn cổ trục khuỷu là : Z '.b' u = (MN/ m2 ) Wu 2 3,14 0,225 4 0,088 4 Wu = =1,09.10-3 (m3) 32 0,225 0,01232,0,0715 u = = 0,4 (MN/ m2 ) 3 2.1,09.10 u < [u] =(50-80) (MN/ m2) => Đảm bảo bền SV thc hin:Nguyn S Kiờn 18 Lp C Khớ ễTụ A-K45 ... 38.176 24.596 43.303 66.007 67.221 48.909 40.621 34.307 13.903 -20.104 -53.624 -67.715 Lp C Khớ ễTụ A-K45 Thiết kế môn học môn ĐCĐT 375 2987.855 -1.158 -64.338 0.300 -64.038 6/ Vẽ đồ thị phụ tải 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... hợp tác dụng lên cổ biên =++ =+ Trên đồ thị thì lực tổng hợp đợc xác bằng cách: với góc quay trục khuỷu ta xác định đợc điểm Ptt tơng ứng trên đồ thị, sau đó 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 tại thời điểm ứng với góc quay của trục khuỷu Sau khi xác định đợc quan hệ Q - ta tiến hành xây dựng đợc đồ thị Q- nh trên bản vẽ.Căn... với giả thiết phạm vi ảnh hởng của lực tại mỗi điểm là 120 0 sang 2 phía, với tỷ lệ xích đợc chọn là Qm=2,2 ( MPa ) ta xác định đợc độ dài các đoạn thẳng biểu diễn giá trị Q tại các mm điểm chia tơng ứng Sau khi xác định đợc tất cả các điểm trên ta tiến hành nối các điểm đó lại sẽ đợc đồ thị mài mòn chốt khuỷu Từ đồ thị mài mòn cho thấy cung (6,7,8) là tập hợp các điểm chịu tải nhỏ nhất của chốt khuỷu,