Tính toán động lực học trục khuỷu thanh truyền

T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng đề bài: Tính toán động học động lực học cấu trục khuỷu-thanh truyền với thông số cho trớc: Loại xe Các thông số Đờng kính xi lanh D(mm) Hành trình pittong S(mm) Khối lợng pittong mpt Khối lợng truyền mtt Công suất động Ne(ml) Số vòng quay n (v/p) Tỷ số nén Số xi lanh i Vận tốc góc (rad/s) Góc đánh lửa sớm () Góc mở sớm xuppáp nạp 1() Góc đóng muộn xuppáp nạp 2(o) Góc mở sớm xuppáp thải (o) Góc đóng muộn xuppáp thải 4(o) áp suất khí po(at) áp suất cuối kỳ nạp pa ( ) áp suất cuối kỳ nén pc () áp suất cuối kỳ cháy pz () áp suất cuối kỳ giãn nở pb () áp suất cuối kỳ thải pr () 71,5 83,5 0,54 0,73 70 5500 9,5 586.43 25o 14o 59o 59o 12o 0.88 19 68,6 4,02 1,14 Bài làm: Xác định tham số kết cấu : = Trong đó: L = 147 (mm) R== = 83,5 = 41,2 (mm) 41,2 = 147 4.2 I Tính toán động học cấu trục khuỷu - truyền Nhiệm vụ chủ yếu tính toán động học cấu trục khuỷu - truyền nghiên cứu quy luật chuyển động pittong T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng Chuyển vị pittong: Sp = R.[(1 - cos) + (1 cos2)] Trong đó: Sp độ chuyển vị pittong R bán kính quay trục khuỷu tham số kết cấu góc quay trục khuỷu Vẽ đồ thị Sp =f1 () theo phơng pháp Bơ ric Vẽ ddueoengf tròn tâm bán kính R bán kính quay trục khuỷu Dựng hệ trục toạ độ Sp0 với trục 0Sp hớng xuống dới , trục nằm ngang nh hình vẽ T tâm vòng tròn lấy đoạn 00 phía ĐCD : 00= R Từ kẻ đờng thawngrsong song với tâm má khuỷu cắt vóng tròn M Hạ MC thẳng góc với 0A Ta có : AC=Sp bảng tính độ địch chuyển piston 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 X1 0.59 2.35 5.23 9.12 13.93 19.5 25.66 32.23 39 45.77 52.34 58.5 64.07 68.88 72.77 75.65 77.41 78 X2 0.15 0.57 1.22 2.01 2.86 3.66 4.3 4.73 4.88 4.73 4.3 3.66 2.86 2.01 1.22 0.57 0.15 X L1 1.06 4.22 9.39 16.37 25 35 46.06 57.85 70 82.15 93.94 105 115 123.63 130.61 135.78 138.94 140 0.74 2.92 6.45 11.13 16.79 23.16 29.96 36.96 43.88 50.5 56.64 62.16 66.93 70.89 73.99 76.22 77.56 78 L2 0.27 1.02 2.19 3.61 5.13 6.57 7.72 8.49 8.76 8.49 7.72 6.57 5.13 3.61 2.19 1.02 0.27 L 1.33 5.24 11.58 19.98 30.13 41.57 53.78 66.34 78.76 90.64 101.66 111.57 120.13 127.24 132.8 136.8 139.21 140 T k m h động đốt 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 77.41 75.65 72.77 68.88 64.07 58.5 52.34 45.77 39 32.23 25.66 19.5 13.93 9.12 5.23 2.35 0.59 0.15 0.57 1.22 2.01 2.86 3.66 4.3 4.73 4.88 4.73 4.3 3.66 2.86 2.01 1.22 0.57 0.15 nguyễn xuân hoàng 138.94 135.78 130.61 123.63 115 105 93.94 82.15 70 57.85 46.06 35 25 16.37 9.39 4.22 1.06 77.56 76.22 73.99 70.89 66.93 62.16 56.64 50.5 43.88 36.96 29.96 23.16 16.79 11.13 6.45 2.92 0.74 0.27 1.02 2.19 3.61 5.13 6.57 7.72 8.49 8.76 8.49 7.72 6.57 5.13 3.61 2.19 1.02 0.27 139.21 136.8 132.8 127.24 120.13 111.57 101.66 90.64 78.76 66.34 53.78 41.57 30.13 19.98 11.58 5.24 1.33 3/ Vận tốc pitông Đạo hàm chuyển vị X 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 pitTONG 10 20 30 40 50 60 V1 3.8277 7.5391 11.021 14.169 16.886 19.09 V2 0.94239 1.7711 2.3862 2.71349 2.71349 2.3862 V 4.77008 9.31019 13.4076 16.8823 19.5993 21.4758 L1 17.3986 34.26855 50.09727 64.40381 76.75347 86.77102 L2 4.283569 8.050477 10.84638 12.33405 12.33405 10.84638 L 21.68217 42.31903 60.94365 76.73786 89.08752 97.6174 T k m h động đốt 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 20.713 21.708 22.043 21.708 20.713 19.09 16.886 14.169 11.021 7.5391 3.8277 -3.8277 -7.5391 -11.021 -14.169 -16.886 -19.09 -20.713 -21.708 -22.043 -21.708 -20.713 -19.09 -16.886 -14.169 -11.021 -7.5391 -3.8277 1.7711 0.94239 -0.9424 -1.7711 -2.3862 -2.7135 -2.7135 -2.3862 -1.7711 -0.9424 0.94239 1.7711 2.3862 2.71349 2.71349 2.3862 1.7711 0.94239 -0.9424 -1.7711 -2.3862 -2.7135 -2.7135 -2.3862 -1.7711 -0.9424 nguyễn xuân hoàng 22.4846 22.6503 22.0428 20.7655 18.9424 16.7034 14.1723 11.4553 8.6352 5.76798 2.88531 -2.8853 -5.768 -8.6352 -11.455 -14.172 -16.703 -18.942 -20.766 -22.043 -22.65 -22.485 -21.476 -19.599 -16.882 -13.408 -9.3102 -4.7701 94.15208 98.67237 100.1945 98.67237 94.15208 86.77102 76.75347 64.40381 50.09727 34.26855 17.3986 -17.3986 -34.2686 -50.0973 -64.4038 -76.7535 -86.771 -94.1521 -98.6724 -100.195 -98.6724 -94.1521 -86.771 -76.7535 -64.4038 -50.0973 -34.2686 -17.3986 8.050477 4.283569 -4.28357 -8.05048 -10.8464 -12.334 -12.334 -10.8464 -8.05048 -4.28357 4.283569 8.050477 10.84638 12.33405 12.33405 10.84638 8.050477 4.283569 -4.28357 -8.05048 -10.8464 -12.334 -12.334 -10.8464 -8.05048 -4.28357 102.2026 102.9559 100.1945 94.3888 86.1016 75.92464 64.41943 52.06977 39.2509 26.21808 13.11503 -13.115 -26.2181 -39.2509 -52.0698 -64.4194 -75.9246 -86.1016 -94.3888 -100.195 -102.956 -102.203 -97.6174 -89.0875 -76.7379 -60.9437 -42.319 -21.6822 T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng 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 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 J1 12458.591 12269.317 11707.246 10789.456 9543.8341 8008.2276 6229.2953 4261.0889 2163.4115 -2163.412 -4261.089 -6229.295 -8008.228 -9543.834 J2 3114.648 2926.811 2385.959 1557.324 540.8529 -540.853 -1557.32 -2385.96 -2926.81 -3114.65 -2926.81 -2385.96 -1557.32 -540.853 540.8529 J 15573.238 15196.128 14093.204 12346.78 10084.687 7467.3748 4671.9715 1875.1304 -763.3999 -3114.648 -5090.223 -6647.047 -7786.619 -8549.081 -9002.981 L1 95.00222 93.55892 89.27288 82.27433 72.77592 61.06625 47.50111 32.49267 16.49696 -16.497 -32.4927 -47.5011 -61.0662 -72.7759 L2 23.75055 22.31822 18.19398 11.87528 4.12424 -4.12424 -11.8753 -18.194 -22.3182 -23.7506 -22.3182 -18.194 -11.8753 -4.12424 4.12424 L 118.7528 115.8771 107.4669 94.14961 76.90016 56.94201 35.62583 14.29869 -5.82126 -23.7506 -38.8152 -50.6867 -59.3764 -65.1905 -68.6517 T k m h động đốt 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 -10789.46 -11707.25 -12269.32 -12458.59 -12269.32 -11707.25 -10789.46 -9543.834 -8008.228 -6229.295 -4261.089 -2163.412 2163.4115 4261.0889 6229.2953 8008.2276 9543.8341 10789.456 11707.246 12269.317 12458.591 1557.324 2385.959 2926.811 3114.648 2926.811 2385.959 1557.324 540.8529 -540.853 -1557.32 -2385.96 -2926.81 -3114.65 -2926.81 -2385.96 -1557.32 -540.853 540.8529 1557.324 2385.959 2926.811 3114.648 nguyễn xuân hoàng -9232.132 -9321.287 -9342.505 -9343.943 -9342.505 -9321.287 -9232.132 -9002.981 -8549.081 -7786.619 -6647.047 -5090.223 -3114.648 -763.3999 1875.1304 4671.9715 7467.3748 10084.687 12346.78 14093.204 15196.128 15573.238 -82.2743 -89.2729 -93.5589 -95.0022 -93.5589 -89.2729 -82.2743 -72.7759 -61.0662 -47.5011 -32.4927 -16.497 16.49696 32.49267 47.50111 61.06625 72.77592 82.27433 89.27288 93.55892 95.00222 11.87528 18.19398 22.31822 23.75055 22.31822 18.19398 11.87528 4.12424 -4.12424 -11.8753 -18.194 -22.3182 -23.7506 -22.3182 -18.194 -11.8753 -4.12424 4.12424 11.87528 18.19398 22.31822 23.75055 II/ Tính toán động lực học động đốt -70.3991 -71.0789 -71.2407 -71.2517 -71.2407 -71.0789 -70.3991 -68.6517 -65.1905 -59.3764 -50.6867 -38.8152 -23.7506 -5.82126 14.29869 35.62583 56.94201 76.90016 94.14961 107.4669 115.8771 118.7528 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 T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng 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 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 ( p p o ). D theo góc quay xác định đợc biến thiên lực quán tính chuyển động tịnh tiến: Sau có đồ thị lực khí thể P = 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 lực pháp tuyến T= P sin( + ) cos (lực tiếp tuyến ) Z= P cos( + ) cos (lực pháp tuyến ) : Lực quán tính khối lợng truyền quy dẫn tâm đầu to truyền, tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu: PR2 = -m2 R T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng 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 Qtb sở xác định đợc hệ số va đập bề mặt tơng tác 3/ Lực khí thể Xây dựng đồ thị công P-V Dựa vào thông số nhiệt : + Hành trình pitông : D =71,5 (mm); S=83,5(mm) + Tỉ số nén : = 9,5 + áp suất : Pa = 88 (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 = 3,14.71,52.83,5/4 =46,33.104( mm3) tỉ số nén = 9,5 nên dung tích buồng cháy Vc = 46.33.10 Vh = =57,9.103 (mm3) 9,5 Thể tích toàn phần piston VA =Vc =493.103 (mm3) Chọn tỉ lệ xích: v =3,9 (cm3/mm) p =22.5 (KG.cm-2/mm) Vậy lc= 20 (mm) La= 170 (mm) Ta có : Pci = Pa( Pbi = Pz( Va n1 La n1 ) = Pa( ) Vci Lci Vc n2 Lc n2 ) = Pz ( ) Vai Lai T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng -Dựng đờng nén đa biến a-c Pc=Pa n1 Với : Pa=0,92 KG/cm2 Pc=18,26 KG/cm2 n1= 1,335 Pci = Pa( Va n1 La n1 ) = Pa( ) Vci Lci Chọn số điểm chung gian : điểm thứ : lc1=50 mm ; lpc1= 21.2 (mm) điểm thứ hai : lc2=80 mm ; lpc2= 11.32 (mm) điểm thứ ba : lc3=120 mm ; lpc3= 6.6 (mm) điểm thứ t : lc4=150 mm ; lpc4= 4.88 (mm) -Dựng đờng giãn nở đa biến z-b: p Pb = nz2 Với : Pb=4.02 (KG/cm2) Pz=68.6( KG/cm2) n2= 1.226 Xác định điểm trung gian : Pz lc n Pb= V a n => Pbi=Pz ( ) ( ) l Vc điểm thứ : lc1=50 (mm) ; lbc1=98.84(mm) điểm thứ hai : lc2=80( mm) ; lc2=55.56 (mm) điểm thứ ba : lc2=120 (mm ); lc2= 33.8 ( mm) điểm thứ t : lc4=150 (mm) ; lc2= 25.72 (mm) Hiệu chỉnh đồ thị : + Góc đánh lửa sớm : s = 120 + Góc mở sớm van nạp : = 590 + Góc đóng muộn van nạp : = 140 + Góc mở sớm van xả : = 590 + Góc đóng muộn van xả : = 190 Pz = 0.85.Pz ; Pc=1.25Pc ; + Độ dịch chuyển brich : OO= R/2 = (la-lc)/16 = 10.3 (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= 2.250/mm 4/ Lực quán tính Pj = -mR2(cos + cos2) (kG/cm2) Với m = mpt+ m1 Diện tích đỉnh pittông: FP = = (3.14*0.07152)/4 = 0,588.10-2 (m2) Ta có mpt : khối lợng nhóm piston mpt=0.54 (kg) mtt : khối lợng nhóm truyền mtt=0,73 (kg) T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng m1 : khối lợng tryền qui dẫn đầu nhỏ truyền m1=0,35.0,73 =0.34 ( kg) m = 0.54+0,35.0,73=1.12 (kg) Khối lợng đơn vị diện tích đỉnh piston 1,12 m= = 190 (kg/m2)=0.02 (kg/cm2) 0,588.10 Với quy đổi đơn vị nh sau: kg m N KG Pj = 2= = 10-1 2 cm cm s cm PjI= -m.R. cos lực quán tính tịnh tiến cấp I; PjII = -m.R. .cos2 lực quán tính tịnh tiến cấp II Ta có : PJ= - m.J =- m.R.2(cos + cos2)= - 0.02.J.10-1 KG/cm2 Lập bảng tính giá trị Pj Tỉ lệ pj =0.68 (KGcm-2/mm) Pj1 (KG/cm2) Pj2(KG/cm2) Pj(KG/cm2) -24.917 -6.229 -31.146 -45,804 10 -24.539 -5.854 -30.392 -44,694 20 -23.414 -4.772 -28.186 -41,451 30 -21.579 -3.115 -24.694 -36,314 40 -19.088 -1.082 -20.169 -29,661 50 -16.016 1.0817 -14.935 -21,963 60 -12.459 3.1146 -9.3439 -13,741 70 -8.5222 4.7719 -3.7503 -5.515 80 -4.3268 5.8536 1.5268 2,2453 90 6.2293 6.2293 9,1607 100 4.32682 5.8536 10.18 14,9712 110 8.52218 4.7719 13.294 19,5501 120 12.4586 3.1146 15.573 22,9018 130 16.0165 1.0817 17.098 25,1444 140 19.0877 -1.082 18.006 26,4794 150 21.5789 -3.115 18.464 27,1533 160 23.4145 -4.772 18.643 27,4156 10 Lpj (mm) T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng 170 24.5386 -5.854 18.685 27,478 180 24.9172 -6.229 18.688 27,4822 190 24.5386 -5.854 18.685 27,478 200 23.4145 -4.772 18.643 27,4156 210 21.5789 -3.115 18.464 27,1533 220 19.0877 -1.082 18.006 26,4794 230 16.0165 1.0817 17.098 25,1444 240 12.4586 3.1146 15.573 22,9018 250 8.52218 4.7719 13.294 19,5501 260 4.32682 5.8536 10.18 14,9712 270 6.2293 6.2293 9,1607 280 -4.3268 5.8536 1.5268 2,2453 290 -8.5222 4.7719 -3.7503 -5,515 300 -12.459 3.1146 -9.3439 -13,741 310 -16.016 1.0817 -14.935 -21,963 320 -19.088 -1.082 -20.169 -29,661 330 -21.579 -3.115 -24.694 -36,314 340 -23.414 -4.772 -28.186 -41,451 350 -24.539 -5.854 -30.392 -44,694 360 -24.917 -6.229 -31.146 -45,804 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 6/ Vẽ đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Qch Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng len chốt khuỷu để xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu vị trí trục khuỷu Ta dễ dàng nhận đợc giá trị lực lớn nhỏ nhất, phạm vi chịu lực để xác định vị trí khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn Lực tác dụng lên chốt khuỷu : Q = p k + ptt = pk2+ T + Z + Tính lực quán tính khối lợng chuyển động quay truyền + Xác định biến thiên lực tiếp tuyến T lực pháp tuyến Z 11 T k m h động đốt T= sin( + ) P (kG/cm2) cos Z= cos( + ) P (kG/cm2) cos nguyễn xuân hoàng Vẽ hệ toạ độ T-Z gốc O 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 m2 =mtt-m1 = 0,73-0,54 = 0,21 (kg) Pk = -10,34.104 (KG/m2) VậyPk = -10,34 (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 = 0,21((KG/cm2)/ mm) Bảng giá trị pHụ tảI tác dụng Lên chốt khuỷu 18 36 54 72 90 108 126 144 162 180 198 216 234 252 270 cos(+) 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 sin+) 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 P Z(KG/cm2) T(KG/cm2) -29.52 0.00 -29.52 -28.92 -6.25 -28.25 -26.87 -11.37 -24.45 -23.56 -14.35 -18.92 -19.26 -14.79 -12.73 -14.28 -12.74 -7.04 -8.97 -8.76 -2.76 -3.64 -3.72 -0.42 1.38 1.42 0.11 5.86 5.86 1.51 9.62 9.05 4.08 12.58 10.78 7.16 14.75 11.14 10.21 16.20 10.38 12.83 17.06 8.84 14.86 17.50 6.84 16.26 12 Lt(mm) -27.2 -38.7 -31.1 -8.4 16.3 27.2 29.2 19.9 10.0 0.1 -10.7 -19.8 -23.5 -19.1 -4.1 Lz(mm) -75.1 -65.8 -39.5 -14.1 -0.6 -4.2 -16.8 -32.0 -38.0 -41.4 -44.1 -38.1 -25.9 -11.9 -1.1 -0.5 T k m h động đốt 288 306 324 342 360 378 396 414 432 450 468 504 522 540 558 576 594 612 630 648 666 684 702 720 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 -0.97 -0.892 -0.768 -0.609 -0.423 -0.216 0.216 0.321 0.423 0.969 0.992 -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 0.949 0.91 17.67 17.71 17.74 17.80 17.84 17.76 17.42 16.67 15.36 13.35 10.58 7.05 2.86 -1.80 -6.66 -11.35 -15.47 -18.49 -19.81 -18.33 -12.64 17.60 37.04 9.91 nguyễn xuân hoàng 4.61 2.32 0.00 -2.33 -4.66 -6.94 -9.02 -10.69 -11.60 -11.44 -9.96 -7.05 -2.94 1.84 6.46 10.13 11.88 11.26 8.38 3.96 0.00 3.80 11.89 4.19 17.12 17.57 17.74 -17.66 -17.29 -16.50 -15.17 -13.21 -10.63 -7.60 -4.49 -1.82 -0.22 0.21 2.05 5.60 10.22 14.85 18.02 17.90 -12.64 17.20 35.15 9.02 6.7 16.7 7.0 -5.4 -0.2 40.0 70.0 80.0 95.0 88.2 83.0 54.1 70.0 15.6 0.2 -11.7 -22.3 -29.0 -28.5 -16.3 4.2 27.4 36.1 0.6 -7.5 -7.0 12.8 57.1 123.0 179.0 64.4 66.0 9.0 -18.0 -58.9 -40.0 -63.6 -49.4 -43.2 -32.2 -17.8 -4.3 -17.8 -4.3 -0.3 -12.2 -36.3 -73.3 7/Vẽ đồ thị Q - Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ biên ta lập đợc quan hệ hợp tác dụng lên cổ biên =++ =+ Bảng số liệu gia trị Qc lấy tỉ lệ nh T,Z STT 36 72 108 144 180 216 252 288 10 324 11 360 12 396 13 432 14 468 15 504 13 Q-,trong Q lực tổng LQc(mm) 115.0 90.0 42.0 64.0 80.0 84.0 80.0 55.0 41 47.0 17.0 157.0 100.0 100.0 113.0 T k m h động đốt 16 17 18 19 20 21 nguyễn xuân hoàng 540 576 612 648 684 720 92.0 100.0 95.0 50.0 107.0 115.0 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 P tt 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 = 43156 (mm2); L = 400 (mm) 43156 => Qtb = =107.89 (mm) 400 183 Do hệ số va đập: = = = 1.69 107.89 Vậy = 1.69 < 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, theo nguyên tắc áp lực tác dụng nhỏ nhât, khe hở lớn tồn khoảng thời gian dài Cho phép hình dung trạng thái chịu mài mòn bề mặt chốt Với giả thiết : Độ mài mòn tỉ lệ thuận với lực tác dụng Lực tác dụng điểm có tác dụng cung 1200 Coi nh bỏ qua điều kiện làm việc thực tế bề mặt chốt, điều kiện công nghệ trình lắp ráp Để vẽ đồ thị mài mòn, ta tiến hành vẽ vòng tròn có bán kính R (chọn R= 70 (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 Qm=0.2407(KG.cm-2/mm) ta xác định đợc độ dài đoạn thẳng biểu diễn giá trị Q 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 (8,9,10) tập hợp điểm chịu tải nhỏ chốt khuỷu, nh ta chọn điểm cung để làm vị trí khoan lỗ dầu Bng giá trị : Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 448 448 448 4 4 4 4 14 10 448 11 448 T k m h động đốt Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q Q(KG.cm2) 7 19 nguyễn xuân hoàng 19 157 19 157 110 19 157 110 93 19 157 110 93 99 99 112 675 112 574 470 28 39 191 297 386 478 157 110 93 99 112 571 98,1 40 75,7 35 62 29 3,7 5,2 10 25,2 11 39,2 20 50,9 21 63,1 25 75,3 35 110 93 99 112 414 93 99 112 304 54,6 20 55 23 III tính toán sức bền trục khuỷu 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 : 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 15 Z T k m h động đốt nguyễn xuân hoàng 4 Wu = D d (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 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 < [] =(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 16 (MN/ m2 ) [...]... III tính toán sức bền trục khuỷu 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 : Tính toán trờng hợp khởi động là tính toán. .. 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 công thức sau : l" Z = Z (MN) l0 l" Z = Z - Z = Z (MN) Z l0 Z Z = Z = 2 1 .Tính sức bền của chốt khuỷu : Mô men uốn chốt khuỷu (tính. .. mỗi vị trí của trục khuỷu Ta dễ dàng nhận đợc giá trị lực lớn nhất nhỏ nhất, phạm vi chịu lực ít nhất để xác định vị trí khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn Lực tác dụng lên chốt khuỷu : Q = p k 2 + ptt = pk2+ T + Z + 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 11 T k m h động cơ đốt trong T= sin( + ) P (kG/cm2) cos Z= cos(... -45,804 5/ Tổng hợp lực khí thể và lực quán tính tác dụng lên cơ cấu P = Pkt+Pj Dựa vào đồ thị P - ta tìm đợc gía trị Pkt tơng ứng với các góc quay trục khuỷu Ta cộng đại số với giá trị của Pj tơng ứng với góc ta tìm đợc giá trị P 6/ Vẽ đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Qch Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng len chốt khuỷu để xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu tại mỗi vị trí của trục khuỷu Ta dễ dàng... hớng sang phải , chiều dơng của Z hớng xuống dới Ta có lực quán tính li tâm của khối lợng chuyển động quay của thanh truyền Pk = -m2R2 / FP (KG/cm2) Trong đó m2: là khối lợng thanh truyền qui dẫn về tâm chốt khuỷu m2 =mtt-m1 = 0,73-0,54 = 0,21 (kg) Pk = -10,34.104 (KG/m2) VậyPk = -10,34 (KG/cm2) Xác định tâm chốt khuỷu: tâm chốt khuỷu nằm trên trục Z và cách O1 một đoạn bằng trị số của Pk Trên hệ toạ... 10 324 11 360 12 396 13 432 14 468 15 504 13 Q-,trong đó Q là lực tổng LQc(mm) 115.0 90.0 42.0 64.0 80.0 84.0 80.0 55.0 41 47.0 17.0 157.0 100.0 100.0 113.0 T k m h động cơ đốt trong 16 17 18 19 20 21 nguyễn xuân hoàng 540 576 612 648 684 720 92.0 100.0 95.0 50.0 107.0 115.0 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... 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 cứ đồ thị Q - ta tiến hành xác định Qtb: Qtb = ; Trong đó Sđt = 43156 (mm2); L = 400 (mm) 43156 => Qtb = =107.89 (mm) 400 183 Do đó hệ số va đập: = = = 1.69 107.89 Vậy = 1.69 < 4: thoả mãn 8/ Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể hiện trạng thái hao mòn của trục và vị... 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 15 Z T k m h động cơ đốt trong nguyễn xuân hoàng 4 4 Wu = D d (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 =( =4,764 10-4 (m3) 32 0,17 Z =pmax Fp=3,204... 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 2 < [] =(80-120) MN/ m2 => Đảm bảo bền 3 .Tính sức... nghệ và quá trình lắp ráp Để vẽ đồ thị mài mòn, ta tiến hành vẽ vòng tròn có bán kính R (chọn R= 70 (mm) ) tợng trng cho chốt khuỷu, sau đó chia vòng tròn thành 12 phần đều nhau và đợc đánh số thứ tự nh bản vẽ Tiến hành lập bảng tính tại mỗi điểm với giả thiết phạm vi ảnh hởng của lực tại mỗi điểm là 1200 sang 2 phía, với tỷ lệ xích đợc chọn là Qm=0.2407(KG.cm-2/mm) ta xác định đợc độ dài các đoạn thẳng