5. THIẾT KẾ CƠ CẤU KHUỶU TRỤC-THANH TRUYỀN
5.1.XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRỤC KHUỶU:
5.1.1. Đầu trục khuỷu
Đầu trục khuỷu thường dùng để lắp bánh răng dẫn động bơm nước, bơm dầu nhờn, bơm cao áp, bánh đai để dẫn động quạt giĩ và đai ốc khởi động để khởi động động cơ bằng tay quay. Các bánh rang chủ động hoặc banh đai dẫn động được lắp trên đầu trục khuỷu theo kiểu lắp căng hoặclắp trung gian và đều cĩ then bán nguyệt. Đai ốc khởi động hãm chặt bánh đai, các chi tiết máy khác như phớt chắn dầu, ổ chắn dọc trục v.v... cũng đều lắp trên đầu trục khuỷu.
1
2
3
4 5
Hình 5.1. Kết cấu đầu trục khuỷu.
1- Nắp hộp trục khuỷu; 2- Đầu trục khuỷu; 3- Phớt chắn dầu; 4- Bạc; 5- Bánh răng dẫn động trục cam.
5.1.2. Cổ trục khuỷu
Các cổ trục khuỷu thường cĩ cùng kích thước đường kính. Khi tăng đường kính cổ trục, độ cứng vững của cổ trục sẽ khuỷu sẽ tăng. Mặt khác, do momen quán tính độc cực của tiết diện trục khuỷu tăng lên, nên độ cứng chống xoắn của trục cũng tăng lên mà khối lượng chuyển động quay của hệ thống trục khuỷu sẽ khơng thay đổi nhiều lắm.
Tuy vậy khi tăng kích thước cổ trục , kích thước ổ trục sẽ tăng theo đồng thời trọng lượng của trục khuỷu cũng lớn nên ảnh hưởng đến tần số dao động xoắn của tồn hệ trục, cĩ thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng nguy hiểm trong phạm vi tốc độ sử dụng.
Để thỏa mãn những yêu cầu trên ta chọn kích thước cổ trục khuỷu như sau:
Đường kính cổ trục: dct = (0,7 0,85)D Chọn dct = 61mm Chiều dài cổ trục: lct = (0,5 0,6)dct Chọn lct= 31mm 5.1.3 .Chốt khuỷu
Đường kính chốt khuỷu cĩ thể lấy bằng đường kính cổ trục. Chốt khuỷu cần phải cĩ chiều dài hợp lý, sao cho cĩ thể thoả mãn được điều kiện hình thành màn dầu bơi trơn và trục khuỷu cĩ độ cứng vững lớn nhất.
Đối với động cơ ta thiết kế (theo động cơ mẫu) ta chọn chốt khuỷu là chốt đặt và kích thước đường kính và chiều dài chốt khuỷu được chọn như sau:
Đường kính chốt khuỷu: dch= (0,64 0,72)D Chọn: dch = 56mm Chiều dài chốt khuỷu:
lch= (0,8 1,0)dch
Chọn: lch= 45mm Đường kính trong của chốt:
δch= (0,3 ÷ 0,5).dct Chọn δch=17mm 1 2 3 4 5 Hình 5.2. Chốt khuỷu.
1- Chốt khuỷu; 2- cổ trục khuỷu; 3- Đường dầu đi bơi trơn; 4- Then.
5.1.4. Má khuỷu
Má khuỷu là bộ phận nối liền giữa cổ trục và chốt khuỷu. Hình dạng má khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào loại động cơ, trị số của áp suất khí thể và tốc độ quay của trục khuỷu. Khi thiết kế má khuỷu của động cơ cần giảm trọng lượng phần khơng cân bằng má. Để dẻ chế tạo, kết cấu đơn giản và khỏi lãng phí vật liệu ta chọn loại má khuỷu cĩ hình lăng trụ. Đồng thời để tăng sức bền và độ cứng vững của trục khuỷu, giảm chiều dày má khuỷu ta tăng đường kính cổ trục và chốt khuỷu, khiến trục khuỷu cĩ độ trùng điệp giữa cổ trục và chốt.
Độ trùng điệp ε cĩ thể được xác định theo cơng thức sau:
ε = 35 25 2 64 56 2 − = + − = +d R dch ct mm Trong đĩ: dct- đường kính cổ trục; dch- dường kính chốt khuỷu; R - bán kính khuỷu R = 35 2 70 2 = = S mm Kích thước má khuỷu được chọn như sau:
Chiều rộng h = (1,05 1,3)D Chọn: h = 94mm
Chiều dày b = (0,24 0,27)D Chọn: b = 21mm
5.1.5. Đối trọng
Đối trọng cĩ hai tác dụng chủ yếu:
Cân bằng lực và momen lực quán tính khơng cân bằng của động cơ.
Giảm phụ tải cho cổ trục.
Các dạng đối trọng thường gặp: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với động ta thiết kế chọn loại đối trọng lắp liền với má khuỷu.
1 2 3 5 4 Hình 5.3. Đối trọng và má khuỷu.
1- Chốt khuỷu; 2- Má khuỷu; 3- Đối trọng; 4- Đường dầu bơi trơn; 5- Bạc lĩt.
5.1.6. Đuơi trục khuỷu
Đuơi trục khuỷu của động cơ thường dùng để lắp với các chi tiết máy của cơ cấu truyền dẫn cơng suất (bánh đà, khớp nối, bánh đai truyền,...).Ngồi phần kết cấu dùng để lắp với bánh đà, trên đuơi trục khuỷu cịn cĩ các bộ phận đặc biệt sau:
Bánh răng dẫn động cơ cấu phụ. Vành chắn dầu.
Ren ốc hồi dầu. Ổ chắn.
1
2
3
Hình 5.4. Kết cấu đuơi trục khuỷu. 1- Bánh đà; 2- Trục khuỷu; 3- Đai ốc.
Do trục khuỷu là một dầm siêu tĩnh và do tải trọng trên trục khuỷu phức tạp nên tính tốn ứng suất thực tế rất khĩ khăn. Để đơn giản, ngày nay thường dùng hai phương pháp sau: