Đề tài Tính toán động học, động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC & ĐỘNG LỰC HỌC

KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN

Động học và động lực học là môn học dùng phương pháp quan

điểm cơ học để nghiên cứu quy luật chuyến động, chịu lực của các

chi tiết máy trong cơ cấu khuỷu trục thanh truyền, trạng thái dao

động, nhất là dao động xoắn của hệ trục.

Các động cơ hiện đại có số vòng quay rất cao, do đó gây nên lực

quán tính lớn, có khi vượt xa trị số lực khí thể. Lực quán tính tác dụng

lên cơ cấu khuỷu trục thanh truyền gây nên ứng suất khá lớn, đôi khi

làm hư hỏng các chi tiết máy. Ngoài ra lực quán tính còn có tác dụng

kích thích khiến cho các chi tiết trong cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

phát sinh dao động.

Tính toán động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền nhằm mục

đích xác định các lực do hợp lực của lực quán tính và lực khí thể tác

dụng lên chi tiết ở mỗi vị trí của trục khuỷu để phục vụ cho việc tính

toán sức bền.

pdf24 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 11/01/2013 | Lượt xem: 3981 | Lượt tải: 35download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Tính toán động học, động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ L I NÓI Đ UỜ Ầ Đ ng c đ t trong là lo i máy ra đ i t r t s m, có th nói nóộ ơ ố ạ ờ ừ ấ ớ ể đã giúp con ng i ti n lên m t b c trong l ch s phát tri n c a mìnhườ ế ộ ậ ị ử ể ủ b i t khi xu t hi n nó đã t ng b c gi i phóng lao đ ng chân tayở ừ ấ ệ ừ ướ ả ộ cho con ng i v i năng su t làm vi c r t cao. Cho đ n ngày nay nóườ ớ ấ ệ ấ ế v n là lo i máy t o nhi u giá tr nh t v m t kinh t và trong t ngẫ ạ ạ ề ị ấ ề ặ ế ươ lai nó s ti p t c đ c chúng ta c i t o và phát tri n.ẽ ế ụ ượ ả ạ ể Là m t sinh viên thu c khoa C khí ĐH GTVT em đ c giaoộ ộ ơ ượ th c hi n TKMH môn Đ ng C Đ t Trong v i n i dung ự ệ ộ ơ ố ớ ộ tính b n &ề v tr c khu uẽ ụ ỷ . Do trình đ có h n nên trong quá trình th c hi nộ ạ ự ệ không th chánh kh i nh ng sai sót b i v y em mong đ c s quanể ỏ ữ ở ậ ượ ự tâm và giúp đ c a th y cô B môn: Đ ng C Đ t Trong đ em hoànỡ ủ ầ ộ ộ ơ ố ể thi n t t h n trong nh ng môn h c sau. Nhân đây em cũng xin chânệ ố ơ ữ ọ thành c m n th y ả ơ ầ Vũ Xuân Thi pệ cùng B môn đã giúp đ đ emộ ỡ ể hoàn thành bài TKMH này. Sinh viên T Ng c Tuyênạ ọ 1 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ M C L CỤ Ụ THI T K MÔN H C Đ NG C Đ T TRONGẾ Ế Ọ Ộ Ơ Ố Đ TÀIỀ TÍNH TOÁN Đ NG H C, Đ NG L C H C C C U KHU UỘ Ọ Ộ Ự Ọ Ơ Ấ Ỷ TR C THANH TRUY NỤ Ề Các thông s c b n:ố ơ ả Ki u đ ng cể ộ ơ 3DN88 Đ ng kính xi lanh (mm) Dườ 88 Hành trình Piston(mm) S 100 S xi lanh iố 3 Công su t Nấ e 30 Mã l cự T s nén ỷ ố ε 18 S vòng quay nố 2600 vòng/phút Su t tiêu hao nhiên li u gấ ệ e(g/ml.h) 185 Xupap n p m s m ạ ở ớ ϕl 140 Xupap n p đóng mu n ạ ộ ϕ2 520 Xupap th i m s m ả ở ớ ϕ3 580 Xupap th i đóng mu n ả ộ ϕ4 160 Góc phun s m ơ ϕs 170 Áp su t cu i hành trình n p pấ ố ạ a 0,086MPa Áp su t khí sót pấ r 0,12MPa Áp su t cu i hành trình nén pấ ố c 4,355MPa Áp su t c c đ i pấ ự ạ z 6,445MPa Áp su t cu i hành trình giãn n pấ ố ở b 0,285MPa Kh i l ng nhóm piston Mố ượ pt 0,58 kg Kh i l ng nhóm thanh truy n Mố ượ ề tt 1,2 kg 2 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ TÍNH TOÁN Đ NG H C & Đ NG L C H CỘ Ọ Ộ Ự Ọ KHU U TR C THANH TRUY NỶ Ụ Ề Đ ng h c và đ ng l c h c là môn h c dùng ph ng pháp quanộ ọ ộ ự ọ ọ ươ đi m c h c đ nghiên c u quy lu t chuy n đ ng, ch u l c c a cácể ơ ọ ể ứ ậ ế ộ ị ự ủ chi ti t máy trong c c u khu u tr c thanh truy n, tr ng thái daoế ơ ấ ỷ ụ ề ạ đ ng, nh t là dao đ ng xo n c a h tr c.ộ ấ ộ ắ ủ ệ ụ Các đ ng c hi n đ i có s vòng quay r t cao, do đó gây nên l cộ ơ ệ ạ ố ấ ự quán tính l n, có khi v t xa tr s l c khí th . L c quán tính tác d ngớ ượ ị ố ự ể ự ụ lên c c u khu u tr c thanh truy n gây nên ng su t khá l n, đôi khiơ ấ ỷ ụ ề ứ ấ ớ làm h h ng các chi ti t máy. Ngoài ra l c quán tính còn có tác d ngư ỏ ế ự ụ kích thích khi n cho các chi ti t trong c c u khu u tr c thanh truy nế ế ơ ấ ỷ ụ ề phát sinh dao đ ng.ộ Tính toán đ ng l c h c c c u khu u tr c thanh truy n nh m m cộ ự ọ ơ ấ ỷ ụ ề ằ ụ đích xác đ nh các l c do h p l c c a l c quán tính và l c khí th tácị ự ợ ự ủ ự ự ể d ng lên chi ti t m i v trí c a tr c khu u đ ph c v cho vi c tínhụ ế ở ỗ ị ủ ụ ỷ ể ụ ụ ệ toán s c b n, nghiên c u tr ng thái mài mòn c a chi ti t máy và cânứ ề ứ ạ ủ ế b ng đ ng c .ằ ộ ơ I/ TÍNH TOÁN Đ NG H C C C U KHU U TR C THANHỘ Ọ Ơ Ấ Ỷ Ụ TRUY N:Ề Nghiên c u quy lu t chuy n đ ng c a Piston là nhi m v ch y uứ ậ ể ộ ủ ệ ụ ủ ế c a đ ng h c. Đ ti n nghiên c u, ta gi thi t trong quá trình làmủ ộ ọ ể ệ ứ ả ế vi c tr c khu u quay v i t c đ không đ i. Đ i v i các đ ng c caoệ ụ ỷ ớ ố ộ ổ ố ớ ộ ơ t c ngày nay do t c đ vòng quay cao nên khi tr ng thái công tác c aố ố ộ ạ ủ đ ng c đã n đ nh thì s thay đ i t c đ góc do s không đ ng đ uộ ơ ổ ị ự ổ ố ộ ự ồ ề v a mômen đ ng c sinh ra không l n l m. Vì v y gi thi t trên g nủ ộ ơ ớ ắ ậ ả ế ầ đúng v i th c t .ớ ự ế 1- Các thông s c b nố ơ ả : T các s li u cho ta có:ừ ố ệ Bán kính quay c a tr c khu uủ ụ ỷ : R = 2 S = = 50 mm = 0,05m Chi u dài thanh truy n : L = ề ề λ R = = 200 mm = 0,2 m trong đó λ là tham s k t c u( ta ch n ố ế ấ ọ λ= 0.25 ). V n t c góc tr c khu u: ậ ố ụ ỷ ω = 30 .npi = 30 2600.pi = 272,13(rad/s) 2- Chuy n v c a pitông:ể ị ủ S = R[(1-cosα) + 4 λ (1-cos2α)] (mm) Trong đó: S - là đ chuy n v c a pittông.ộ ể ị ủ R- là bán kính quay c a tr c khu uủ ụ ỷ ; - là tham s k t c uố ế ấ w- là góc quay c a tr c khu uủ ụ ỷ -Ta có: St = S1+ S2; 3 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ S1 = R(1-cos ) đ d ch chuy n c p 1 ;ộ ị ể ấ S2 = R. 4 λ .(1-cos2) đ d ch chuy n c p 2.ộ ị ể ấ B NG TÍNH Đ Đ CH CHUY N C A PISTONẢ Ộ Ị Ể Ủ B ng 01:ả Đ th chuy n v piston :ồ ị ể ị α 1-cosα s1 (mm) 1-cos2α s2 (mm) s 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 10 0.015 0.760 0.060 0.151 0.910 20 0.060 3.015 0.234 0.585 3.600 30 0.134 6.699 0.500 1.250 7.949 40 0.234 11.698 0.826 2.066 13.764 50 0.357 17.861 1.174 2.934 20.795 60 0.500 25.000 1.500 3.750 28.750 70 0.658 32.899 1.766 4.415 37.314 80 0.826 41.318 1.940 4.849 46.167 90 1.000 50.000 2.000 5.000 55.000 100 1.174 58.682 1.940 4.849 63.532 110 1.342 67.101 1.766 4.415 71.516 120 1.500 75.000 1.500 3.750 78.750 130 1.643 82.139 1.174 2.934 85.074 140 1.766 88.302 0.826 2.066 90.368 150 1.866 93.301 0.500 1.250 94.551 160 1.940 96.985 0.234 0.585 97.570 170 1.985 99.240 0.060 0.151 99.391 180 2.000 100.000 0.000 0.000 100.000 190 1.985 99.240 0.060 0.151 99.391 200 1.940 96.985 0.234 0.585 97.570 210 1.866 93.301 0.500 1.250 94.551 220 1.766 88.302 0.826 2.066 90.368 230 1.643 82.139 1.174 2.934 85.074 240 1.500 75.000 1.500 3.750 78.750 250 1.342 67.101 1.766 4.415 71.516 260 1.174 58.682 1.940 4.849 63.532 270 1.000 50.000 2.000 5.000 55.000 280 0.826 41.318 1.940 4.849 46.167 290 0.658 32.899 1.766 4.415 37.314 300 0.500 25.000 1.500 3.750 28.750 310 0.357 17.861 1.174 2.934 20.795 320 0.234 11.698 0.826 2.066 13.764 330 0.134 6.699 0.500 1.250 7.949 340 0.060 3.015 0.234 0.585 3.600 350 0.015 0.760 0.060 0.151 0.910 4 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ 360 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 đ th chuy n v pittongồ ị ể ị 0.000 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 góc ch uy n v x ể ị s1 s2 s 3/ V n t c pitôngậ ố Đ tính v n t c chuy n đ ng c a piston ta đ o hàm chuy n v Sể ậ ố ể ộ ủ ạ ể ị theo th i gian ta đ c v n t c pitông Vờ ượ ậ ố V = Rω(sinα + 2 λ sin2α) (m/s) Trong đó: V - v n t c pistonậ ố (m/s); R- là bán kính quay c a tr c khu u;ủ ụ ỷ  - là tham s k t c u;ố ế ấ  - là góc quay c a tr c khu u;ủ ụ ỷ ω- t c đ góc tr c khu u.ố ộ ụ ỷ Ta có: V= V1 +V2 V1= Rω.sin -V n t c c p 1;ậ ố ấ V2 = Rω. 2 λ .sin2 - V n t c c p 2.ậ ố ấ 5 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ Ta v đ th V-ẽ ồ ị  bi u di n v n t c c a Piston ph thu c vào gócể ễ ậ ố ủ ụ ộ quay tr c khu u. Tr c tung bi u th v n t c c a piston, tr c hoàngụ ỷ ụ ể ị ậ ố ủ ụ bi u th góc quay ể ị  c a tr c khu u. Ta có đ th nh hình d i .ủ ụ ỷ ồ ị ư ướ α sinα v1 sin2α v2 v 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 10 0.174 2.363 0.342 0.582 2.944 20 0.342 4.654 0.643 1.093 5.747 30 0.500 6.803 0.866 1.473 8.276 40 0.643 8.746 0.985 1.675 10.421 50 0.766 10.423 0.985 1.675 12.098 60 0.866 11.784 0.866 1.473 13.257 70 0.940 12.786 0.643 1.093 13.879 80 0.985 13.400 0.342 0.582 13.981 90 1.000 13.607 0.000 0.000 13.607 100 0.985 13.400 -0.342 -0.582 12.818 110 0.940 12.786 -0.643 -1.093 11.693 120 0.866 11.784 -0.866 -1.473 10.311 130 0.766 10.423 -0.985 -1.675 8.748 140 0.643 8.746 -0.985 -1.675 7.071 150 0.500 6.803 -0.866 -1.473 5.330 160 0.342 4.654 -0.643 -1.093 3.560 170 0.174 2.363 -0.342 -0.582 1.781 180 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 190 -0.174 -2.363 0.342 0.582 -1.781 200 -0.342 -4.654 0.643 1.093 -3.560 210 -0.500 -6.803 0.866 1.473 -5.330 220 -0.643 -8.746 0.985 1.675 -7.071 230 -0.766 -10.423 0.985 1.675 -8.748 240 -0.866 -11.784 0.866 1.473 -10.311 250 -0.940 -12.786 0.643 1.093 -11.693 260 -0.985 -13.400 0.342 0.582 -12.818 270 -1.000 -13.607 0.000 0.000 -13.607 280 -0.985 -13.400 -0.342 -0.582 -13.981 290 -0.940 -12.786 -0.643 -1.093 -13.879 300 -0.866 -11.784 -0.866 -1.473 -13.257 310 -0.766 -10.423 -0.985 -1.675 -12.098 320 -0.643 -8.746 -0.985 -1.675 -10.421 330 -0.500 -6.803 -0.866 -1.473 -8.276 340 -0.342 -4.654 -0.643 -1.093 -5.747 350 -0.174 -2.363 -0.342 -0.582 -2.944 360 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 6 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ L P B NG TÍNH V N T C PISTONẬ Ả Ậ Ố B ng 02 :ả đ th v n t c pittongồ ị ậ ố -20.000 -15.000 -10.000 -5.000 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 góc v n t c v( m /s ) ậ ố v1 v2 v 4/ Gia t c pitôngố Đ tìm gia t c c a piston ta đ o hàm v n t c V c a piston ta đ c giaể ố ủ ạ ậ ố ủ ượ t c piston J ố J = Rω2(cosα + λcos2α) (m/s2) Trong đó J - gia t c c a piston;ố ủ R - là bán kính quay c a tr c khu u;ủ ụ ỷ  - là tham s k t c u;ố ế ấ - là góc quay c a tr c khu u;ủ ụ ỷ w-t c đ góc tr c khu u.ố ộ ụ ỷ Ta có: J= J1 + J2 J1 :Gia t c c p m t. Jố ấ ộ 1 = Rω2cosα J2 :Gia t c c p hai. Jố ấ 2 = Rω2 λcos2α Ta v đ th J-ẽ ồ ị  bi u th s ph thu c gia t c c a piston vào góc quayể ị ự ụ ộ ố ủ  c a tr c khu u. Tr c tung bi u di n đ l n c a J, tr c hoành bi uủ ụ ỷ ụ ể ễ ộ ớ ủ ụ ể th góc quay tr c khu u ị ụ ỷ  7 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ L P B NG TÍNH GIA T C PISTONẬ Ả Ố B ng 03ả α cosα J1 cos2α J2 J 0 1.000 3702.737 1.000 925.684 4628.421 10 0.985 3646.484 0.940 869.859 4516.343 20 0.940 3479.434 0.766 709.115 4188.550 30 0.866 3206.664 0.500 462.842 3669.506 40 0.766 2836.461 0.174 160.743 2997.204 50 0.643 2380.073 -0.174 -160.743 2219.330 60 0.500 1851.368 -0.500 -462.842 1388.526 70 0.342 1266.411 -0.766 -709.115 557.295 80 0.174 642.974 -0.940 -869.859 -226.885 90 0.000 0.000 -1.000 -925.684 -925.684 100 -0.174 -642.974 -0.940 -869.859 -1512.832 110 -0.342 -1266.411 -0.766 -709.115 -1975.526 120 -0.500 -1851.368 -0.500 -462.842 -2314.211 130 -0.643 -2380.073 -0.174 -160.743 -2540.817 140 -0.766 -2836.461 0.174 160.743 -2675.718 150 -0.866 -3206.664 0.500 462.842 -2743.822 160 -0.940 -3479.434 0.766 709.115 -2770.319 170 -0.985 -3646.484 0.940 869.859 -2776.625 180 -1.000 -3702.737 1.000 925.684 -2777.053 190 -0.985 -3646.484 0.940 869.859 -2776.625 200 -0.940 -3479.434 0.766 709.115 -2770.319 210 -0.866 -3206.664 0.500 462.842 -2743.822 220 -0.766 -2836.461 0.174 160.743 -2675.718 230 -0.643 -2380.073 -0.174 -160.743 -2540.817 240 -0.500 -1851.368 -0.500 -462.842 -2314.211 250 -0.342 -1266.411 -0.766 -709.115 -1975.526 260 -0.174 -642.974 -0.940 -869.859 -1512.832 270 0.000 0.000 -1.000 -925.684 -925.684 280 0.174 642.974 -0.940 -869.859 -226.885 290 0.342 1266.411 -0.766 -709.115 557.295 300 0.500 1851.368 -0.500 -462.842 1388.526 310 0.643 2380.073 -0.174 -160.743 2219.330 320 0.766 2836.461 0.174 160.743 2997.204 330 0.866 3206.664 0.500 462.842 3669.506 340 0.940 3479.434 0.766 709.115 4188.550 350 0.985 3646.484 0.940 869.859 4516.343 360 1.000 3702.737 1.000 925.684 4628.421 8 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ đ th gia t c pittongồ ị ố -5000.000 -4000.000 -3000.000 -2000.000 -1000.000 0.000 1000.000 2000.000 3000.000 4000.000 5000.000 6000.000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 góc gi a t c j(m /s 2) ố J1 J2 J II/ TÍNH TOÁN Đ NG L C H C Đ NG C Đ T TRONGỘ Ự Ọ Ộ Ơ Ố 1/ Khái quát Khi đ ng c làm vi c, c c u tr c khu u - thanh truy nộ ơ ệ ơ ấ ụ ỷ ề (CCTKTT) nói riêng và đ ng c nói chung ch u tác d ng c a các l cộ ơ ị ụ ủ ự nh l c khí th , l c quán tính, tr ng l c và l c ma sát. Tr tr ng l cư ự ể ự ọ ự ự ừ ọ ự ra, các l c các l c khác đ u có tr s thay đ i theo các v trí c a Pistonự ự ề ị ố ổ ị ủ trong các chu trình công tác c a đ ng c . Khi tính toán đ ng l c h c,ủ ộ ơ ộ ự ọ ta ch xét các l c có giá tr l n là l c khí th và l c quán tính.ỉ ự ị ớ ự ể ự M c đích c a vi c tính toán đ ng l c h c là xác đ nh các l cụ ủ ệ ộ ự ọ ị ự do h p l c c a hai lo i l c trên đây tác d ng lên CCTKTT và mô menợ ự ủ ạ ự ụ do chính chúng sinh ra đ làm c s cho vi c tính toán cân b ng đ ngể ơ ở ệ ằ ộ c , tính toán s c b n c a các chi ti t, nghiên c u tr ng thái mài mònơ ứ ề ủ ế ứ ạ và tính toán dao đ ng xo n c a h tr c khu u.ộ ắ ủ ệ ụ ỷ Vi c kh o sát đ ng l c h c đ c d a trên ph ng pháp và quan đi mệ ả ộ ự ọ ượ ự ươ ể c a c h c lý thuy t. Các l c và mô men trong tính toán đ ng l c h củ ơ ọ ế ự ộ ự ọ đ c bi u di n d i d ng hàm s c a góc quay tr c khu u ượ ể ễ ướ ạ ố ủ ụ ỷ α và quy c là pittông đi m ch t trên thì ướ ở ể ế α = 00. Ngoài ra, các l c nàyự th ng đ c tính v i m t đ n v di n tích đ nh pittông. V sau khiườ ượ ớ ộ ơ ị ệ ỉ ề c n tính giá tr th c c a các l c, ta nhân giá tr c a áp su t v i di nầ ị ự ủ ự ị ủ ấ ớ ệ tích ti t diên ngang c a đ nh pittông.ế ủ ỉ 2/D ng các đ th véct ph t iự ồ ị ơ ụ ả Đ th véct ph t i là đ th bi u di n s tác d ng c a cácồ ị ơ ụ ả ồ ị ể ễ ự ụ ủ l c lên b m t làm vi c các v trí khác nhau trên tr c khu u. Các bự ề ặ ệ ở ị ụ ỷ ề m t làm vi c quan tr ng c a đ ng c g m b m t ch t khu u, cặ ệ ọ ủ ộ ơ ồ ề ặ ố ỷ ổ tr c, b c, lót đ u to thanh truy n và b c lót tr cụ ạ ầ ề ạ ổ ụ . 9 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ Đ th vect ph t i dùng đ :ồ ị ơ ụ ả ể -Xác đ nh ph t i nh m xem xét quy lu t mài mòn b m tị ụ ả ằ ậ ề ặ làm vi c.ệ -Xác đ nh khu v c ch u l c bé nh t và trung bình nh m đánhị ự ị ự ấ ằ giá nh m ch n v trí khoan l d u bôi tr n.ằ ọ ị ỗ ầ ơ -Xác đ nh đ n v ph t i l n nh t và trung bình nh m đánh giáị ơ ị ụ ả ớ ấ ằ m c đ va đ p.ứ ộ ậ Đ d ng đ th y, tr c tiên ta ph i xác đ nh các l c tác d ng:ể ự ồ ị ấ ướ ả ị ự ụ l c ti p tuy n T, l c pháp tuy n Z và l c li tâm Pự ế ế ự ế ự k 0 do kh i l ng mố ượ 2 gây ra. Sau khi có đ th l c khí th P = (P - Pồ ị ự ể 0) 2 4 Dpi theo góc quay α s xác đ nh đ c s bi n thiên c a l c quán tính chuy n đ ng t nhẽ ị ượ ự ế ủ ự ể ộ ị ti n: ế Pj = - mj.R.2. (cosα + cos2α). C ng hai đ th đó l i s đ c s bi n thiên c a l c Pộ ồ ị ạ ẽ ượ ự ế ủ ự  theo α. Ti p theo s xác đ nh đ c s bi n thiên c a l c ti p tuy n:ế ẽ ị ượ ự ế ủ ự ế ế T = β βα cos )sin(. +∑P và l c pháp tuy n Z =ự ế β βα cos )cos(. +∑P L c quán tính c a kh i l ng thanh truy n quy d n v tâm đ u toự ủ ố ượ ề ẫ ề ầ thanh truy n, tác d ng lên b m t c khu u: Pề ụ ề ặ ổ ỷ R2 = m2.R.2. Đ th vect ph t i tác d ng trên b m t ch t khu u đ c vồ ị ơ ụ ả ụ ề ặ ố ỷ ượ ẽ v i gi thi t r ng tr c khu u đ ng yên còn xi lanh quay v i v n t cớ ả ế ằ ụ ỷ ứ ớ ậ ố tr c khu u nh ng theo chi u ng c l i. H p l c Q c a các l c tácụ ỷ ư ề ượ ạ ợ ự ủ ự d ng lên b m t ch t khu u:ụ ề ặ ố ỷ = ++ T đ th véct ph t i tác d ng lên b m t ch t khu u ta cóừ ồ ị ơ ụ ả ụ ề ặ ố ỷ th tri n khai thành đ th Qể ể ồ ị ck - α sau đó tính giá tr trung bình Qị tb trên c s đó có th xác đ nh đ c h s va đ p c a b m t t ng tác.ơ ở ể ị ượ ệ ố ậ ủ ề ặ ươ 3/ L c khí th ự ể Xây d ng đ th công P-Vự ồ ị D a vào các thông s nhi t :ự ố ệ + Hành trình pitông : S = 100 mm + T s nén : ỉ ố ε = 18 + áp su t : ấ pa = 0,086 (MPa) 10 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ Pc = 4,355 (MPa) Pz = 6,445 (MPa) Pb = 0,285 (MPa) Pr = 0,12 (MPa) Th tích làm vi c c a xi lanh Vể ệ ủ h Vh= 4 .. 2 SDpi = = 6,08.10-4 ( m3)=609 cm3 Vì t s nén ỉ ố ε =18 nên th tích bu ng cháy c a xilanh Vể ồ ủ c: Vc= = =3,58.10-5 (m3) = 35,8cm3 Dung tích toàn b xi lanh:ộ Va=Vc. ε =3,58.10-5.18= 64,44.10-5 (m3) =644,4 cm3 D ng đ ng nén đa bi n a-cự ườ ế Pc = Pa.n 1 ⇒n1 = =1,358 Đ v đ th đ ng nén đa bi n ta bi n đ i nh sau:ể ẽ ồ ị ườ ế ế ổ ư Px. n1 n1x c= P .VV c => c c n1 n1x c P P=V i( ) V Px = ( v i ớ 1 18i = → ) Ta có b ng nh ph n d i ả ư ầ ướ D ng đ ng giãn n đa bi n z-b ự ườ ở ế Pb = Pz.()n 2 , ch n ọ  = 1.5 ⇒ ch s dãn đa bi n: ỉ ố ế n2 = = 1,255 => Vz= 22 . nbn b z P V P = 53,699 3cm . T ng t nh đ th quá trình nén ta cũng có:ươ ự ư ồ ị 2 2 P P V( ) V P z zx n nx z i = = ( v i ớ 1 12i = → ) 11 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ i 1ni Pxn=Pc/i^n1(MPa) lPx(mm) 2ni Pxd=Pz/i^n2 lPx(mm) 1 1.000 4.355 174.20 1.000 6.445 257.80 2 2.563 1.699 67.96 2.387 2.700 108.02 3 4.446 0.980 39.18 3.970 1.623 64.94 4 6.570 0.663 26.51 5.696 1.131 45.26 5 8.896 0.490 19.58 7.537 0.855 34.20 6 11.395 0.382 15.29 9.475 0.680 27.21 7 14.049 0.310 12.40 11.497 0.561 22.42 8 16.842 0.259 10.34 13.595 0.474 18.96 9 19.763 0.220 8.81 15.761 0.409 16.36 10 22.803 0.191 7.64 17.989 0.358 14.33 11 25.954 0.168 6.71 20.274 0.318 12.72 12 29.210 0.149 5.96 22.614 0.285 11.40 13 32.564 0.134 5.35 25.003 14 36.012 0.121 4.84 27.440 15 39.549 0.110 4.40 29.922 16 43.171 0.101 4.04 32.447 17 46.876 0.093 3.72 35.012 18 50.659 0.086 3.44 37.616 Hi u ch nh đ th :ệ ỉ ồ ị + Góc phun nhiên li u s m : ệ ớ ϕ s = 170 + Góc m s m xuppap n p : ở ớ ạ ϕ1 = 140 + Góc đóng mu n xuppap n p : ộ ạ ϕ2 = 520 + Góc m s m xuppap th i : ở ớ ả ϕ3 = 580 + Góc đóng mu n xuppap th i : ộ ả ϕ4 = 160 + Hi u ch nh c’’: ệ ỉ pc’’= pc+1/3.(pz-pc) =4,355+1/3(6,445-4,355) =5,05(MPa) + Hi u ch nh b’’:ệ ỉ pb’’ = pb – 0,5(pb- pr)=0,285- 0,5(0,285- 0,12 ) =0,2 (M Pa) + Đ d ch chuy n Brich:ộ ị ể OO’= R. 2 λ T các s li u trên ta xây d ng đ c đ th công nh hình v : ừ ố ệ ự ượ ồ ị ư ẽ T l xích ỉ ệ µv = 3 (cm3/mm) T l xích ỉ ệ µp =0,025(MPa/mm) 12 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ Đ th công P-V : ( chi ti t b n A0)ồ ị ế ả 4/ L c quán tính.ự L c quán tính t nh ti n đ c tính theo công th cự ị ế ượ ứ pj = -mRω2(cosα + λcos2α) (kG/cm2) V i m = (mớ pt+ m1 )/FP Di n tích đ nh pittông: Fệ ỉ P = 4 . 2Dpi = 2.0,088 4 pi = 0,61.10 2− (m2) Ta có mpt : kh i l ng nhóm pitông ố ượ mpt = 0,58 (kg); m1 : kh i l ng thanh try n quy d n v đ u nh thanh truy n.ố ượ ề ẫ ề ầ ỏ ề Ta có : mtt = 1.2 (kg). M t khác mặ 1= 0,3.1.2 = 0,36 (kg). Kh i l ng trên m t đ n v di n tích đ nh pistonố ượ ộ ơ ị ệ ỉ m = 2 0,58 0,36 0,61.10− + = 154,1 (kg/m2); pj=- m.J = - 154,1.10 5− .J (kG/cm2) Ta có b ng tính ả pj theo các góc : V i Jớ 1 = R.ω 2 .Cosα ; J2 = R.ω 2 .λ. Cos2α Và J= J1+J2 Trong đó ω= .30 npi = 260 3 .π ( rad/s). 13 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ Ta có b ng tính Pj d i đây:ả ướ α J1 J2 J Pj (KG/cm2) 0 3706.60 926.65 4633.25 -7.140 10 3650.29 870.77 4521.06 -6.967 20 3483.07 709.86 4192.92 -6.461 30 3210.01 463.33 3673.34 -5.661 40 2839.42 160.91 3000.33 -4.624 50 2382.56 -160.91 2221.65 -3.424 60 1853.30 -463.33 1389.98 -2.142 70 1267.73 -709.86 557.88 -0.860 80 643.64 -870.77 -227.12 0.350 90 0.00 -926.65 -926.65 1.428 100 -643.64 -870.77 -1514.41 2.334 110 -1267.73 -709.86 -1977.59 3.047 120 -1853.30 -463.33 -2316.63 3.570 130 -2382.56 -160.91 -2543.47 3.919 140 -2839.42 160.91 -2678.51 4.128 150 -3210.01 463.33 -2746.69 4.233 160 -3483.07 709.86 -2773.21 4.274 170 -3650.29 870.77 -2779.52 4.283 180 -3706.60 926.65 -2779.95 4.284 190 -3650.29 870.77 -2779.52 4.283 200 -3483.07 709.86 -2773.21 4.274 210 -3210.01 463.33 -2746.69 4.233 220 -2839.42 160.91 -2678.51 4.128 230 -2382.56 -160.91 -2543.47 3.919 240 -1853.30 -463.33 -2316.63 3.570 250 -1267.73 -709.86 -1977.59 3.047 260 -643.64 -870.77 -1514.41 2.334 270 0.00 -926.65 -926.65 1.428 280 643.64 -870.77 -227.12 0.350 290 1267.73 -709.86 557.88 -0.860 300 1853.30 -463.33 1389.98 -2.142 310 2382.56 -160.91 2221.65 -3.424 320 2839.42 160.91 3000.33 -4.624 330 3210.01 463.33 3673.34 -5.661 340 3483.07 709.86 4192.92 -6.461 350 3650.29 870.77 4521.06 -6.967 360 3706.60 926.65 4633.25 -7.140 14 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ 5/ T ng h p l c khí th và l c qổ ợ ự ể ự uán tính tác d ng lên c c uụ ơ ấ pΣ = pkt+pj Sau khi v đ th P-V ta xác đ nh đ c Pẽ ồ ị ị ượ kt v i Pớ kt = P-Po .K t h p v iế ợ ớ b ng Pj trên ta tính đ c pả ở ượ Σ t ng ng v i góc ươ ứ ớ α. α Pj (KG/cm2) Pkt(KG/cm2) pΣ (KG/cm2) 0 -7.140 0.219 -6.921 15 -6.754 -0.121 -6.875 30 -5.661 -0.121 -5.782 45 -4.039 -0.121 -4.160 60 -2.142 -0.121 -2.263 75 -0.242 -0.121 -0.363 90 1.428 -0.121 1.307 105 2.715 -0.121 2.594 120 3.570 -0.121 3.449 135 4.039 -0.121 3.918 150 4.233 -0.121 4.112 165 4.281 -0.121 4.160 180 4.284 -0.121 4.163 195 4.281 -0.1026 4.178 210 4.233 -0.0548 4.178 225 4.039 0.0301 4.069 240 3.570 0.1722 3.742 255 2.715 0.4062 3.121 270 1.428 0.7962 2.224 285 -0.242 1.4801 1.238 300 -2.142 2.7879 0.646 315 -4.039 5.6172 1.578 330 -5.661 12.1375 6.477 345 -6.754 25.595 18.841 360 -7.140 54.019 46.879 375 -6.754 63.469 56.715 390 -5.661 33.6892 28.029 405 -4.039 17.6003 13.561 420 -2.142 10.1864 8.044 435 -0.242 6.5551 6.313 450 1.428 4.5771 6.005 465 2.715 3.4551 6.170 480 3.570 2.7595 6.329 495 4.039 2.3264 6.365 510 4.233 2.14 6.373 525 4.281 1.9237 6.204 540 4.284 1.219 5.503 555 4.281 0.7239 5.004 570 4.233 0.2382 4.471 585 4.039 0.219 4.258 600 3.570 0.219 3.789 615 2.715 0.219 2.934 630 1.428 0.219 1.647 15 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ 645 -0.242 0.219 -0.023 660 -2.142 0.219 -1.923 675 -4.039 0.219 -3.820 690 -5.661 0.219 -5.442 705 -6.754 0.219 -6.535 720 -7.140 0.219 -6.921 T b ng trên ta v đ c đ th P-ừ ả ẽ ượ ồ ị α nh bên d i : ( chi ti t b n A0)ư ướ ế ả 6/ V đ th l c tác d ng lên ch t khu u Qẽ ồ ị ự ụ ố ỷ ch Xác đ nh s bi n thiên c a l c ti p tuy n T và l c pháp tuy nị ự ế ủ ự ế ế ự ế Z T = Σ + p. cos )sin( β βα (kG/cm2), Z = Σ + p. cos )cos( β βα (kG/cm2) β= arcsin (λsin α ) =arcsin ( 4 Sinα ) Áp su t- Góc quayấ -20.000 -10.000 0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 góc Á p su tấ Pj Pkt P 16 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ α P t ngổ BETA COS SIN T Z 0 -6.921 0.000 1.000 0.000 0.000 -6.921 15 -6.875 3.710 0.949 0.321 -2.210 -6.525 30 -5.782 7.181 0.803 0.609 -3.522 -4.643 45 -4.160 10.182 0.580 0.834 -3.470 -2.413 60 -2.263 12.504 0.308 0.977 -2.211 -0.697 75 -0.363 13.974 0.018 1.030 -0.374 -0.007 90 1.307 14.478 -0.258 1.000 1.307 -0.337 105 2.594 13.974 -0.499 0.902 2.339 -1.295 120 3.449 12.504 -0.692 0.755 2.604 -2.387 135 3.918 10.182 -0.834 0.580 2.273 -3.268 150 4.112 7.181 -0.929 0.391 1.607 -3.820 165 4.160 3.710 -0.983 0.196 0.816 -4.088 180 4.163 0.000 -1.000 0.000 0.000 -4.163 195 4.178 -3.710 -0.983 -0.196 -0.820 -4.106 210 4.178 -7.181 -0.929 -0.391 -1.633 -3.881 225 4.069 -10.182 -0.834 -0.580 -2.360 -3.394 240 3.742 -12.504 -0.692 -0.755 -2.826 -2.590 255 3.121 -13.974 -0.499 -0.902 -2.814 -1.558 270 2.224 -14.478 -0.258 -1.000 -2.224 -0.574 285 1.238 -13.974 0.018 -1.030 -1.276 0.023 300 0.646 -12.504 0.308 -0.977 -0.631 0.199 315 1.578 -10.182 0.580 -0.834 -1.316 0.916 330 6.477 -7.181 0.803 -0.609 -3.945 5.201 345 18.841 -3.710 0.949 -0.321 -6.056 17.883 360 46.879 0.000 1.000 0.000 0.000 46.879 375 56.715 3.710 0.949 0.321 18.231 53.831 390 28.029 7.181 0.803 0.609 17.072 22.508 405 13.561 10.182 0.580 0.834 11.312 7.867 420 8.044 12.504 0.308 0.977 7.859 2.477 435 6.313 13.974 0.018 1.030 6.505 0.116 450 6.005 14.478 -0.258 1.000 6.005 -1.551 465 6.170 13.974 -0.499 0.902 5.562 -3.080 480 6.329 12.504 -0.692 0.755 4.780 -4.380 495 6.365 10.182 -0.834 0.580 3.693 -5.309 510 6.373 7.181 -0.929 0.391 2.491 -5.920 525 6.204 3.710 -0.983 0.196 1.217 -6.097 540 5.503 0.000 -1.000 0.000 0.000 -5.503 555 5.004 -3.710 -0.983 -0.196 -0.982 -4.918 570 4.471 -7.181 -0.929 -0.391 -1.748 -4.154 585 4.258 -10.182 -0.834 -0.580 -2.470 -3.552 600 3.789 -12.504 -0.692 -0.755 -2.861 -2.622 615 2.934 -13.974 -0.499 -0.902 -2.645 -1.465 630 1.647 -14.478 -0.258 -1.000 -1.647 -0.425 645 -0.023 -13.974 0.018 -1.030 0.023 0.000 660 -1.923 -12.504 0.308 -0.977 1.879 -0.592 675 -3.820 -10.182 0.580 -0.834 3.186 -2.216 690 -5.442 -7.181 0.803 -0.609 3.315 -4.370 17 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ 705 -6.535 -3.710 0.949 -0.321 2.101 -6.203 720 -6.921 0.000 1.000 0.000 0.000 -6.921 h to đ T-Z g c t i Oệ ạ ộ ố ạ 1 chi u d ng c a T h ng sang ph i , chi uề ươ ủ ướ ả ề d ng c a Z h ng xu ng d i.ươ ủ ướ ố ướ Ta có l c quán tính li tâm c a kh i l ng chuy n đ ng quay c aự ủ ố ượ ể ộ ủ thanh truy n ề Pk = -m2Rω2 / FP (kG/cm2) Trong đó m2: là kh i l ng thanh truy n qui d n v tâm ch t khu uố ượ ề ẫ ề ố ỷ m2 =mtt-m1 =1.2 – 0.36 =0.84 (kg) Pk = 1 2 4 2 0,84.10 .0,050.272,13 5,1.10 0,61.10 − − − = − (KG/m2) V y Pậ k =-5,1 (KG/cm2) Xác đ nh tâm ch t khu u: tâm ch t khu u n m trên tr c Z và cách Oị ố ỷ ố ỷ ằ ụ 1 m t đo n b ng tr s c a Pộ ạ ằ ị ố ủ k Trên h to đ T-Z xác đ nh các tr s c a T và Z khác nhau tuỳ vàoệ ạ ộ ị ị ố ủ các giá tr ị α 18 TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ 7/V đ th Q - ẽ ồ ị  T đ th ph t i tác d ng lên c biên ta l p đ c quan hừ ồ ị ụ ả ụ ổ ậ ượ ệ Q - , trong đó Q là l c t ng h p tác d ng lên c biên.ự ổ ợ ụ ổ = + + = + Trên đ th thì l c t ng h p đ c xác b ng cách: v i góc quayồ ị ự ổ ợ ượ ằ ớ tr c khu u ụ ỷ  ta xác đ nh đ c đi m Pị ượ ể tt t ng ng trên đ th , sau đóươ ứ ồ ị n i đi m Pố ể tt v i tâm c biên gi đ nh D ta xác đ nh đ c véc t DPớ ổ ả ị ị ượ ơ tt bi u di n t ng h p tác d ng lên c biên t i th i đi m ng v i gócể ễ ổ ợ ụ

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfTính toán động học, động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền.pdf