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.
24 trang |
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 5913 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Tính toán động học, động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền, để xem tài liệu hoàn chỉnh 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:
- Tính toán động học, động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền.pdf