Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo Kết cấu tính toán động Cơ đốt trong - Bản vẽ Cơ cấu phối khí thuộc Bộ môn Động lực, Khoa Cơ khí, Đại học kỹ thuật
TÝnh to¸n nhãm Trơc khủu Ch ỉ å n g 5. Tênh toạn nhọm trủ c khuu bạnh â5.1. Tênh s ỉ ï c b ã ưn trủ c khuu Theo quan âi m s ïc b n v ût li ûu, trủc khuy u la d mãø ỉ ãư á ã í ì áư si u ténh âàût tr n n n âa n h i (do th n mạy bi n dảng).ã ã ãư ì äư á ãú5.1.1. Gi thi ã ú t tênh toạn:∗ Trủc khuy u cọ â ü c ïng tuy ût â i.í ä ỉ ã äú∗ Kh ng xẹt â n bi n dảng th n mạy.ä ãú ãú á∗ Kh ng tênh â n li n k t khi chëu cạc l ûc (xẹt t ngä ãú ã ãú ỉ ỉì khuy u theo ki u ph n âoản).í ãø á∗ Tênh toạn theo s ïc b n ténh.ỉ ãư∗ Khi xẹt â n s ïc b n â üng s dủng cạc h û s anãú ỉ ãư ä ỉí ã äú toa n, tr n c s h û l ûc â üc l ûp tr n cạc khuy u, trì ã å åí ã ỉ ä á ã í ỉì m men.ä5.1.2. Tênh theo ph ỉ å n g phạp ph án â oa û n :5.1.2.1. Så â ä ư lỉ û c trãn khuu tru û c:5.1.2.2. Trỉ å ìng hå ü p khåíi â ä ü n g :Gia thi t khuy u trủcí ãú í vë trê âi m ch t tr n (å í ãø ãú ã α = 0), do t c â ü nho bộú ä í í qua l ûc quạn tênh.ỉZo = Z = pzmax.FpL ûc phạp tuy n Z =ỉ ãú PzmaxollZZ′′=′ Biªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝ1l”l’lob’b”Z’Z”Za’ a” TÝnh to¸n nhãm Trơc khủu ollZZ′=′′(5-1)a. Chä ú t ch ë u ú n :uuWlZ′′=σ (5-2)v ïi ch t âàûc å äúW dch= 0 13, ; ch t r ùng äú ä)dd(1,0Wch4ch4chuδ−=b. Mạ khuu ch ë u ỉ ï ng su á ú t ú n, nẹn ta ûi A-A:6hbbZWM2uuu′==σMN/m2(5-3)bh2Zn=σMN/m2(5-4)•ỈÏ ï ng su á ú t tä ø n g :nuσ+σ=σΣMN/m2(5-5)5.1.2.3. Trỉ å ìng hå ü p lỉ û c Zmax:L ûc tạc dủng Zỉmax xạc âënh theo c ng th ïc:ä ỉ)1(mRPZ2maxzmaxλ+ω−= MN (5-6))CC(ZZ21maxo+−=V ïi : å∗ m: Kh i l üng chuy n â üng tënh ti n cu a c c ú ỉå ãø ä ãú í å áú khuy u trủc thanh truy n (kg)í ãư∗ C1: L ûc quạn tênh ly t m cu a ch t khuy u. Cỉ á í äú í1= mchRω2∗ C2: L ûc quạn tênh ly t m cu a kh i l üng thanhỉ á í äú ỉå truy n qui v â u to. Cãư ãư áư2=m2Rω2Biªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝ2bh2143yyxxIIIIIIIVl”l’lob’b”Z’Z”Zmaxa’a”C1C2Pr1Pr1Pr2Pr2c'c" TÝnh to¸n nhãm Trơc khủu Do v ûy cạc l ûc tạc dủng l n khuy u trủc bao g m:á ỉ ã í äư]mm)1(m[RPZ2ch2maxzo++λ+ω−=(5-7)Pr1, Pr2 la cạc l ûc quạn tênh ly t m cu a mạ khuy u v ỉ á í í ì â i trng.äúPha n l ûc tải cạc g i:í ỉ äúoo1r2rooo1r2rol)"b'bl(P)c'cl2(PlZZl)"b'bl(P)"c'c"l2(PlZZ−+−′−′+′+′=′′+−−−++′′=′(5-8)Khi khuy u trủc â i x ïng:í äú ỉ2r1roPP2ZZZ +−=′′=′a. Xạc â ë n h khuu nguy hi ã ø m :Khuy u nguy hi m la khuy u v a chëu l ûc Zí ãø ì í ỉì ỉmax va (ì ΣTi-1)max mu n bi t pha i d ûa va o â thë T = f(äú ãú í ỉ ì äư α).Vê dủ v ïi â üng c 6 xi lanh, th ï t û la m vi ûc 1-5-3-6-2-4å ä å ỉ ỉ ì ã cọ giạ trë T cạc gọc å í α nh sau:ỉα0 120 240 360 480 600T(MN/m2) 0 0,92 -0,62 0 0,64 -0,63 L ûp ba ng ta bi t â üc khuy u th ï 2 chëu l ûc (á í ãú ỉå í ỉ ỉ ΣTi-1)max. Do âo ï c n tênh b n cho khuy u na y.áư ãư í ìb. Tênh s ỉ ï c b ã ưn ch ä ú t khuu:•ỈÏng su á ú t ú n ch ä ú t khuu: (Coi nh ỉ khuu â ä ú i xỉ ï ng)u2r1ruuuWcPaPlZWM −+′′==σ MN/m2(5-9)•ỈÏng su á ú t xồ õ n ch ä ú t khuu:k1ikkkWRTWM−Σ=′=τMN/m2(5-10)Trong âọ Wk la m dun ch ng xồ n cu a ch t: Wì ä äú õ í äúk = 2Wu•ỈÏng su á ú t tä ø n g tạc du û ng lãn ch ä ú t :2k2u4τ+σ=σΣMN/m2(5-11)c. Tênh s ỉ ï c b ãưn c ä ø tru û c khuu:Biªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝ3 TÝnh to¸n nhãm Trơc khủu •ỈÏng su á ú t ú n c ä ø tru û c:ck3uuud1,0bZWM′==σ MN/m2(5-12)•ỈÏng su á ú t xồ õ n c ä ø tru û c:ck31ikkkd2,0RTWM−Σ=′=τMN/m2(5-13)•ỈÏng su á ú t tä ø n g tạc du û ng lãn c ä ø tru û c:2k2u4τ+σ=σΣMN/m2(5-14)d. Tênh s ỉ ï c b ãưn mạ khuu:•ỈÏng su á ú t nẹn mạ khuu:bhPZ2rn−′=σMN/m2(5-15)•ỈÏng su á ú t ú n quanh tru û c y-y:6bhRTWMWM21iuykuyyuyu−Σ=′==σMN/m2(5-16)• ỈÏng su á ú t ú n quanh tru û c x-x:6hb)ca(PbZWM22ruxxuxu−+′′==σMN/m2(5-17)• ng su t t ng khi chëu u n va nẹn la ỈÏ áú äø äú ì ì σΣ: nyuxuσ+σ+σ=σΣMN/m2(5-18)5.1.2.4. Trỉ å ìng hå ü p lỉ û c Tmax:Xạc â ë n h khuu nguy hiã ø m :Khuy u nguy hi m la khuy u v a chëu l ûc Tí ãø ì í ỉì ỉmax va (ì ΣTi-1)max mu n bi t pha i d ûa va o â thë T =f(äú ãú í ỉ ì äư α).Vê dủ v ïi â üng c 6 xi lanh, th ï t û la m vi ûc 1-5-3-6-2-4å ä å ỉ ỉ ì ã cọ giạ trë T cạc gọc å í α nh sau. Tmax ỉ å í αTmax = 27.α27 147 267 387 507 627T(MN/m2) 1.810 0.55 -0.4 -0.78 0.4 -0.45L ûp ba ng ta bi t â üc khuy u th ï 2 chëu l ûc (á í ãú ỉå í ỉ ỉ ΣTi-1)max . Do âo ï c n tênh b n cho khuy u na y.áư ãư í ìa. Tênh s ỉ ï c b ãưn ch ä ú t khuu:Biªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝ4 TÝnh to¸n nhãm Trơc khủu •ỈÏng su á ú t ú n quanh tru û c y-yuyuyyuyuWlTWM′′==σ (5-19)•ỈÏng su á ú t ú n quanh tru û c x-x:ux2r1ruxxuxuWcPaPlZWM−+′′==σ(5-20)V ïi ch t hçnh trủ: å äú)dd(1,0WWch4ch4chuyuxδ−==•ỈÏng su á ú t ú n tä ø n g tạc du ûng lãn ch ä ú t :2yu2xuuσ+σ=σMN/m2(5-21)•ỈÏng su á ú t xồ õ n ch ä ú t khuu:ch31ikkkd2,0R)TT(WM+Σ=′′=τ−(5-22)•ỈÏng su á ú t tä ø n g khi ch ëu ú n v xo à õ n tạc du û ng lãn ch ä ú t khuu:2k2u4τ+σ=σΣMN/m2(5-23)b. Tênh s ỉ ï c b ãưn c ä ø tru û c khuu:Tênh cho c trủc b n pha i vç chëu ta i nàûng h n c trủcäø ã í í å äø b n trại:ã•ỈÏng su á ú t ú n tạc du û ng lãn c ä ø khuu do lỉ û c tiã ú p tu ú n T” g áy ra:uyuyyuyuWbTWM′′′′==σ (5-24)•ỈÏng su á ú t ú n tạc du ûng lãn c ä ø khuu do lỉ û c phạp tu ú n Z" gáy ra:uxuxxuxuWbZWM′′′′==σ(5-25)V ïi c trủc hçnh trủ: å äøck3uyuxd1,0WW==•ỈÏng su á ú t ú n tä ø n g tạc du ûng lãn c ä ø :2yu2xuuσ+σ=σMN/m2(5-26)Biªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝ5 TÝnh to¸n nhãm Trơc khủu •ỈÏng su á ú t xồ õ n c ä ø khuu:ck31ikkkd2,0R)TT(WM+Σ=′′=τ−(5-27)•ỈÏng su á ú t tä ø n g khi ch ë u ú n v xo à õ n tạc du û ng lãn c ä ø khuu:2k2u4τ+σ=σΣMN/m2(5-28)c. Tênh b ãưn mạ khuu:Mạ khuy u b n pha i chëu l ûc l ïn h n n n tênh toạn ch ã í ỉ å å ã mạ na y.ì•ỈÏng su á ú t ú n do lỉ û c phạp tu ú n Z” gáy ra:6hbbZWM2uuzuz′′′′==σMN/m2(5-29)•ỈÏng su á ú t ú n do lỉ û c quạn t ênh ly tám Pr2 gáy ra:6hb)ca(PWM22ruurur−==σMN/m2(5-30)•ỈÏng su á ú t ú n do lỉ û c tiã ú p tuy ã ú n T" gáy ra:6bhrT2uT′′=σMN/m2 (5-31) V ïiå r la khoa ng cạch t t m c trủc â n ti t di ûnì í ỉì á äø ãú ãú ã nguy hi m cu a mạ.ãø í•ỈÏng su á ú t ú n do m ä men xo à õ n M”K gáy ra:6bhM2KuM′′=σ(5-32)•ỈÏng su á ú t xo à õ n mạ khuu do lỉ û c tiã ú p tu ú n T” g áy ra:KKWbT′′′′=τ(5-33)Do ti t di ûn mạ khuy u dảngãú ã í Biªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝbh2143yyxxIIIIIIIV6 TÝnh to¸n nhãm Trơc khủu ch ỵ nh ût, ïng su t xồ n tải cạc âi m khạc nhau:ỉ á ỉ áú õ ãøi m 1,2,3,4 cọ  ãø τK = 0i m I,II cọ  ãø τK = τKmax =21hbgbT′′′′(5-34)i m III,IV cọ  ãø τK = τKmin = g2τKmax ; g1,g2 la h û s ïngì ã äú ỉ su t phủ thu üc h/báú ä• ỈÏng su á ú t nẹn mạ khuu:bhPZ2rn−′′=σMN/m2(5-35)L ûp ba ng xẹt d u ïng su t tạc dủng tr n mạ khuy í áú ỉ áú ã í : (nẹn + ; kẹo - )1 2 3 4 I II II IVσn+ + + + + + + +σuz+ - + - + - 0 0σur+ - + - + - 0 0σuT+ + - - 0 0 + -σuM- - + + 0 0 - +Σσ Σσ1Σσ2Σσ3Σσ4ΣσIΣσIIΣσIIIΣσIVτK0 0 0 0τKmaxτKmaxτKminτKminσΣΣσ1Σσ2Σσ3Σσ4σΣIσΣIIσΣIIIσΣIV• ỈÏng su á ú t tä ø n g ta ûi cạc âi ã ø m 1,2,3,4 l:σΣ1,2,3,4 = Σσ1,2,3,4 MN/m2• ỈÏng su á ú t tä ø n g ta ûi cạc âi ã ø m I,II l:2maxk2II,III,I4τ+σΣ=σΣMN/m2(5-36)•ỈÏng su á ú t tä ø n g ta ûi cạc âi ã ø m II,IV l:2mink2IV,IIIIV,III4τ+σΣ=σΣMN/m2(5-37)5.1.2.5. Trỉ å ìng hå ü p lỉ û c ∑Tmax: Vë trê tênh toạn la ì α = αΣTmax vë trê na y xạc âënh nh âì åì äư thë ΣT = f(α), khuy u nguy hi m la khuy u v a chëu â ng th ií ãø ì í ỉì äư åì m men ä ΣTmax R va m men xồ n do t ng cạc l ûc ti p tuy nì ä õ äø ỉ ãú ãú cạc khuy u tr ïc âọ (í ỉå ΣTi-1)max.R. T â thë ỉì äư ΣT = f(α), bi t â ücãú ỉå αΣTmax quay ng üc lải â thë T = f(ỉå äư α), xạc âënh cạc giạ trë T t ng ïng. ỉå ỉBiªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝ7 TÝnh to¸n nhãm Trơc khủu Vê dủ αΣTmax =80 khi âọ qua â thë T = f(äư α), cọ ba ng sau:íα80 200 320 440 560 680T(MN/m2) 0,9 -0,2 0,83 0,1 -0,3 0,27L ûp ba ng tçm khuy u nguy hi m. Khuy u nguy hi m lấ í í ãø í ãø ì khuy u th ï 5. Cạch tênh toạn t ng t û nh tr ng h üp Tí ỉ ỉå ỉ ỉ ỉåì åmax.5.2. Tênh s ỉ ï c b ãưn bạnh â5.2.1. Gi thi ã ú t :∗ ng su t ph n b â u tr n ti t di ûn va nh.ỈÏ áú á äú ãư ã ãú ã ì∗ Va nh bạnh âa kh ng bë u n theo ph ng â ngì ì ä äú ỉå ỉå ì sinh.∗ Ph n n i, nan hoa kh ng a nh h ng â n s ïc b náư äú ä í ỉåí ãú ỉ ãư bạnh âa .ì5.2.2. Bạnh â dảng vnh:•ỈÏng su á ú t kẹo trãn vnh bạnh â:σγkbdvg=2 MN/m2(5-38)V ïi: å γbd = trng l üng ri ng cu a v ût li ûu bạnh âå ã í á ã ì (MN/m3)g = gia t c trng tr ng (m/säú ỉåì2).v = t c â ü ti p tuy n bạn kênh D/2 s vo ngäú ä ãú ãú åí å í äú ì quay c ûc âải (m/s)ỉGang xạm [σk] = 110MN/m2; thẹp cạc bon [σk] = 200MN/m25.2.3. Bạnh â dảng â é a:•ỈÏng su á ú t h ỉ å ï n g kênh:22o22222Rr)rr)(rR()3(g8−−µ+γω=σ(MN/m2) (5-39)ω: t c â ü gọc ïng v ïi s vo ng quay c ûc âải.äú ä ỉ å äú ì ỉµ: h û s poạt x ng.ã äú äBiªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝ8 Tính toán nhóm Trục khuỷu r: baùn kờnh t ph n t tờnh toaùn õ n t m baùnh õa .ổỡ ỏử ổớ óỳ ỏ ỡặẽng su ỏ ỳ t tió ỳ p tuyó ỳ n c ổ ỷ c õa ỷ i (ổù ng v ồ ùi r = ro ) õ ổ ồ ỹ c tờnh:[ ]2o222maxTr))1(R)3(g4à+à+=(MN/m2) (5-40)Biên soạn TS Trần Thanh Hải Tùng , Bộ môn Động lực, Khoa Cơ khí9 . äBiªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng , Bé m«n §éng lùc, Khoa C¬ khÝ8 Tính toán nhóm Trục khuỷu r: baùn kờnh t ph n t tờnh toaùn õ n t m baùnh õa .ổỡ ỏử