Tính Toán Động Học, Động Lực Học

17
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC

2.1. Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học :
Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một đường hoành độ thống nhất ứng
với hành trình của pittông S=2R=115mm. Vì vậy đồ thị đều ứng với hoành độ
tương ứng với v
h
của đồ thị công ( từ điểm 1 v
c
đến

v
c
).
2.1.1. Đường biểu diễn hành trình pittông x =
()f

:
Ta tiến hành vẽ đường hành trình của pittông theo trình tự sau:
1. Chọn tỉ lệ xích góc : Thường dùng tỷ lệ xích (0,6 ÷ 0,7) (mm/độ)
2. Chọn gốc tọa độ cách gốc đồ thị công khoảng 15 ÷ 18 (cm)
3. Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10
0
, 20
0
,….180
0

4. Gióng các điểm đã chia trên cung brick xuống các điểm 10
0
,
20
0
…180
0
tương ứng trên trục tung của đồ thị x =
()f

ta được các điểm xác
định chuyển vị x tương ứng với các góc 10
0
, 20
0
….180
0

5. Nối các điểm chuyển vị x ta được đồ thị biể diễn quan hệ x =
()f


Hình 2.1:Đường biểu diễn hành trình của pittông X= f(α)
2.1.2. Đường biểu diễn tốc độ của pittông v =
()f

:
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn của pittông theo phương pháp đồ thị vòng.
Tiến hành theo các bước cụ thể sau :
R.
O'
ÂCD
D
x
S=2R
ÂCT

O

C
A
B
R
180

M
0
X=f(
x
S=2R
(S=Xmax)

90

ĐCT
ĐCD


18
0
1
R1
2
3
V
b'
a
A

c
b
6'
4
1'
0'
7'
3'
5'
2'
7
g
5

6
e
4'
R2
V=f(
h
B
8
1. Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R, phía dưới đồ thị x =
()f

, sát mép
dưới của bản vẽ.ta có gtbd S chính bằng độ dài gtbd V
h
=217mm,
vậy ta có
s

=
53,0
217
115


2. Vẽ đường tròn tâm O bán kính là R

/2
3. Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R và vòng tròn tâm O bán kính R

/2

thành 18 phần theo chiều ngược nhau.
4. Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn tâm O bán kính R kẻ các đường song
song với tung độ, các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ
xuất phát từ các điểm chia tương ứng của vòng tròn tâmO bán kính R

/2
tại các điểm a, b, c,…….
5. Nối các điểm a, b, c,….tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ
pittông thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt
vòng tròn bán kính R tạo với trục hoành góc

đến đường cong a, b, c….
đồ thị này biểu diễn quan hệ v=
()f

trên tọa độ cực.







Hình 2.2:Đường biểu diễn vận tốc của pittông V=f(α)
2.1.3. Đường biểu diễn gia tốc pittông j =
()fx
:
Ta tiến hành vẽ đường biểu gia tốc của pistong theo phương pháp Toolê.
Ta vẽ theo các bước sau:
1. Chọn tỉ lệ xích

j

=55,6 (m/s
2
.mm)
2. Ta tính được các giá trị:


19
3'
1
Jmax
A
ÂCT
F1
C
2
-3R
3
E
4
F
1'
2'
S
ÂCD
B
4'
F2
D

Jmin
J=f(s)
- Tốc độ góc :
.
30
n



=
230
30
220.14,3

(rad/s)
- Gia tốc cực đại :
2
ax
. .(1 )
m
jR


=0,0575.230
2
.(1+0,28)=3893,44 (m/s
2
)
Vậy ta được giá trị biểu diễn j
max

là :
max
max
j
j
j
gtt
gtbd


=
70
6,55
44,3893

(mm)
- Gia tốc cực tiểu :P
j
2
min
. .(1 )jR

  
= - 0,0575.230
2
.(1-0,0,28) = - 2190 (m/s
2
)
Vậy ta được giá trị biểu diễn j
min

là :
min
min
j
j
j
gtt
gtbd


= -
40
6,55
2190

(mm)
- Xác định giá trị EF :
2
3. . .EF R


= - 3.0,0575.230
2
.0,28=-2555 (m/s
2
)
Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là :
EF
EF
j

gtt
gtbd


=
46
6,55
2555

(mm)
3. Từ điểm tương ứng điểm chết trên lấy AC = j
min
, từ điểm B tương ứng
điểm chết dưới lấy BD = j
min
; nối liền CD cắt trục hoành tại E, lấy
2
3. . .EF R


về phía BD. Nối CF và FD, chia các đoạn ra thành n
phần, nối 11, 22, 33…Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33….Ta
được các đường cong biểu diễn quan hệ j =
()fx
.




20

Hình 2.3: Đường biểu diễn gia tốc của pittông j=f(x)
2.2. Tính toán động lực học :
2.2.1.Các khối lượng chuyển động tịnh tiến:
- Khối lượng nhóm pittông m
npt
=1,15 (kg) được cho trong số liệu ban đầu
của đề bài (kg).
- Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông m1:
Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông m1 có thể tra
trong các sổ tay, có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu hoặc có thể tính
gần đúng theo bản vẽ.
Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau:
+ Thanh truyền của động cơ ô tô :
m
1
= (0.275 ÷ 0.285)m
tt
= 0,28.2,262 = 0,633 (kg)
trong đó mtt=2,262 (kg) là khối lượng thanh truyền đề bài đã cho.
Vậy ta xác định được khối lượng tịnh tiến:
m = m

npt
+ m
1
=1,15+0,633=1,783 (kg)
2.2.2. Các khối lượng chuyển động quay:
Khối lượng chuyển động quay của một khuỷu bao gồm :
- Khối lượng tịnh tiến của thanh truyền quy dẫn về tâm chốt :
m
2
= (m
tt
– m
1
)= 2,262 – 0,633= 1,629 (kg)
ĐCT
ĐCD


21
- Khối lượng của chốt khuỷu: m
ch

22
.( ).
.
4
ch ch ch
ch
dl
m






Trong đó ta có:
d
ch
: là đường kính ngoài của chốt khuỷu. (mm)

ch

: là đường kính trong của chốt khuỷu. (mm)
l
ch
: là chiều dài của chốt khuỷu . (mm)


: là khối lượng của vật liệu làm chốt khuỷu . (kg/mm
3
)
- Khối lượng của má khuỷu quy dẫn về tâm chốt : m
0m
khối lượng này tính
gần đúng theo phương trình quy dẫn :

0
.
m mk
m

mr
m
R


Trong đó : m
0m
- Khối lượng của má khuỷu
r
mk
- Bán kính trọng tâm má khuỷu
R - Bán kính quay của khuỷu
2.2.3. Lực quán tính :
Lực quán tính chuyển động tịnh tiến :

)2cos (cos
2

 Rmjmp
j

Với thông số kết cấu

ta có bảng tính
j
p
: Bảng II.1




cos

+

2cos

P
j
=-m.R.
2

.( cos

+

2cos
)
0
0
1.28
-6943.405158
10
0.174444444
1.24795399
-6769.570448
20
0.348888889
1.15430926
-6261.591307

30
0.523333333
1.006286807
-5458.638288
40
0.697777778
0.815088556
-4421.476628
50
0.872222222
0.594748959
-3226.236712
60
1.046666667
0.360717233
-1956.723358
70
1.221111111
0.128332758
-696.145576
80
1.395555556
-0.088632869
480.7921258
90
1.57
-0.279203318
1514.54825

22
100
1.744444444
-0.436059735
2365.421414
110
1.918888889
-0.555947773
3015.758309
120
2.093333333
-0.639594814
3469.504633
130
2.267777778
-0.691161757
3749.231333
140
2.442222222
-0.717309424
3891.070278
150
2.616666667
-0.726005191
3938.240774
160
2.791111111
-0.725225493
3934.011273
170

2.965555556
-0.721720795
3914.999913
180
3.14
-0.720000152
3905.666227

2.2.4. Vẽ đường biểu diễn lực quán tính
)(xfp
j

.
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tôlê
nhưng hoành độ đặt trùng với đường
0
p
ở đồ thị công và vẽ đường
)(xfp
j

(tức cùng chiều với f=(x)). Tiến hành theo các bước sau :
1. Chọn tỉ lệ xích để của
j
p
và
p

(cùng tỉ lệ xích với áp suất
kt

p
)
(MPa/mm), tỉ lệ xích
x

cùng tỉ lệ xích với hoành độ của j = (x).
2. Ta tính được các giá trị :
- Diện tích đỉnh pittông :

4
.
2
D
F
pt


3
2
10.09,7
4
095,0.14,3


(m
2
)
 Gia tốc cực đại
pt
j

F
Rm
p
)1.(
2
max



)(979,0)(7,979323
10.09,7
)28,01.(230.0575,0.783,1
3
2
MPaPa 




Vậy ta được giá trị biểu diễn
maxj
p
là:

33
03,0
979,0
max
max


j
p
p
j
j
gtt
gtbd

(mm)
+ Giá trị cực tiểu :


23
A
C
4
2
3
4'
3'
F
1'
2'
D
E
B
1
-P
jmin
-P

jmax
-P
j

= f(s)
F
2
F
1
)(6,550869
10.09,7
)28,01.(230.0575,0.783,1)1.(
3
22
min
Pa
F
Rm
p
pt
j







=0,55(MPa)
Vậy ta được giá trị biểu diễn

minj
p
là:

19
03,0
55,0
min
min

p
p
gtt
gtbd
j

(mm)
- Ta xác định giá trị E’F’:

)(642681
10.09,7
28,0.230.0575,0.783,1.33.m.R.
F
3
22
Pa
F
E
pt




=0,643 (MPa)
Vậy ta được giá trị biểu diễn E’F’ là:

22
03,0
643,0gtt
p
EF
EF


gtbd
(mm)
3. Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy A’C’=
maxj
p
, từ điểm B tương
ứng điểm chết dưới lấy B’D’=
minj
p
; nối C’D’ cắt trục hoành ở E’ ; lấy E’F’ về
phía B’D’. Nối C’F’ và F’D’, chia các đoạn này ra làm n phần nối 11, 22, 33…
Vẽ đương bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33… ta được đường cong biểu diễn
quan hệ
)(xfp
j


24
2.2.5. Đường biểu diễn
)(xfv 

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn quan hệ
)(xfv 
dựa trên hai đồ thị là đồ
thị
)(

fx 
và
)(

fv 
(sử dụng phương pháp đồ thị vòng ).Ta tiến hành theo
trình tự sau :

1. Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brich ta gióng các đường
song song với trục tung tương ứng với các góc quay
0000
180, 30,20,10


2. Đặt các giá trị của vận tốc v này (đoạn thẳng biểu diễn giá trị của v có một
đầu mút thuộc đồ thị

)(

fv 
,đầu thuộc nửa vòng tròn tâm O, bán kính
R trên đồ thị) trên các tia song song với trục tung nhưng xuất phát từ các
góc tương ứng trên đồ thị Brich gióng xuống hệ trục toạ độ của đồ thị
)(

fx 
.
3. Nối các điểm nằm trên đồ thị ta được đường biểu diễn quan hệ
)(

fx 

Chú ý : nếu vẽ đúng , điểm
max
v
sẽ ứng với điểm j = 0.
2.2.6. Khai triển đồ thị công P-V thành
)(


fp
kt

:
Để thuận tiện cho việc tính toán sau này ta tiến hành khai triển đồ
thị công P – V thành đồ thị
)(

fp
kt

. Khai triển đồ thị công theo trình tự
sau :
1. Chọn tỉ lệ xích
mm/2
0



. Như vậy toàn bộ chu trình
0
720
sẽ ứng
với 360 mm. Đặt hoành độ

này cùng trên đường đậm biểu diễn p
0
và cách
ĐCT của đồ thị công khoảng 4 ÷ 5 cm.

2. Chọn tỉ lê xích
p

đúng bằng tỉ lệ xích
p

khi vẽ đồ thị công (MN/mm)
3. Từ các điểm chia trên đồ thị Brich ta xác định trị số của
kt
p
tương ứng
với các góc

rồi đặt các giá trị này trên toạ độ

p

Chú ý :


25
o Cần xác định điểm
max
p
. Theo kinh nghiệm, điểm này
thường xuất hiện
00
375372 
.
o Khi khai triển cần cẩn thạn ở đoạn có độ dốc tăng trưởng và

đột biến lớn của p từ
00
400330 
, nên lấy thêm điểm ở đoạn này
vẽ được chính xác.
4. Nối các điểm xác định được theo một đường cong trơn ta thu được đồ thị
biểu diễn quan hệ
)(

fp
kt



2.2.7. Khai triển đồ thị
)(xfp
j

thành
)(

fp
j

.
Đồ thị
)(xfp
j

biểu diễn trên đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng

tốc độ của động cơ.
Nếu động cơ ở tốc độ cao, đường này thế nào cũng cắt đường nén ac .
Động cơ tốc độ thấp, đường
j
p
ít khi cắt đường nén. Ngoài ra đường
j
p
còn cho
ta tìm được giá trị của
jkt
ppp 

một cách dễ dàng vì giá trị của đường

p
chính là khoảng cách giữa đường
j
p
với đường biểu diễn
kt
p
của các quá
trình nạp,nén ,cháy ,giãn nở và thải của động cơ.
Khai triển đồ thị
)(xfp
j

thành đồ thị tương tự như cách ta khai triển đồ
thị công (thông qua vòng tròn Brich) chỉ có điều cần chú ý là ở đồ thị trước là ta

biểu diễn đồ thị
)(xfp
j

nên cần phải lấy giá trị

j
p
cho chính xác.
2.2.8. Vẽ đồ thị
)(

fp 

:
Ta tiến hành vẽ đồ thị
)(

fp 

bằng cách ta cộng hai đồ thị là đồ thị
)(

fp
j

và đồ thị
)(

fp 

26

PKt
Pj
P1

Đồ thị
)(

fP
kt

,
)(

fP
j

,
)(

fP 


2.2.9. Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến
)(


fT 
và đồ thị lực pháp tuyến
)(

fZ 
:
Theo kết quả tính toán ở phần động lực học ta có công thức xác định lực
tiếp tuyến và lực pháp tuyến như sau :



cos
)sin(
.



pT
;
 


cos
cos
.



pZ

Trong đó góc lắc của thanh truyền

được xác định theo góc quay

của
trục theo biểu thứ sau :


sin.sin 

Vẽ 2 đường này theo trình tự sau :

Bố trí hoành độ

ở dưới đường
kt
p
, tỉ lệ xích
mm1/2
0



sao cho
đường biểu diễn nằm ở khoảng giữa tờ giấy kẻ ly A
0
(có thể chọn
trùng với đường biểu diễn hoành độ của đồ thị
)(xfj 
).



cùng tỉ lệ xích đã chọn.
 Căn cứ vào thông số kết cấu
lR/

, dựa vào các công thức trên và
dựa vào đồ thị
)(

fp 

ta xác định được các giá trị cho bảng dưới
đây theo góc quay

của trục khuỷu :



27







Bảng II.2


(do)

(Rad)

(Rad)

(rad)
P
(mm)


cos
)sin( 

T
(mm)


cos
)cos( 

Z
(mm)
Q
(mm)
0
0
0
0

-31.6
0
0.0
1
-31.6
54.9
10
0.1744
0.0486
0.2231
-32.8
0.22148
-7.3
0.97638
-32.1
55.8
20
0.3489
0.0959
0.4448
-30.4
0.43222
-13.2
0.90688
-27.6
52.6
30
0.5233
0.1404
0.6637

-26.7
0.62218
-16.6
0.79553
-21.2
47.5
40
0.6978
0.1809
0.8787
-21.8
0.78266
-17.1
0.64876
-14.1
41.1
50
0.8722
0.2161
1.0883
-16.2
0.90694
-14.7
0.47503
-7.7
34.3
60
1.0467
0.2449
1.2915

-10.2
0.99081
-10.1
0.28414
-2.9
28.1
70
1.2211
0.2662
1.4873
-4.3
1.03289
-4.4
0.08645
-0.4
24.1
80
1.3956
0.2793
1.6749
1.3
1.03469
1.3
-0.10809
-0.1
23.5
90
1.57
0.2838
1.8538

6.1
1.00023
6.1
-0.29087
-1.8
25.8
100
1.7444
0.2794
2.0239
10.1
0.93539
9.5
-0.45538
-4.6
29.5
110
1.9189
0.2663
2.1852
13.2
0.84696
11.2
-0.59757
-7.9
33.1
120
2.0933
0.2451
2.3384

15.3
0.74173
11.4
-0.71581
-11.0
36.1
130
2.2678
0.2164
2.4842
16.6
0.62568
10.4
-0.81046
-13.5
38.2
140
2.4422
0.1812
2.6235
17.3
0.50351
8.7
-0.88321
-15.3
39.5
150
2.6167
0.1408
2.7575

17.5
0.37851
6.6
-0.93639
-16.4
40.2
160
2.7911
0.0963
2.8874
17.5
0.25264
4.4
-0.97237
-17.0
40.5
170
2.9656
0.0491
3.0146
17.4
0.12679
2.2
-0.99314
-17.3
40.6
180
3.14
0.0004
3.1404

17.4
0.00115
0.0
-1.00000
-17.4
40.7
190
3.3144
-0.0482
3.2663
17.4
-0.12450
-2.2
-0.99339
-17.3
40.6
200
3.4889
-0.0954
3.3934
17.5
-0.25034
-4.4
-0.97288
-17.0
40.5
210
3.6633
-0.1400
3.5233

17.5
-0.37621
-6.6
-0.93719
-16.4
40.2
220
3.8378
-0.1805
3.6572
17.3
-0.50124
-8.7
-0.88435
-15.3
39.6
230
4.0122
-0.2158
3.7964
16.9
-0.62349
-10.6
-0.81198
-13.8
38.5
240
4.1867
-0.2446
3.9420

15.8
-0.73969
-11.7
-0.71775
-11.4
36.6
250
4.3611
-0.2660
4.0951
14.7
-0.84517
-12.4
-0.59994
-8.8
34.5
260
4.5356
-0.2792
4.2563
12.2
-0.93396
-11.4
-0.45818
-5.6
31.0
270
4.71
-0.2838
4.4262

9.2
-0.99930
-9.2
-0.29405
-2.7
27.6
280
4.8844
-0.2795
4.6050
5.4
-1.03437
-5.5
-0.11156
-0.6
24.5
290
5.0589
-0.2665
4.7924
1.8
-1.03328
-1.9
0.08284
0.2
23.2
300
5.2333
-0.2453
4.9880

-0.1
-0.99195
0.1
0.28056
0.0
23.3
310
5.4078
-0.2167
5.1911
-2.1
-0.90884
1.9
0.47167
-1.0
24.3
320
5.5822
-0.1816
5.4006
2.3
-0.78527
-1.8
0.64580
1.5
21.9
330
5.7567
-0.1412
5.6155

11.4
-0.62540
-7.1
0.79314
9.1
15.9


28
340
5.9311
-0.0967
5.8344
33.6
-0.43590
-14.7
0.90521
30.4
16.3
350
6.1056
-0.0495
6.0561
64.2
-0.22545
-14.5
0.97551
62.6
41.9
360

6.28
-0.0009
6.2791
147.4
-0.00408
-0.6
0.99999
147.4
124.1
365
6.3672
0.0235
6.3907
167.5
0.10736
18.0
0.99450
166.6
144.5
370
6.4544
0.0477
6.5022
206.1
0.21750
44.8
0.97723
201.4
183.7
375

6.5417
0.0716
6.6133
215.1
0.32498
69.9
0.94844
204.0
193.8
380
6.6289
0.0950
6.7239
190.5
0.42853
81.6
0.90854
173.1
170.6
390
6.8033
0.1396
6.9429
80.3
0.61895
49.7
0.79790
64.0
64.2
400

6.9778
0.1802
7.1580
48.1
0.78004
37.5
0.65171
31.4
38.4
410
7.1522
0.2155
7.3677
29.7
0.90502
26.9
0.47839
14.2
28.4
420
7.3267
0.2444
7.5711
22.7
0.98965
22.5
0.28771
6.5
28.0
430

7.5011
0.2659
7.7670
21.6
1.03249
22.3
0.09006
1.9
30.9
440
7.6756
0.2792
7.9547
20.2
1.03500
20.9
-0.10462
-2.1
32.9
450
7.85
0.2838
8.1338
21.0
1.00115
21.1
-0.28768
-6.1
36.1
460

8.0244
0.2796
8.3040
23.1
0.93681
21.6
-0.45257
-10.4
40.0
470
8.1989
0.2667
8.4655
30.1
0.84875
25.6
-0.59519
-17.9
48.5
480
8.3733
0.2455
8.6189
25.3
0.74377
18.8
-0.71387
-18.0
45.4
490

8.5478
0.2170
8.7647
24.6
0.62786
15.5
-0.80894
-19.9
45.9
500
8.7222
0.1819
8.9042
24.8
0.50577
12.5
-0.88207
-21.9
46.9
510
8.8967
0.1416
9.0382
24.5
0.38080
9.3
-0.93558
-22.9
47.2
520

9.0711
0.0971
9.1682
23.5
0.25494
6.0
-0.97185
-22.8
46.5
530
9.2456
0.0499
9.2955
22.4
0.12909
2.9
-0.99289
-22.2
45.6
540
9.42
0.0013
9.4213
21.4
0.00344
0.1
-0.99999
-21.4
44.7
550

9.5944
-0.0473
9.5471
19.9
-0.12220
-2.4
-0.99363
-19.8
43.1
560
9.7689
-0.0946
9.6743
19.5
-0.24804
-4.8
-0.97339
-19.0
42.5
570
9.9433
-0.1392
9.8041
19.5
-0.37392
-7.3
-0.93799
-18.3
42.2
580

10.1178
-0.1798
9.9379
19.3
-0.49898
-9.6
-0.88548
-17.1
41.5
590
10.2922
-0.2152
10.0770
18.7
-0.62130
-11.6
-0.81349
-15.2
40.2
600
10.4667
-0.2442
10.2225
17.4
-0.73765
-12.8
-0.71968
-12.5
38.0
610

10.6411
-0.2657
10.3754
15.3
-0.84338
-12.9
-0.60231
-9.2
34.9
620
10.8156
-0.2791
10.5365
12.2
-0.93253
-11.4
-0.46098
-5.6
31.1
630
10.99
-0.2838
10.7062
8.3
-0.99836
-8.3
-0.29723
-2.5
27.0
640

11.1644
-0.2796
10.8848
3.5
-1.03404
-3.6
-0.11502
-0.4
24.0
650
11.3389
-0.2668
11.0721
-2.1
-1.03365
2.1
0.07923
-0.2
23.6
660
11.5133
-0.2458
11.2676
-8.0
-0.99308
7.9
0.27697
-2.2
26.7
670

11.6878
-0.2173
11.4705
-14.0
-0.91073
12.7
0.46830
-6.5
32.4
680
11.8622
-0.1823
11.6799
-19.6
-0.78787
15.4
0.64284
-12.6
39.1
690
12.0367
-0.1420
11.8947
-24.5
-0.62861
15.4
0.79074
-19.4
45.4
700

12.2111
-0.0975
12.1136
-28.3
-0.43958
12.5
0.90352
-25.6
50.4
710
12.3856
-0.0504
12.3352
-30.8
-0.22943
7.1
0.97463
-30.0
53.7
720
12.56
-0.0018
12.5582
-31.6
-0.00815
0.3
0.99997
-31.6
54.9

 Biểu diễn đường T = f(

) và Z = f(

) trên toạ độ dã chọn.
Chú ý : kiểm tra các mối tương quan sau :
 Ở các điểm
00000
720,540,360,180,0

ta đều có T= 0 nên đường T đều
cắt trục hoành




29
 Ở các điểm
0P
thì T = 0 nên 2 đường này giao nhau trên trục
hoành.



Hình 2.4 :Đồ thị
)(

fT 
,
)(


fZ 

2.2.11. Đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu :
Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác
dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu. sau khi có đồ thị này ta có thể
xác định được trị số trung bình của phụ tải tác dung lên chốt khuỷu cũng như có
thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và bé nhất . Dùng đồ thị phụ tải có thể xác
định được vùng chịu lực lớn nhất và bé nhất để từ đó xác định vị trí khoan lỗ dầu
bôi trơn.
Ta tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu theo các bước :
1. Vẽ hệ trục toạ độ 0’TZ và dựa vào bảng tính
)(

fT 
và
)(

fZ 
dã tính ở
bảng trên ta xác định được các điểm 0 là điểm có toạ độ
0
0
T
và
0
0
Z
; điểm 1 là
điểm có toạ độ

00
1010
,ZT
… điểm 72 là điểm có toạ độ
00
720720
,ZT
.


30
Thực chất đây chính là đồ thị
tt
p
biểu diễn trên toạ độ T-Z do ta thấy tính từ
gốc toạ độ tại bất kỳ điểm nào (ví dụ ta nối điểm 380) ta đều có :

ZTp
tt




2.Tìm gốc toạ độ của phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu bằng cách đặt vectơ
0
k
p
(đại diện cho lực quán tính ly tâm tác dụng lên chót khuỷu ) lên đồ thị. Ta có
công thức xác định lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu :

2
2

0

Rmp
k

(MPa)
Ở đây : m
2
=1,629 (kg) khối lượng quy về đầu to thanh truyền.
R =57,5 (mm) bán kính quay của trục khuỷu .
ω =230 (rad/s)
Nên ta có :
4955230.10.5,57.629,1
23
0


K
P
N
Tính trên đơn vị diện tích đỉnh pittong :

6987,0
10.09,7
10.4955
3
6

0
0



pt
K
K
F
P
P
(Mpa)

23
03,0
6987,0
p
d00'
p
k
0


gtb
(mm)
Vậy ta xác định được gốc O của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.Nối
với bất cứ điểm nào trên đồ thị ta đều có vecto biểu diễn phụ tải tác dụng trên
chốt khuỷu tương ứng với góc quay của trục khuỷu .chiều của vecto nay như
hình vẽ.
Tìm điểm tác dụng của vecto chỉ cần kéo dài véctơ về phía gốc cho đến

khi gặp vòng tròn tượng trưng cho bề mặt chốt khuỷu tại điểm b. Rất dễ thấy
rằng véctơ Q là hợp lực của các lực tác dụng lên chốt khuỷu.

ttkoko
PPZTPQ






31
T
Z

Hình 2.5:Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu
Trị số
Q

thể hiện bằng độ dài
OA
.Chiều tác dụng là chiều
AO

.Điểm tác
dụng là điểm a trên phương kéo dài của AO cắt vòng tròn tượng trưng cho mặt
chốt khuỷu.
2.2.12.Vẽ đường biểu diễn
)(


fQ 
.
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn
)(

fQ 
theo trình tự các bớưc như sau :
1. Chọn hoành độ

gần sát mép dưới của tờ giấy vẽ và đặt cùng


với
các đồ thị p = f(

) ; Z = f(

)(xem cách bố trí trên hình trang…)
2.Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta lập được bảng giá trị của Q
theo góc quay

của trục khuỷu :
3.Vẽ Q = f(

) trên toạ độ Q -

.


32

Chú ý : điểm
min
Q
thường xuất hiện ở vùng giữa
00
350340 

biểu thị rất rõ
trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt. Lực Q không bao giờ có giá trị âm.
4.Xác định
tb
Q
bằng cách đếm diện tích bao bởi Q = f(

) và trục hoành rồi
chia cho chiều dài trục hoành ta có
tb
Q
:

5,47
360
17100
)(360
)(
.
2

mm
mmF

Q
Q
Q
tb

(mm)
Gía trị thực của Q
tb
là :
425,103,0.5,47.5,47 
Qtb
Q

(Mpa)
Tính hệ số va đập

:

4
max

tb
Q
Q

Ta có :
978,3
5,47
189



<4 thoả mãn điều kiện
0
18 36 54 72
Q

Qtb
Qmin
Qmax

Hình 2.7: Đồ thị Q=f(

)