bao cao truc khuyu pps

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
TRỤC KHUỶUBÁO CÁO:
Nhóm V
Thạch Đợi
Ngyuễn Văn Phong
Thạch Minh Dàng
Trương Quốc Lượng
Huỳnh Văn Kim Năm

•
Yêu cầu và đặc điểm của kết cấu trục khuỷu:
Kết cấu của trục khuỷu phải bảo đảm các yêu cầu sau:
- Bảo đảm động cơ làm việc đồng điều, biên độ dao động
của moment xoắn tương đối nhỏ.
- Động cơ làm việc cân bằng, ít rung động.
- Ứng xuất sinh ra do dao động xoắn nhỏ.
- Công nghệ chế tạo đơn giản nên giá thành rẻ.
Về hình thức kết cấu, trục có thể chia lam hai loại: trục
khuỷu nguyên và trục khuỷu ghép.
● Trục khuỷu nguyên
Trục khuỷu nguyên là loại trục khuỷu có các bộ phận cổ trục,
khuỷu trục…làm liền với nhau thành một khối. Loại trục khuỷu này
thường dùng trong các loại động cơ cỡ nhỏ và trung bình.
● Trục khuỷu ghép:
- Trục khuỷu ghép thường chế tạo riêng từng bộ phận : ổ
trục, chốt khuỷu, má khuỷu…ghép lại với nhau hoặc làm
cổ trục riêng rồi ghép với khuỷu. Trong động cơ cỡ lớn,
trục khuỷu được chế tạo thành từng đoạn rồi lắp nối lại
với nhau bằng mặt bích.
Hình 2: Trục khuỷu ghép

1 – Cổ trục khuỷu; 2 – Má khuỷu;
3,6 – Đường dầu bôi trơn chính;
4 – Cổ trục khuỷu;
5 – Đai ốc ghép má khuỷu và chốt khuỷu
7 - Ổ bi
● Trục khuỷu thiếu cổ:
- Trong động cơ xăng của ôtô máy kéo và động cơ
điêzen công suất nhỏ do phụ tải tác dụng lên ổ trục nhỏ
nên thường dung loại trục khuỷu thiếu cổ trục. Kết cấu của
loại trục khuỷu này có kích thước nhỏ gọn nên có thể rút
ngắn chiều dài của than máy và giảm khối lượng của động
cơ.
•
Kết cấu các phần của trục khuỷu:
Trục khuỷu gồm các phần: đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu,
má khuỷu và đối trọng trục khuỷu.
Đầu trục khuỷu:
- Đầu trục khuỷu thường dùng để lắp bánh răng dẫn động bơm nước, bơm dầu nhờn,
bơm cao áp, bánh đai (puly) để dẫn động quạt gió và đai ốc khởi động để khởi động động
cơ bằng tay quay. Các chi tiết máy khác như: phớt chắn dầu, ổ chắn dọc trục…cũng đều lắp
trên đầu trục khuỷu.
1
2
3
4
5
Hình 4: K t c u ph n đ u tr c ế ấ ầ ầ ụ
khu uỷ
1 – Đai c kh i đ ng; 2 – Bánh đai; 3 - ố ở ộ
bi đ ; 4 – Bánh răng ch đ ng; 5- Ổ ỡ ủ ộ

Vòng ch n d uắ ầ
Cổ trục khuỷu
các cổ trục khuỷu thường có cùng một kích thước đường kính.
Chốt khuỷu:
1.Đường kính của chốt khuỷu có thể lấy bằng đường kính cổ trục hoặc có thể lấy nhỏ
hơn đường kính cổ trục một ít.
- Chiều dài chốt khuỷu phụ thuộc vào khoảng cách giửa hai đường tâm xylanh kề
nhau và chiều dài cổ trục.
- Để giảm trọng lượng, chốt khuỷu thường làm rỗng Chốt khuỷu rỗng có tác dụng
chứa dầu bôi trơn bạc lót đầu to thanh truyền và giảm được khối lượng chuyển động
quay của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.
Hình 5: Chốt khuỷu và đường dẫn dầu bôi trơn
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.
Các dạng má khuỷu
Đối trọng:
đối trọng lắp trên trục khuỷu có hai tác dụng chủ yếu:
1.Cân bằng các lực và moment lực quán tính không cân bằng của động
cơ, chủ yếu là lực quán tính ly tâm, Giảm phụ tải cho cổ trục
Mặt khác động cơ cần phải dùng đối trọng để cân bằng, khiến cho
động cơ ít bị
rung động.
Hình 7: K t c u đ i tr ngế ấ ố ọ
Đ i tr ng li n v i má khu uố ọ ề ớ ỷ
Đ i tr ng li n đ c l p b ng bulôngố ọ ề ượ ắ ằ
Đ i tr ng r i l p b ng mang cáố ọ ờ ắ ằ
Đuôi trục khuỷu:
Đuôi trục khuỷu của động cơ thường lắp với các chi tiết máy của cơ

cấu truyền dẫn công suất. để dẫn động trục thu công suất, đuôi trục
khuỷu thường có mặt bích hoặc mặt côn để lắp bánh đà.
Kết cấu đuôi trục khuỷu
•
Đường dẫn dầu bôi trơn trục khuỷu và ảnh hưởng của nó
đối với kết cấu trục khuỷu:
- Bôi trơn cổ trục và chốt khuỷu thường dùng phương pháp bôi trơn
cưỡng bức. Dầu theo đường dẫn dầu trên trục khuỷu đi đến bôi trơn các bề
mặt làm việc của cổ trục và chốt khuỷu.
- Để chứa dầu bôi trơn chốt khuỷu cả cổ trục khuỷu cũng đều làm rỗng
nhưng phải bịt kín đầu cổ trục và chốt khuỷu
- Khi khoan lỗ dầu thẳng góc với đường tâm má khuỷu và lệch xuống
phía dưới đường tâm chốt khuỷu cũng có tác dụng lấy dầu sạch đi bôi trơn.
Đường dẫn dầu trong trục khuỷu
BẠC LÓT ĐẦU TO TRỤC KHUỶU
Bạc lót đầu to trục khuỷu làm việc trong điều kiện ma sát nửa ướt và ma sát ướt.
Bạc lót gồm hai nửa, có gờ định vị và rãnh dẫn dầu bôi trơn. Tiết diện
ngang bạc gồm nhiều lớp: lớp thép, lớp hợp kim chịu mòn
Bạc lót
TÍNH SỨC BỀN TRỤC KHUỶU
a) Giả thiết tính toán:
- Trục khuỷu có độ cứng vững tuyệt đối.
- Không xét đến biến dạng thân máy.
- Xét từng khuỷu theo kiểu phân đoạn.
- Tính toán theo sức bền tĩnh.
b) Sơ đồ lực trên trục khuỷu:
Sơ đồ lực tác dụng lên trục khuỷu
Ký hiệu các lực trên sơ đồ:
•
T và Z: lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng lên chốt

khuỷu
•
Fp: diện tích đỉnh pittông.
•
Pr1: lực quán tính ly tâm của má khuỷu.
•
C1: lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu.
•
C2: lực quán tính ly tâm của khối lượng quy dẫn về tâm đầu to
thanh truyền.
•
Pr2: lực quán tính ly tâm của đối trọng.
•
Z’ và Z’’: phản lực pháp tuyến các gối trục bên trái và bên
phải.
•
T’ và T’’: phản lực tiếp tuyến các gối trục bên trái và bên phải.
Tính bền các trường hợp chịu tải
•
Trường hợp khởi động:
•
Giả thiết khuỷu trục ở điểm chết trên ( α = 0o), do đó tốc độ nhỏ nên bỏ qua
lực quán tính.
•
Lực tác động lên khuỷu sẽ là:
pzo
FPZZ .
max
==
, MN

T = 0
•
Các phản lực:
Sơ đồ lực tác dụng lên khuỷu trục khi khởi động động cơ
o
l
l
ZZ
''
'
=
, MN
o
l
l
ZZZZ
'
'''
=−=
, MN
Tính sức bền của chốt khuỷu:
Moment uốn của chốt khuỷu (tính đối với tiết diện giữa các chốt)
''
.lZM
u
=
, MNm
Ứng suất uốn chốt khuỷu
uu
u

u
W
lZ
W
M
''
.
==
σ
, MNm
Trong đó: Wu – moment chống uốn của tiết diện ngang của chốt khuỷu.
Đối với chốt đặc:
3
.1,0
chu
dW
≈
, m3
Đối với chốt rỗng:
ch
chch
u
d
d
W
44
.
32
δ
π

−
=
, m3
là đường kính ngoài và đường kính trong của chốt khuỷu (m).
ch
d
ch
δ
và
Tính sức bền của má khuỷu:
Lực pháp tuyến Z gây ra ứng suất uốn và nén tại tiết diện A – A của má khuỷu.
Ứng suất uốn má khuỷu bằng
6
.
.
2
''
bh
bZ
W
M
ux
u
u
==
σ
,
MN/m2
Ứng suất nén má khuỷu
hb

Z
n
.2
=
σ
,
MN/m2
Ứng suất tổng cộng
nu
σσσ
+=
∑
,
MN/m2
Ứng suất uốn cổ trục khuỷu
u
u
W
bZ
''
.
=
σ
, MN/m2
Trường hợp khuỷu trục chịu lực Zmax
Lực tác dụng lên khuỷu trục lúc này là Zmax và vị trí của khuỷu là α =
0o
Sơ đồ tính toán sức bền của khuỷu trục khi chịu lực
Zmax
Lực tác dụng Zmax:

)1(
2
maxmax
λω
+−=
MRPZ
z
, MN
)(
21max
CCZZ
o
+−=
M – khối lượng chuyển động tịnh tiến của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền.
np
mmM
+=
1
, kg
C1 – lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu
2
1
ω
RmC
ch
=
, MN
mch – khối lượng của chốt khuỷu (kg)
C2 – lực quán tính ly tâm của khối lượng thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu
2

22
ω
RmC
=
, MN
Do đó:
[ ]
2
2
max
)1( mmMRPZ
chzo
+++−=
λω
•
Ngoài lực Zo khuỷu trục còn chịu lực quán tính ly tâm của má khuỷu Pr1 và
lực quán tính ly tâm của đối trọng Pr2.
•
Lực tiếp tuyến T = 0 vì α = 0o
Do đó, phản lực tác dụng lên các gối trục
o
orro
l
bblPcclPlZ
Z
)()2(
'''
1
'''''
2

''
'
+−−−++
=
o
orr
l
bblPcclPZl
Z
)()2(
'''
1
'''''
2
'
''
−+−−++
=
Khi khuỷu trục đối xứng
21
'''
2
rr
o
PP
Z
ZZ
+−==
Xác định khuỷu nguy hiểm
Khuỷu nguy hiểm là khuỷu vừa chịu Zmax

và
max1
)(
∑
−
i
T
Muốn biết phải dựa vào đồ thị
)(
α
fT =
.
Ví dụ với động cơ 6 xylanh, thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4 có giá trị T ở các góc α sau:
α o 0o 120o 240o 360o 480o 600o
T (MN/m2) 0 0,92 -0,62 0 0,64 -0,63
Xác định khuỷu chịu lực
max1
)(
∑
−
i
T
Lập bảng ta biết được khuỷu thứ 2 chịu lực
max1
)(
∑
−
i
T
Do đó cần tính bền cho khuỷu này.

Do đó cần tính bền cho khuỷu
này.
Ứng suất uốn chốt khuỷu
)(
32
44
'
21
''
ch
chch
rr
u
u
u
d
d
cPaPlZ
W
M
δ
π
σ
−
−+
==
, MN/m2
Trong đó: c = c’ = c’’ (coi khuỷu hoàn toàn đối
xứng)
Ứng suất xoắn chốt khuỷu:

K
i
K
K
K
W
RT
W
M
∑
−
==
.
1
'
τ
, MN/m2
Trong đó: WK – môđun chống xoắn của chốt khuỷu WK = 2Wu
Đối với trục đặc
3
2,0
chK
dW
≈
,m3
Đối với trục rỗng
ch
chch
K
d

d
W
44
.
16
δ
π
−
=
, m3
Ứng suất tổng
22
4
Ku
τσσ
+=
∑
,
MN/m2
Tính sức bền của cổ trục khuỷu:
Tính sức bền của cổ trục khuỷu thường tính tiết diện ở chỗ chuyển tiếp giữa cổ trục và
má khuỷu (tiết diện nguy hiểm nhất):
•
Ứng suất uốn cổ trục (cổ trục đặc):
3
''
32
ck
u
u

u
d
bZ
W
M
π
σ
==
,
MN/m2
Ứng suất xoắn cổ trục
3
1
'
16
.
ck
i
K
K
K
d
RT
W
M
π
τ
∑
−
==

,
MN/m2
Trong đó: dck – đường kính của ổ trục khuỷu (m)
Ứng suất tổng cộng khi chịu uốn và chịu xoắn
22
4
Ku
τσσ
+=
∑
,MN/m2