ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIÊT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

Đề bài thiết kế môn học môn ĐCĐT
đề 18
Kiểu động cơ
Đờng kính xilanh (mm) D

84,0 mm

Hành trình Piston S

82,0 mm

Số xylanh i

4 in line

Công suất Ne

74 (mã lực)

Tỷ số nén

8,5

Số vòng quay n

5000 vòng / phút

Suất tiêu hao nhiên liệu ge ( g/ml.h)

--------------

Xupap nạp mở sớm 1

80

Xupap thải mở sớm 2

46o

Xupap thải mở sớm 3

52O

Xupap thải đóng muộn 4

18o

Góc đánh lửa sớm s

9o

áp suất cuối hành trình nạp pa

0,92 KG/cm2

áp suất khí sót pr

1,14 KG/cm2

áp suất cuối hành trình nén pc

17,26 KG/cm2

áp suất cuối hành trình cháy pz

66,8 KG/cm2

áp suất cuối hành trình giãn nở Pb

4,50 KG/cm2

Khối lợng nhóm piston Mnp

0,37 Kg

Khối lợng nhóm thanh truyền mtt

0,92 kg

Yêu cầu : Vẽ thanh truyền và tính bền thanh truyền.
Giáo viên hớng dẫn

Phần I . động học cơ cấu kttt

: Cơ sở tính toán.
I . tính toán động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.
1

Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

Vận tốc góc của động cơ.
=

2.n.3,14159
=524 (rad/s)
60

Bán kính quay của trục khuỷu.
S
2

R= =

82
= 41 (mm)
2

chọn = 0,25

1.1. Chuyển vị của Piston

Chuyển vị của Piston đợc xác định theo công thức gần đúng

X = R.(1 cos ) + .(1 cos 2 ) (mm)
4


X = R.(1 cos )


X = R. .(1 cos 2 )
4

Trong đó:
R=

S 84
=
= 42 (mm )
2
2

;

=

1
4

_Ta có đồ thị biểu thị chuyển vị của Piston
1
1

cos
X
cos(2)

0
0
0
0
10 0.0152 0.622882 0.06030738
20 0.0603 2.472603 0.233956
30
0.134 5.492958
0.5
40
0.234 9.592178 0.826352
50 0.3572 14.64571 1.173648
60
0.5
20.5
1.5
70
0.658 26.97717 1.766044
80 0.8264 33.88042 1.939693
90
1
41
2
100 1.1736 48.11958 1.939693
110
1.342 55.02283 1.766044

120
1.5
61.5
1.5
130 1.6428 67.35429 1.173648
140
1.766 72.40782 0.826352
150
1.866 76.50704
0.5
160 1.9397 79.5274 0.233956
170 1.9848 81.37712 0.060307
180
2
82
0
190 1.9848 81.37712 0.060307
2

XII
0
0.1545377
0.5995111
1.28125
2.1175265
3.0074735
3.84375
4.5254889
4.9704623
5.125

4.9704623
4.5254889
3.84375
3.0074735
2.1175265
1.28125
0.5995111
0.1545377
0
0.1545377

X
0
0.7774198
3.0721137
6.7742084
11.709704
17.653181
24.34375
31.502663
38.850887
46.125
53.090038
59.548315
65.34375
70.361765
74.525349
77.788292
80.126909
81.531656

82
81.531656


Sinh viên: Lê Văn Thuận
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360

1.9397
1.866
1.766
1.6428
1.5
1.342
1.1736

1
0.8264
0.658
0.5
0.3572
0.234
0.134
0.0603
0.0152
0

79.5274
76.50704
72.40782
67.35429
61.5
55.02283
48.11958
41
33.88042
26.97717
20.5
14.64571
9.592178
5.492958
2.472603
0.622882
0

1.2. Vận tốc của piston

Lớp: CGH_K45
0.233956
0.5
0.826352
1.173648
1.5
1.766044
1.939693
2
1.939693
1.766044
1.5
1.173648
0.826352
0.5
0.233956
0.060307
0

0.5995111
1.28125
2.1175265
3.0074735
3.84375
4.5254889
4.9704623
5.125
4.9704623
4.5254889

3.84375
3.0074735
2.1175265
1.28125
0.5995111
0.1545377
0

80.126909
77.788292
74.525349
70.361765
65.34375
59.548315
53.090038
46.125
38.850887
31.502663
24.34375
17.653181
11.709704
6.7742084
3.0721137
0.7774198
0

_ Vận tốc của Piston đợc xác định theo công thức gần đúng
V=

dx

= R.. sin + . sin 2
dt
2


V = R.. sin

(mm/s)


V = R.. . sin 2
2

Trong đó : = 523,6(1/s )
_Tính toán theo từng 10Omột ta có bảng thống kê sau.


sin
0
10
20
30
40
50
60
70
80

0
0.1736
0.342
0.5
0.6428
0.766
0.866
0.9397
0.9848

VI
0
3730.657
7347.961
10742
13809.65
16457.7
18605.69
20188.36
21157.61

sin2
0
0.34202
0.642788
0.866025
0.984808
0.984808
0.866025

0.642788
0.34202
3

VII
0
918.495095
1726.20613
2325.71122
2644.70122
2644.70122
2325.71122
1726.20613
918.495095

V
0
4649.15254
9074.16689
13067.7112
16454.3502
19102.4
20931.401
21914.5624
22076.1049


Sinh viên: Lê Văn Thuận
90
100

110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360

1
0.9848
0.9397

0.866
0.766
0.6428
0.5
0.342
0.1736
0
-0.174
-0.342
-0.5
-0.643
-0.766
-0.866
-0.94
-0.985
-1
-0.985
-0.94
-0.866
-0.766
-0.643
-0.5
-0.342
-0.174
0

21484
21157.61
20188.36
18605.69

16457.7
13809.65
10742
7347.961
3730.657
0
-3730.66
-7347.96
-10742
-13809.6
-16457.7
-18605.7
-20188.4
-21157.6
-21484
-21157.6
-20188.4
-18605.7
-16457.7
-13809.6
-10742
-7347.96
-3730.66
0

Lớp: CGH_K45
0
-0.34202
-0.642788
-0.866025

-0.984808
-0.984808
-0.866025
-0.642788
-0.34202
0
0.34202
0.642788
0.866025
0.984808
0.984808
0.866025
0.642788
0.34202
0
-0.34202
-0.642788
-0.866025
-0.984808
-0.984808
-0.866025
-0.642788
-0.34202
0

0
-918.495095
-1726.20613
-2325.71122
-2644.70122

-2644.70122
-2325.71122
-1726.20613
-918.495095
0
918.495095
1726.20613
2325.71122
2644.70122
2644.70122
2325.71122
1726.20613
918.495095
0
-918.495095
-1726.20613
-2325.71122
-2644.70122
-2644.70122
-2325.71122
-1726.20613
-918.495095
0

21484
20239.1147
18462.1501
16279.9786
13812.9976
11164.9478

8416.28878
5621.75463
2812.16235
0
-2812.1624
-5621.7546
-8416.2888
-11164.948
-13812.998
-16279.979
-18462.15
-20239.115
-21484
-22076.105
-21914.562
-20931.401
-19102.4
-16454.35
-13067.711
-9074.1669
-4649.1525
0

1.3. Gia tốc chuyển động của Piston
_ Gia tốc chuyển động của Piston đợc xác định theo công thức gần đúng
dv
J=
= R. 2 .( cos + cos 2 ) (mm/s2)
dt
J = R. 2 . cos

J = R. .. cos 2
2

(mm/s2)

_Tính toán theo từng 10O một ta có bảng thống kê sau
4


Sinh viªn: Lª V¨n ThuËn
α(°)

cosα

Líp: CGH_K45
λ cos2α

JI(mm/s²)

5

JII(mm/s²)

J(mm/s²)


Sinh viªn: Lª V¨n ThuËn
0
10

20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310

320
330
340
350

1
0.984808
0.939693
0.866025
0.766044
0.642788
0.5
0.34202
0.173648
6.13E-17
-0.17365
-0.34202
-0.5
-0.64279
-0.76604
-0.86603
-0.93969
-0.98481
-1
-0.98481
-0.93969
-0.86603
-0.76604
-0.64279
-0.5

-0.34202
-0.17365
-1.8E-16
0.173648
0.34202
0.5
0.642788
0.766044
0.866025
0.939693
0.984808

Líp: CGH_K45

11257616
11086587.5
10578698.7
9749381.44
8623834.18
7236256.08
5628808
3850331.44
1954864.5
6.8961E-10
-1954864.5
-3850331.4
-5628808
-7236256.1
-8623834.2
-9749381.4

-10578699
-11086588
-11257616
-11086588
-10578699
-9749381.4
-8623834.2
-7236256.1
-5628808
-3850331.4
-1954864.5
-2.069E-09
1954864.5
3850331.44
5628808
7236256.08
8623834.18
9749381.44
10578698.7
11086587.5

0.25
0.234923
0.191511
0.125
0.043412
-0.04341
-0.125
-0.19151
-0.23492

-0.25
-0.23492
-0.19151
-0.125
-0.04341
0.043412
0.125
0.191511
0.234923
0.25
0.234923
0.191511
0.125
0.043412
-0.04341
-0.125
-0.19151
-0.23492
-0.25
-0.23492
-0.19151
-0.125
-0.04341
0.043412
0.125
0.191511
0.234923
6

2814404

2644674.67
2155958.54
1407202
488716.126
-488716.13
-1407202
-2155958.5
-2644674.7
-2814404
-2644674.7
-2155958.5
-1407202
-488716.13
488716.126
1407202
2155958.54
2644674.67
2814404
2644674.67
2155958.54
1407202
488716.126
-488716.13
-1407202
-2155958.5
-2644674.7
-2814404
-2644674.7
-2155958.5
-1407202

-488716.13
488716.126
1407202
2155958.54
2644674.67

14072020
13731262
12734657
11156583
9112550.3
6747540
4221606
1694372.9
-689810.17
-2814404
-4599539.2
-6006290
-7036010
-7724972.2
-8135118.1
-8342179.4
-8422740.1
-8441912.8
-8443212
-8441912.8
-8422740.1
-8342179.4
-8135118.1
-7724972.2

-7036010
-6006290
-4599539.2
-2814404
-689810.17
1694372.9
4221606
6747540
9112550.3
11156583
12734657
13731262


Sinh viên: Lê Văn Thuận
360

1

Lớp: CGH_K45

11257616

0.25

2814404

14072020

Phần II. Động lực học

1. Khái quát
Khi động cơ làm việc, cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền (CCTKTT)
nói riêng vR.động cơ nói chung chịu tác dụng của các lực nh lực khí thể, lực
quán tính, trọng lực và lực ma sát. khi tính toán động lực học, ta chỉ xét các
lực có giá trị lớn là lực khí thể và lực quán tính.
Mục đích của việc tính toán động lực học là xác định các lực do hợp
lực của hai loại lực trên đây tác dụng lên CCTKTT và mô men do chính
7


Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

chúng sinh ra để làm cơ sở cho việc tính toán cân bằng động cơ, tính toán
sức bền của các chi tiết, nghiên cứu trạng thái mài mòn và tính toán dao
động xoắn của hệ trục khuỷu.
Việc khảo sát động lực học đợc dựa trên phơng pháp và quan điểm
của cơ học lý thuyết. Các lực và mô men trong tính toán động lực học đợc
biểu diễn dới dạng hàm số của góc quay trục khuỷu và quy ớc là pittong ở
ĐCT thì = 00. Ngoài ra, các lực này thờng đợc tính với một đơn vị diện tích
đỉnh pittong. Về sau khi cần tính giá trị thực của các lực, ta nhân giá trị của
áp suất với diện tích tiết diện ngang của đỉnh pittong.
2. Dựng các đồ thị véctơ phụ tải
_Đồ thị véctơ phụ tải là đồ thị biểu diễn sự tác dụng của các lực lên bề mặt
làm việc ở các vị trí khác nhau trên trục khuỷu. Các bề mặt làm việc quan
trọng của động cơ gồm bề mặt chốt khuỷu, cổ trục, bạc, lót đầu to thanh
truyền và bạc lót ổ trục.
_Đồ thị vectơ phụ tải dùng để:
Xác định phụ tải nhằm xem xét quy luật mài mòn bề mặt làm việc.

Xác định khu vực chịu lực bé nhất và trung bình để đánh giá nhằm chọn
vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn.
Xác định đơn vị phụ tải lớn nhất và trung bình để đánh giá mức độ va
đập.
_Để dựng đồ thị ấy, trớc tiên ta phải xác định các lực tác dụng: lực tiếp
tuyến T, lực pháp tuyến Z và lực li tâm Pk 0 do khối lợng m2 gây ra.
+) Sau khi có đồ thị lực khí thể P = (P - P 0) .D theo góc quay sẽ xác
2

4

định đợc sự biến thiên của lực quán tính chuyển động tịnh tiến:
Pj = - mj . R . 2 . (cos + cos2).
Cộng hai đồ thị đó lại sẽ đợc sự biến thiên của lực P theo .
+)Tiếp theo sẽ xác định đợc sự biến thiên của lực tiếp tuyến:

8


Sinh viên: Lê Văn Thuận
T=

Lớp: CGH_K45

P sin( + )
P cos( + )
và lực pháp tuyến Z =
cos
cos

+)Lực quán tính của khối lợng thanh truyền quy dẫn về tâm đầu to thanh
truyền, tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu:

PR2 = m2. R . 2.

_ Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng trên bề mặt chốt khuỷu đợc vẽ với giả thiết
rằng trục khuỷu đứng yên còn xi lanh quay với vận tốc trục khuỷu nhng theo
chiều ngợc lại. Hợp lực Q của các lực tác dụng lên bề mặt chốt khuỷu:
= ++
_Từ đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên bề mặt chốt khuỷu ta có thể triển khai
thành đồ thị Qck - sau đó tính giá trị trung bình Q tb trên cơ sở đó có thể xác
định đợc hệ số va đập của bề mặt tơng tác.

2.1/ đồ thị công :
_Thể tích làm việc của xilanh :
2
2
Vs = .D .S = 3,14.0,084 .0,082 =0,000454 (m3)

4

4

_Dung tích buồng cháy:
Vc =

0,000454
Vs
=
= 0,000061 (m3)

8,5 1
1

_Thể tích của xilanh:
Va = Vs + Vc =0,000454 +0,000061 = 0,000515 (m3)
_Chỉ số nén đa biến trung bình n1:
Pc = Pa. n 1

Pc
17,26
ln
Pa =
0,92 = 1,37 (MPa)
n1 =
ln 8,5
log
log

_Với các giá trị áp suất đã cho :
Pa = 0,92 (KG/cm2)
Pc = 17,26 (KG/cm2)
Pb = 4,50 (KG/cm2)
Pz = 66,8 (KG/cm2)
Pr = 1,14 (KG/cm2)
9


Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

Po = 1 (at) = 0,098 (MPa)
_Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2:
66,8
p
ln z ln
pz
Pb = n2 n2 = pb = 4,50 =1,2605 (Mpa)

ln 8,5
ln

_Lập bảng: i =

v
v

a
c

_Chọn hệ trục toạ độ P - V nh bản vẽ với gốc toạ độ 0, tỷ lệ xích p=0.37
(MPa/cm) và v =25,6 (cm3/cm) với các thông số trên .

Quá trình nén
Quá trình giãn nở
i^n1
Pi=Pc/(i^n1)
i^n2 Pi=Pz/(i^n2)
1
17.26

1
66.8
1.7428 9.90366101 1.6671 40.0694545
2.5847 6.67774295 2.3958 27.8822716
3.509 4.91884321
3.174 21.0461704
4.5046 3.83163977
3.994 16.7249613
5.5638 3.10218412 4.8506
13.771419
6.6807 2.58356031 5.7398 11.6380399
7.8506 2.19856671 6.6585 10.0323365
9.0696 1.90305739 7.6042 8.78465625
10.335
1.6701055 8.5749 7.79021228
11.643 1.48242789 9.5688 6.98098671
12.992 1.32846309 10.585 6.31101448
14.381 1.20020789 11.621 5.74818031
15.806 1.09196033 12.677 5.26940695
17.268 0.99955687 13.751 4.85770944
18.763 0.91989204 14.843 4.50032529
*Hiệu chỉnh đồ thị công

10


Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

Bán kính vòng tròn brick Rb =

S.
82
= = 41 (mm)
2
2

1
4

Tham số kết cấu:

=

Khoảng di chuyển :


41
OO= R. . à =
= 1,1 (mm)

Hiệu chỉnh điểm

2

4.2

c : Góc phun sớm s = 80
,,

Hiệu chỉnh điểm

c: Pc = Pc + 0,5.(Pz-Pc) = 42,03 (KG/cm2)

Hiệu chỉnh điểm

r: Góc mở sớm van nạp

: 1 = 80

a: Góc đóng muộn van nạp : 2 = 460
b: Góc mở sớm van thải

: 3 = 520

r : Góc đóng muộn van thải : 4 = 180
Hiệu chỉnh điểm z : áp suất cực đại của động cơ
Pz = 0,85Pz , Vz = Vz

2.2/Khai triển đồ thị công P-V sang đồ thị P- :
Do pkt = p - po ,với p là áp suất đã xác định ở đồ thị công .Vì vậy ta xác
định áp suất khí thể nh sau:
_Theo phơng pháp Brích ta khai triển đồ thị P-V sang đò thị P-
_Dựng đờng tròn Brich có bán kính 2R=la-lc,đờng tròn (O,R).Từ O lấy một
đoạn OO về phía điểm chết trên một khoảng OO=R. /2=R/8.
_Từ O chia nửa đờng tròn thành tng khoảng 30 o một ,từ 0 đến 720 o tơng
ứng với 24 khoảng.Nối O1,O2O24.Từ O kẻ O1,O2O24 tơng ứng
song song với O1,O2O24.Từ 1,224 dóng lên song song với trục Pz
cắt đồ thị công tại 24 vị trí trên đồ thị vừa vẽ trớc.

_Dựng đồ thị P- bằng cách lấy gốc sao cho trục hoành trùng phơng với đờng P 0 của đồ thị P-V
Chia trục hoành thành 72 phần bằng nhau tơng ứng với mỗi phần là 10 o
Từ mỗi điểm trên trục hoành dóng lên và mỗi điểm trên đồ thị P-V tơng
ứng dóng sang ta đợc một điểm tơng ứng trên đồ thị Pkt- .

2.3/Lực quán tính Pj :

Pj = -mj.Jp = - mj.R.2.(cos + .cos2)
_Trong đó : mj là khối lợng chuyển động tịnh tiến trên một đơn vị diện tích
của pítông.
Ta có : m j =mnp+m1 =mnp+0,35.mtt = 0,73+0,35.0,92= 1,052 (kg)
mnp :khối lợng nhóm piston
m1 :khối lợng tập trung đầu nhỏ thanh truyền,với
11


Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

m1 =0,35.mtt
_ Diện tích đỉnh piston : FD = .D = 3,14.0,084 =0,00554 (m 2 )
2

2

4
4
Khối lợng trên một dơn vị diện tích đỉnh piston :
m

1,052
mj= j =
= 189,892 (kg/m 2 )
FD 0,00554
Kg mm
1
Kg .m
1
N
_ Quy đổi đơn vị Pj : 2 . 2 =
. 2 2 .=
. 2 =10 9 .Mpa
1000 m .s
1000 m
m
s
S 0,082
_ Bán kính quay trục khuỷu : R= =
=0,041 (m)
2
2

_Vận tốc góc trục khuỷu ứng với số vòng quay lớn nhất : = 524 (rad/s)
_Từ đó ta có bảng tính Pj :
cos
*cos2
Jp(m/s)
Pj(MPa)

0

1
0.25
14072.02 -2.67216402
10 0.98481 0.234923 13731.2622 -2.60745684
20 0.93969 0.191511 12734.6572 -2.41820953
30 0.86603
0.125 11156.5834 -2.11854594
40 0.76604 0.043412 9112.55031 -1.7304004
50 0.64279 -0.04341 6747.53995 -1.28130386
60
0.5
-0.125
4221.606 -0.80164921
70 0.34202 -0.19151 1694.37289 -0.32174786
80 0.17365 -0.23492 -689.81017 0.13098943
90 6.1E-17
-0.25
-2814.404
0.5344328
100 -0.1736 -0.23492 -4599.5392 0.87341569
110
-0.342 -0.19151
-6006.29 1.14054642
120
-0.5
-0.125
-7036.01 1.33608201
130 -0.6428 -0.04341 -7724.9722 1.46691042
140
-0.766 0.043412 -8135.1181 1.54479384

150
-0.866
0.125 -8342.1794 1.58411314
160 -0.9397 0.191511 -8422.7401 1.59941097
170 -0.9848 0.234923 -8441.9128 1.60305171
180
-1
0.25
-8443.212 1.60329841
190 -0.9848 0.234923 -8441.9128 1.60305171
200 -0.9397 0.191511 -8422.7401 1.59941097
210
-0.866
0.125 -8342.1794 1.58411314
220
-0.766 0.043412 -8135.1181 1.54479384
230 -0.6428 -0.04341 -7724.9722 1.46691042
12


Sinh viên: Lê Văn Thuận
240
250
260
270
280
290
300
310
320

330
340
350
360

-0.5
-0.342
-0.1736
-2E-16
0.17365
0.34202
0.5
0.64279
0.76604
0.86603
0.93969
0.98481
1

Lớp: CGH_K45
-0.125
-0.19151
-0.23492
-0.25
-0.23492
-0.19151
-0.125
-0.04341
0.043412
0.125

0.191511
0.234923
0.25

-7036.01
-6006.29
-4599.5392
-2814.404
-689.81017
1694.37289
4221.606
6747.53995
9112.55031
11156.5834
12734.6572
13731.2622
14072.02

1.33608201
1.14054642
0.87341569
0.5344328
0.13098943
-0.32174786
-0.80164921
-1.28130386
-1.7304004
-2.11854594
-2.41820953
-2.60745684

-2.67216402

2.4/ Cộng đồ thị
_ Từ đồ thị công ta khai triển theo phơng pháp sử dụng vòng tròn Brick ta đợc đồ thị lực khí thể P kt theo góc và từ đồ thị P j theo góc ta cộng hai đồ
thị lại ta đợc đồ thị lực tổng P = P kt + Pj
2.5/Vẽ đồ thị T và Z
_Từ đồ thị P ta đo các giá trị P ứng với các góc sau đó ta chia cho tỉ lệ
xích p= (MPa/mm) ta đợc bảng các giá trị P ứng với các góc .Ta tính :
T=P


0

10
20
30
40
50
60
70
80

sin( + )
cos( + )
và Z= P
cos( )
cos( )

với góc : = arcsin( .sin )
P(a)

sin(+)/cos
(a)
cos(+)/cos
(a)
-15.46504
0
0
1 -15.46504
-14.99238
0.216441038 -3.244966323
0.977262217 -14.651487
-13.61
0.422663933 -5.752457768
0.910340682 -12.38974
-11.42108
0.609108945 -6.956682396
0.803031325 -9.1714855
-11.28853
0.767509489 -8.664057512
0.66139036 -7.466128
-10.98104
0.891466927 -9.789230599
0.493314914 -5.4171089
-9.909782
0.976908594 -9.680951566
0.30794468 -3.0516648
-6.404294
1.02235445 -6.547458539
0.114908633 -0.7359087
-3.097228

1.02891805 -3.186794202
-0.076513746 0.2369805
13


Sinh viªn: Lª V¨n ThuËn
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320

330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440

-0.150235
2.3259
4.277183
5.705493
6.661143
7.23005
7.517262
7.629006
7.655601
7.657403
7.227115
7.270405
7.238235
7.042315
6.579035
5.746773
4.464182

2.68717
0.422528
-2.26333
-5.241234
-8.321238
-11.25742
-13.74997
-15.43147
-15.80097
-13.97852
16.96739
42.34816
19.11578
9.263433
5.079555
3.813676
4.15711
5.351502
6.902556

1
0.940697456
0.857030791
0.755142213
0.64062196
0.51806573
0.390891055
0.261376353
0.130855317
0

-0.130855317
-0.261376353
-0.390891055
-0.51806573
-0.64062196
-0.755142213
-0.857030791
-0.940697456
-1
-1.02891805
-1.02235445
-0.976908594
-0.891466927
-0.767509489
-0.609108945
-0.422663933
-0.216441038
0
0.216441038
0.422663933
0.609108945
0.767509489
0.891466927
0.976908594
1.02235445
1.02891805

Líp: CGH_K45
-0.150235176
2.187968097

3.665677936
4.308458717
4.267274226
3.745641106
2.93843039
1.994041862
1.001776035
0
-0.945706401
-1.900312013
-2.829361232
-3.648382223
-4.214674021
-4.339630773
-3.825941642
-2.527813816
-0.422527895
2.328780797
5.35839874
8.129089119
10.03561743
10.55323491
9.39944752
6.678499128
3.025526318
0
9.165879814
8.079550048
5.642439885
3.898606638

3.399766459
4.061116777
5.471131405
7.10216471
14

-0.25819889
-0.423810101
-0.569131654
-0.69205532
-0.792260305
-0.870698526
-0.929019483
-0.96904456
-0.992353289
-1
-0.992353289
-0.96904456
-0.929019483
-0.870698526
-0.792260305
-0.69205532
-0.569131654
-0.423810101
-0.25819889
-0.076513746
0.114908633
0.30794468
0.493314914
0.66139036

0.803031325
0.910340682
0.977262217
1
0.977262217
0.910340682
0.803031325
0.66139036
0.493314914
0.30794468
0.114908633
-0.076513746

0.0387906
-0.9857399
-2.4342805
-3.9485169
-5.2773589
-6.2951938
-6.9836827
-7.3928471
-7.5970604
-7.6574026
-7.1718512
-7.0453467
-6.7244611
-6.1317336
-5.2123079
-3.9770847
-2.5407074

-1.1388497
-0.1090962
0.1731758
-0.602263
-2.562481
-5.5534531
-9.0940997
-12.391955
-14.384264
-13.660684
16.967392
41.385257
17.401871
7.4388269
3.3595687
1.8813435
1.28016
0.6149337
-0.5281404


Sinh viên: Lê Văn Thuận
450
460
470
480
490
500
510
520

530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720

8.474828
9.848597
10.89832
11.57707
11.90075
11.9304
11.75265
11.45982
11.13151

10.81976
11.48649
6.756757
12.83784
13.51351
14.76925
13.8136
12.38529
10.43401
7.957873
5.01088
1.703814
-1.801674
-5.305361
-8.585832
-11.42108
-13.61
-14.99238
-15.46504

1
0.940697456
0.857030791
0.755142213
0.64062196
0.51806573
0.390891055
0.261376353
0.130855317
0

-0.130855317
-0.261376353
-0.390891055
-0.51806573
-0.64062196
-0.755142213
-0.857030791
-0.940697456
-1
-1.02891805
-1.02235445
-0.976908594
-0.891466927
-0.767509489
-0.609108945
-0.422663933
-0.216441038
0

Lớp: CGH_K45
8.474827524
9.264550386
9.340199912
8.742331376
7.623879238
6.180731405
4.594006618
2.995325006
1.456617922
0

-1.503067829
-1.766056442
-5.018195975
-7.000888248
-9.461506332
-10.43123342
-10.61457624
-9.81524477
-7.957872932
-5.155784579
-1.74190187
1.760071071
4.729553448
6.589707542
6.956682396
5.752457768
3.244966323
0

-0.25819889
-0.423810101
-0.569131654
-0.69205532
-0.792260305
-0.870698526
-0.929019483
-0.96904456
-0.992353289
-1
-0.992353289

-0.96904456
-0.929019483
-0.870698526
-0.792260305
-0.69205532
-0.569131654
-0.423810101
-0.25819889
-0.076513746
0.114908633
0.30794468
0.493314914
0.66139036
0.803031325
0.910340682
0.977262217
1

-2.1881911
-4.173935
-6.2025816
-8.0119702
-9.4284887
-10.387782
-10.918443
-11.105073
-11.046396
-10.81976
-11.398653
-6.5475984

-11.926601
-11.766196
-11.701091
-9.5597762
-7.0488615
-4.422038
-2.054714
-0.3834012
0.1957829
-0.554816
-2.6172135
-5.6785865
-9.1714855
-12.38974
-14.651487
-15.46504

_Từ gốc toạ độ O1 vẽ xuống (theo chiều dơng của trục O 1z ) một đoạn
O1O= PR2
Với : PR2 = m2 .R = 1,246 (MPa)
Trong đó : +) m2 =

0,65.mtt
= 108 (Kg/m2) là khối lợng thanh truyền quy
FD

về đầu to. (Tinh trên đơn vị diện tích pittông )
+) R = 0,041 (m) : là bán kính quay của trục khuỷu
+) = 524 (rad/s): là vận tốc góc
15

Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

_ Từ O dựng các vectơ Q tơng ứng với các điểm trên đồ thị T_Z.

2.6/Tính Qcbtb

_Ta xác định Qcbtb bằng công thức sau:
x = Qcbtb =

Ftb
LQcb

Trong đó : Ftb : là diện tích của một hình chữ nhật bằng diện tích
phần giới hạn bởi đồ thị Qcb trên hình vẽ
LQcb : là chiều dài của đồ thị Qcb trên trục hoành
Ta có :
F tb = 186,1( cm)
LQcb = 36 (cm)

x = Qcbtb = 5,17 (cm

2.7/ Xác định hệ số va đập

_ Ta có công thức tính hệ số va đập nh sau :
=

K max
K tb

_Đơn vị phụ tải cực đại : K max = Qmax .
_Đơn vị phụ tải trung bình : K tb = Qtb .
=

Fp
d c .l c
Fp
d c .l c

Qmax 30,8
=
= 5,95 > 4
Qtb
5,17

*Nhận xét : Ta thấy hệ số va đập không đạt yêu cầu .Nhng xét giá trị
Qmax = 5,018 MPa , nhỏ hơn rất nhiều so với giá trị Qmax cho phép của động
cơ Diezel là từ 22 MPa tới 25 MPa .Nh vậy với điều kiện nh trên , thì vẫn có
thể cho phép động cơ làm việc.
Hoặc cũng có thể xử dụng biện pháp tăng khối lợng của nắp đầu to
thanh truyền một cách phù hợp (làm tăng Qtb và làm giảm Qmax ) để đạt đợc
hệ số va đập đảm bảo điều kiện cho phép.

2.8/ Xây dựng đồ thị mài mòn.
_ Vẽ một đờng tròn bất kỳ tợng trng cho mặt cắt cổ trục khuỷusau đó chia
đờng tròn này thành 24 phần . Đánh số thứ tự các phần đó.
_ Tính hợp lực Q của các lực tác dụng trên các điểm 1,2,3..vv. Ta lập đợc

bảng
_Từ đồ thị mài mòn ta xác định đợc vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn nh trên hình
vẽ.

16


Sinh viªn: Lª V¨n ThuËn

Líp: CGH_K45

PhÇn III. TÝnh bÒn ®Çu nhá thanh truyÒn
38

+0.039
- 0.05

3

3

4

r2=
20

A

c

Ø29

r1=14.5
s=5
.5

Ø40

4°
11

c

ρ

+0.023

A

8

35

ρ1=

H/2+ρ1

b

b

H=31

217 ±0.1

5

A

R1
00

5

R170

0.5x45

3

Ø

42

4

10

24 +0.1

+0.28

39

A

l®n=18

5
R2

10

Ø65 +0.28

38

17


Lớp: CGH_K45

4

2x45

Sinh viên: Lê Văn Thuận

+0.1

5 -0.01

7

24 +0.1
-0.5

38

27

7
6
R3
+0.1

27

38 - 0.5

9
R3

b-b

ỉ65

99

+0.025

2l

ỗỉ

11

R6
.5

7

a-a

81

7

Xét tỷ số:

d2
40
=
< 1,5 loại đầu nhỏ mỏng, tính theo lý thuyết thanh
d1
29

cong bị ngàm ở tiết diện chuyển tiếp từ đầu nhỏ đến thân. Lực tác dụng lên
đầu nhỏ khi chịu kéo chỉ là lực quán tính của nhóm piston.
Pj = Mnp.R. 2.(1+)

= 2,445.52,5.10-3. 188,42.(1+0,25).10-6 = 0,0057 (MPa)
=(d1+ d2)/4 : bán kính trung bình đầu nhỏ.
18


Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

= (29+ 40)/4= 17,25 (mm)
Phơng pháp tính:
* Coi đầu nhỏ là một dầm cong đợc ngàm hai đầu, vị trí ngàm là chỗ
chuyển tiếp giữa đầu nhỏ và thân ( tiết diện C-C) ứng với góc bằng:
H / 2 + 1

31 / 2 + 35

= 900+ arccos( r + )= 900+ arccos(
) = 1140
20 + 35
2
1
Do tính chất đối xứng của ngàm nên khi tính toán, ta cắt bỏ đi một nửa
và thay thế nó bằng một lực pháp tuyến và mômen uốn NA và MA tính gần
đúng theo biểu thức sau:
MA = Pj..(0,00033- 0,0297) = 0,0057.17,25.10-3.(0,00033.114 - 0,0297)
= 0,78.10-6 (MN.mm)
NA = Pj.(0,572 - 0,0008) = 0,0057.(0,572 - 0,0008)
= 0,003256 (MN)
Giá trị trong 2 biểu thức trên đợc tính theo độ;

* Lực tác dụng trên dầm cong có bán kính cong bằng bán kính trung bình
đầu nhỏ là lực phân bố đều có giá trị bằng:
q=

Pj
2

=

M np .R. 2 .(1 + )
2

0,0057
= 0,16522 (MN/m)
2.17,25.10 3

=

Tính mômen uốn và lực kéo tại tiết diện nguy hiểm C-C:
MjC = MA + NA..(1- cos) - 0,5Pj..(sin- cos) (MN.m
MjC = 0,78.10-6 + 0,003256.17,25.10-3.(1- cos114)
- 0,5.0,0057.17,25.10-3.(sin114- cos114)
= 1,498.10-5 (MN.m)
NjC = 0,003256. cos114+ 0,5.0,0057.(sin114- cos114)
= 0,0024 (MN)
Đầu nhỏ đợc ép căng bạc lót nên có sự biến dạng đồng thời của đầu nhỏ
và bạc lót. Trong đó đầu nhỏ chịu biến dạng kéo, bạc lót chịu biến dạng nén.
Do vậy, khi làm việc đầu nhỏ thanh truyền không chịu toàn bộ lực kéo Nj mà
chỉ phải chịu một phần lực kéo đó, đặc trng bằng hệ số giảm tải .
Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của các chi tiết mối ghép ( bạc lót và

đầu nhỏ) đợc xác định nh sau:
E d .Fd

= E .F + E .F
d
d
b
b
Ed, Fd : mômen đàn hồi và tiết diện dọc đầu nhỏ
19


Sinh viên: Lê Văn Thuận

Lớp: CGH_K45

Ed= 2,2.105 (MN/m2)
Fd= lđ.(d2- d1) (m2)
Eb, Fb : mômen đàn hồi và tiết diện dọc bạc lót
Eb = 1,15.105 (MN/m2)
2,2.105.38( 40 29)
=
2,2.105.38( 40 29) + 1,15.105.38.1,5.2

= 0,875
Do vậy, ứng suất trên đầu nhỏ là :
6 + s

1

6 s

1

nj = [ 2 M jC . s(2 + s ) + . N jC ]. l .s
d
tj = [- 2 M jC . s(2 s ) + . N jC ]. l .s
d
ld, s: chiều dài và chiều dày đầu nhỏ.
6 + s

1

nj = [ 2 M jC . s(2 + s ) + . N jC ]. l .s
d
6.17,25 + 5,5

1

5
= [ 2.1,498.10 . 5,5.10 3.(2.17,25 + 5,5) + 0,875.0,0024 ]. 38.5,5.10 6
= 135
(MN/m2)

6 s

1

tj = [- 2 M jC . s(2 s ) + . N jC ]. l .s
d

6.17,25 5,5

1

5
= [- 2.1,498.10 . 5,5.10 3.(2.17,25 5,5) + 0,875.0,0024 ]. 38.5,5.10 6
= 129
(MN/m2)

20


Sinh viªn: Lª V¨n ThuËn

Líp: CGH_K45

σnj

σtj

γ

γ
21