Đồ án môn học tính toán thiết kế động cơ đốt trong nhóm piston thanh truyền

Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå

3.Âàûc âiãøm kãút cáúu v tênh toạn sỉïc bãưn
nhọm piston - thanh truưn
âäüng cå VAZ 2103 :

3.1. Nhọm piston :
Nhọm piston âäüng cå VAZ 2103 gäưm cọ piston, chäút piston,
vng hm chäút piston, xẹcmàng khê, xẹcmàng dáưu
3.1.1.Nhiãûm vủ, âiãưu kiãûn lm viãûc v váût liãûu
chãú tảo piston :
3.1.1.1. Nhiãûm vủ, õióửu kióỷn laỡm vióỷc :
- Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc ca âäüng cå, nhọm piston cọ
nhiãûm vủ chênh sau :
+ Bo âm bao kên bưng chạy, giỉỵ khäng cho khê chạy
lt xúng cạcte v ngàn khäng cho dáưu nhåìn tỉì häüp trủc
khuu sủc lãn bưng chạy.
+ Tiãúp nháûn lỉûc khê thãø thäng qua thanh truưn, truưn
xúng trủc khuu lm quay truỷc khuyớu trong quaù trỗnh chaùy
vaỡ giaợn nồớ ; neùn khờ trong quaù trỗnh neùn ; õỏứy khờ ra khoới
xylanh tong quạ trinh thi v hụt khê nảp måïi vo buọửng
chaùy trong quaù trỗnh naỷp.
- Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc ca âäüng cå, piston chëu lỉûc
ráút låïn, nhiãût âäü ráút cao v ma sạt mi mn låïn, do lỉûc
khê thãø, lỉûc quạn tênh v do piston tiãúp xục våïi sn váût
chạy åí nhiãût âäü cao, thiãúu dáưu bäi trån gáy nãn ỉïng sút
cå hc, ỉïng sút nhiãût v àn mn hoạ hc trong piston.
+ Ti trng cå hc: trong quạ trỗnh chaùy, họứn hồỹp khờ
chaùy sinh ra aùp suỏỳt rỏỳt lồùn trong buọửng chaùy,trong caùc chu
trỗnh cọng taùc cuớa õọỹng cå, ạp sút khê thãø tạc dủng lãn
âènh piston cọ trë säú thay âäøi ráút nhiãưu, do âọ lỉûc khê thãø

cọ tênh va âáûp låïn, v do säú vng quay ca âäüng cå cao nãn
lỉûc quạn tênh tạc dủng lãn piston cuớng rỏỳt lồùn.
+ Taới troỹng nhióỷt:
Trong quaù trỗnh chaùy piston tiãúp xục våïi khê chạy cọ nhiãût
âäü cao (2300 ÷ 2800)oK nãn nhiãût âäü ca piston,nháút l
nhiãût âäü ca pháưn âènh piston v xẹcmàng khê thỉï nháút
cng ráút cao (500 ÷ 800)oK , nhiãût âäü ca piston cao gáy ra
cạc tạc hải:sinh ra ỉïng sút nhiãût låïn lm rản nỉït piston ;
Gáy biãún dảng lm bọ kẻt piston trong xylanh, tàng ma sạt
giỉỵa piston v xylanh ; Lm gim sỉïc bãưn ,tøi th piston ;
Gim hãû säú nảp, nh hỉåíng âãún cäng sút âäüng cå ;
Lm dáưu nhåìn chọng bë phán hu.
+ Ma sạt v àn mn hoạ hc: trong quaù trỗnh laỡm vióỷc
piston chởu ma saùt lồùn do thiãúu dáưu bäi trån, do lỉûc ngang N
ẹp piston vo xylanh ngoi ra do lỉûc khê thãø, lỉûc quạn tênh
Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
v nhiãût âäü cao lm piston bë biãún dảng lm tàng ma sạt.
Do piston ln tiãúp xục våïi sn váût chạy åí nhiãût âäü cao nãn
bë sn váût chạy àn mn.Do cạc âiãưu kiãûn trãn nãn khi chãú
tảo piston phi âm bo cạc u cáưu sau:
- Âènh piston tảo thnh bưng chạy täút, âm bo bao
kên.
- Tn nhiãût täút, trạnh kêch näø, gim ỉïng sút nhiãût.

-Trng lỉåüng nh âãø gim lỉûc quạn tênh.
- Â bãưn, â âäü cỉïng vỉỵng âãø trạnh biãún dảng quạ
låïn.
- Chëu mi mn täút.
3.1.1.2. Váût liãûu chãú tảo piston âäüng cå VAZ 2103 :
- Âãø âm bo cạc âiãưu kiãn lm viãûc ca piston nhỉ trãn,
nãn váût liãûu chãú tảo piston phi âm bo cạc u cáưu
sau :
+ Cọ sỉïc bãưn låïn åí nhiãût âäü cao v ti trng thay
âäøi.
+ Trng lỉåüng riãng nh.
+ Hãû säú gin nåí nh, hãû säú dáøn nhiãût låïn.
+ Chäúng âỉåüc sỉû àn mn hoạ hc ca khê chạy v
chëu mi mn ma sạt täút trong âiãưu kiãn nhiãût âäü cao
v bäi trån kẹm.
- Piston âäüng cå CMD 14 âỉåüc chãú tảo bàịng håüp kim
nhäm.
3.1.2.Phán têch kãút cáúu piston :
- Âènh piston: Âènh piston âäüng cå CMD 14 l loải âènh õổồỹc
õuùc loợm nhổ hỗnh veớ muỷc õờch laỡ õóứ taỷo sỉû xoạy läúc v
âãø tảo häøn håüp nhiãn liãûu v khäng khê täút hån.
- Âáưu piston: Lm nhiãûm vủ bao kên bưng chạy. Trãn bãư
màût trủ ngoi ca piston cọ khoẹt 3 rnh âãø làõp xẹcmàng
khê v 2 rnh làõp xẹcmàng dáưu, åí cạc rnh làõp xẹcmàng
dáưu v åí dỉåïi mäüt tê ngỉåìi ta khoan cạc läù âãø dáøn dáưu
vo bãn trong piston, säú läù khoan trãn mäùi haìng : 12 läù Φ2.
Trãn piston âäüng cå CMD 14 ngỉåìi ta bäú trê 2 rnh xẹcmàng
dáưu nàịm vãư 2 phêa ca bãû chäút piston. Khi tênh toạn thiãút
kãú âáưu piston cáưn chụ gii quút 3 váún âãư : Tn nhiãût,
váún âãư bao kên v sỉïc bãưn.

- Thán piston: Lm nhiãûm vủ dáøn hỉåïng cho piston chuøn
âäüng trong xylanh v chëu lỉûc ngang N.
+ Chiãưu di thán piston lth = 101 mm
+ Vë trê ca läù bãû chäút piston tênh tỉì âènh piston : h = 88
mm
Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
Âãø khàõc phủc hiãn tỉåüng bọ kẻt piston ngỉåìi ta tiãûn
vạt båït màût thán piston åí phêa hai âáưu bãû chäút.
- Xẹcmàng: Âỉåüc chãú tảo bàịng gang håüp kim, trãn bãư
màût ngoi (màût lỉng) xẹcmàng âỉåüc mả cräm âãø hản
chãú mi mn.
Xẹcmàng khê säú 2 v 3 cọ rnh lm trãn bãư màût trong
(màût bủng) âãø tàng cháút lỉåüng nẹn ca nọ.
- Chäút piston: âỉåüc chãú tảo bàịng thẹp v räøng bãn
trong. Chäút piston âỉåüc làõp tỉû do, cạc vng hm làõp trong
bãû chäút piston giỉỵ cho nọ khi dëch chuøn dc trủc, mäúi
làõp giỉỵa chäút piston v bãû chäút pisston l mäúi làõp chàût,
cn mäúi làõp giỉỵa chäút v âáưu nh thanh truưn l làõp
lng.

do

dch

lth

db

H

h

a

a1

c

+

3.1.3.Tênh toạn kiãøm nghiãûm bãưn piston :
3.1.3.1.Cạc kêch thỉåïc cå bn ca piston :
D = 120(mm) .
- Âỉåìng kênh piston
H = 158(mm) .
- Chiãưu cao (chiãưu di) piston
l d = 51(mm) .
- Chiãưu di âènh piston
l th = 101( mm) .
- Chiãưu di thán piston
δ = 12(mm) .
- Chiãưu dy âènh
- Khong cạch c tỉì âènh âãún xẹcmàng thỉï nháút :

c = (1,0 ÷ 2,0).δ ; c = 24(mm) .
h = 88(mm) .
- Vë trê ca chäút piston tênh tỉì âènh piston
Vë trê ca chäút piston tênh tỉì chán piston h1 = 70(mm) .
s = (0,05 ÷ 0,1).D ; chn
- Chiãưu dy s ca pháưn âáưu piston
s = 12(mm) .
s1 = 2 ÷ 5(mm) .
- Chiãưu dy pháưn thán piston
Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
d cp = (0,3 ÷ 0,45).D ; d cp = 42(mm) .
- Âỉåìng kênh chäút piston
d 0 = (0,6 ÷ 0,8).d cp
- Âỉåìng kênh läù trãn chäút piston
;
d 0 = 29(mm) .
- Âỉåìng kênh bãû chäút piston d b = (1,3 ÷ 1,6).d cp ; d b = 60(mm) .
- Säú xẹcmàng khê : 3 ; Säú xẹcmàng dáưu : 2
- Chiãưu dy hỉåïng khênh ca xẹcmàng khê v xẹcmàng
dáưu : t = 7 (mm).
- Chiãưu cao a ca xẹcmàng khê :
a = 4 (mm).
- Chiãưu cao ca xẹcmàng dáưu :

b = 6 (mm).
- Chiãưu dy båì rnh xẹcmàng :
a1 = 5 (mm).
- Säú läù khoang dáøn dáöu bäi trån trãn rnh xẹc màng dáưu :
12 läù Φ2 .
- p sút cỉûc âải Pz = 6,4( MN / m 2 ) .
3.1.3.2.ióửu kióỷn taới troỹng cuớa piston:
Trong quaù trỗnh laỡm viãûc ca âäüng cå piston chëu tạc dủng
ca cạc lỉûc:
- Læûc khê thãø : Pkt max = Pz .F p
Pz = 6,4( MN / m 2 ) ; FP = 11309,73.10 −6 (m 2 )
Våïi
Pkt = 6,4.11309,73.10 −6 = 72382,3.10 −6 ( MN ) .
⇒
- Læûc ngang låïn nháút : N max = a.µ N .FP .
a = N max (âo trãn âäư thë) ; a = 11,669(mm)
Våïi
µ N = 0,03047( MN / m 2 .mm)
N max = 11,669.0,03047.11309,73.10 −6 = 4021,2.10 −6 ( MN )
⇒
- Lỉûc quạn tênh Pj : Pj = m1−1 .J max .
m1−1 = ( 0,4 ÷ 0,6 ).m P ; m P = 2,75(kg ) .
Våïi
choün m1−1 = 0,5.m P = 0,5.2,75 = 1,375(kg ) .
Gia täúc cỉûc âải J max = 2773,0847(m / s 2 )
Pj = 1,375.2773,0847 = 3812,99( N ) = 3812,99.10 −6 ( MN ) .
⇒
3.1.3.3.Tênh kiãøm mghiãûm bãön âènh piston:
Âènh pittäng chëu lỉûc ráút låïn v phỉïc tảp, trảng thại
ỉïng sút cng phỉïc tảp, nọ vỉìa chëu tu trng cå hc

v chëu ti trng nhiãût. Do âènh pittäng chëu ti trng phỉïc
tảp nãn viãûc tênh toạn âènh pittäng cng tênh toạn theo
phỉång phạp gáưn âụng, theo nhỉỵng gi thiãút nháút âënh.
a) Tênh theo phỉång phạp Back :
x
x
- Cäng thỉïc Back xáy dỉûng trãn cạc gi
thiãút sau :
max

Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
Coi âènh pittäng nhỉ mäüt âéa trn, cọ chiãưu dy õọửng
õóửu õỷt tổỷ do trón hỗnh truỷ rọựng.
+ Aùp suỏỳt khê thãø PZ tạc dủng lãn âènh pittäng phán bäú
âãưu .
- Lỉûc khê thãø Pkt v phn lỉûc ca nọ gáy ún âènh
pittäng. Xẹt ỉïng sút ún åí tiãút diãûn x-x - Trãn nỉỵa âènh
pittäng, cọ cạc lỉûc tạc dủng sau :
Pkt 1 π .D 2
+ Læûc khê thãø :
=
Pz (MN) taùc duỷng lón troỹng tỏm
+

2

2

4

cuớa nổớa hỗnh troỡn, caùch trủc x-x, mäüt âoản y1 =
+

2P
3π

Phn lỉûc phán bäú trãn nỉía âỉåìng trn âỉåìng kênh Di

Pkt
, tạc dủng trãn trng tỏm cuớa nổớa
2
D
hỗnh troỡn, caùch truỷc x-x mọỹt õoaỷn y 2 = i
π

cng cọ trë säú bàịng

- Do âọ âènh piston chëu momen uäún :

Pkt
P D 2D
( y 2 − y1 ) = kt ( i −
)

2
2 π
3π
D
1
2
Coi D ≈ Di thỗ M u = Pkt i = PZ Di (MNm)
6π 24
D .δ 2
Mädun chäúng uäún cuía âènh Wu = i
6
Mu =

Do âọ ỉïng sút ún âènh pittäng :
2

σu =

Pz .Di
6,4.(120.10 −3 ) 2
=
= 160( MN / m 2 ) :
2
−3 2
4.δ
4.(12.10 )

- ỈÏng sút ún cho phẹp ca âènh pittäng (loải håüp kim
nhẻ, cọ gán )
[σ u ] = 25 ÷ 190( MN / m 2 )

b) Theo phỉång phạp Orålin :
b
r
Coi âènh piston âènh piston l mäüt âéa trn
δ
ngm cỉïng vo pháưn âáưu piston.
- Khi chëu ạp sút Pz phán bäú âãưu trãn
âènh, ỉïng sút phạp tuún hỉåïng kênh
låïn nháút åí vng näúi tiãúp giỉỵa âènh v
âáưu âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau :

Trong âọ :
; ξ = 1.

3 r2
σ x = ξ . . 2 .Pz .
4 δ
ξ :hãû säú xẹt âãún tênh cháút ca ngm cäú âënh

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
D
120
−s =

− 12 = 48(mm)
2
2
3 48 2
σ x = 1. . 2 .6,4 = 76,8( MN / m 2 ) .
4 12

r = r=

⇒

- ỈÏng sút phạp tuún trãn phỉång tiãúp tuún åí vng
näúi tiãúp giỉỵa âènh v âáu âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau :
3 r2
σ y = .µ. 2 .Pz ;
4 δ

Trong âọ µ :l hãû säú Poạtsäng, âäúi våïi nhäm choün µ =
0,26.
3
48 2
σ y = .0,26. 2 .6,4 = 19,968( MN / m 2 )
4
12

⇒

- ỈÏng suáút cho pheïp âäúi våïi håüp kim nhäm :
[σ u ] = 60( MN / m 2 )
3.1.3.4.Tênh kiãøm nghiãûm bãưn âáưu piston:

Thỉåìng tênh ỉïng sút trãn tiãút diãûn I-I.Tiãút diãûn ny l
tiãút diãûn bẹ nháút nọ càõt qua rnh ca xecmàng dáưu åí
âáưu pittäng. Tiãút diãûn ny chëu kẹo båíi lỉûc quạn tênh ám
låïn nháút do khäúi lỉåüng m I − I ca pháưn pittäng phêa trãn tiãút
diãûn ny sinh ra. Ngoi ra cn chëu ỉïng sút nẹn ca lỉûc
khê thãø (khäng xẹt lỉûc quạn tênh ) trong quạ trỗnh chaùy vaỡ
giaợn nồớ.
m .J
PII
= I I max [ MN / m 2 ]
FI − I
FI − I
= (0,4 ÷ 0,6).m P ; choün m I − I = 0,5.m P = 1,375( kg )

* ỈÏng sút kẹo : σ k =
Trong âoï :

mI −I

π .( DI 2 − d I 2 )
− Fld .
4
DI : âỉåìng kênh ngoi cuía tiãút diãûn I-I,
DI = D - 2.t = 120 - 2.7 =106 mm ; t = 7: chiãưu
sáu rnh xẹcmàng.
dI : âỉåìng kênh trong ca tiãút diãn I-I,
dI = D - 2.(s + t) = 120 - 2.(12+7) = 82 mm. ; s :
chiãưu dy âáưu piston.
Fld :diãûn têch tiãút diãn läø dáưu,
2

Fld = 12.(2 × 12) = 288(mm )

FI-I diãûn têch tiãút diãn I-I ;

⇒

FI − I =

FI − I =

3,14.(106 2 − 82 2 )
− 288 = 3255,7(mm 2 ) = 3255,7.10 −6 (m 2 ) .
4

- ÆÏng suáút keïo :
σk =

Pj
FI − I

=

m I − I .J max 1,375.2773,084.10 −6
=
= 1,1712( MN / m 2 )
FI − I
3255,7.10 −6

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :

99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
- ỈÏng sút cho phẹp [σ k ] = 10( MN / m 2 )
*
ỈÏng
sút
2
−3 2
Pkt
Pz .π .D
6,4.3,14.(120.10 )
2

σn =

FI _ I

=

4.FI − I

=

neïn

:

= 22,23( MN / m )

4.3255,7.10 −6

- ÆÏng suáút cho pheïp [σ n ] = 25( MN / m 2 ) .
3.1.3.5.Tênh kiãøm nghiãûm bãön thán piston :
- Tênh thán piston ch úu l chn chiãưu cao ca thán âãø
ạp sút ca piston nẹn lãn xylanh khäng låïn quạ v âãø dãø
bäi trån. Kiãøm nghiãûm theo cäng thæïc sau :
K th =

Våïi
⇒

N max
( MN / m 2 )
D.l th

N max = 4021,2.10 −6 ( MN / m 2 )
D = 120 (mm) ; lth = 101( mm)
N max
4021,2.10 −6
K th =
=
= 0,332( MN / m 2 )
−3
−3
D.l th 120.10 .101.10

- Giạ trë cho phẹp ca âäüng cå ọ tọ tọỳc õọỹ trung bỗnh :
[ K th ] = 0,3 ÷ 0,35( MN / m 2 ) .
* Tênh kiãøm nghiãûm bãưn bãû chäút piston:
- Nhàịm mủc âêch kióứm tra khaớ nng duy trỗ maỡng dỏửu bọi
trồn chọỳt pittäng. Aïp suáút trãn bãû chäút tênh theo cäng
thæïc :
Kb =

Trong âọ

Pz .F p
2.d cp .l1

=

Pkt
2.d cp .l1

l1 : chiãưu di bãû chäút tiãúp xục våïi chäút

piston; l1 = 26(mm) .
d cp : âỉåìng kênh chäút piston ;
⇒

Kb =

d cp = 42(mm)

6,4.11309,73.10 −6
= 33( MN / m 2 ) .

−3
−3
2.42.10 .26.10

- Ỉïng sút cho phẹp : Âäúi våïi chäút làõp ghẹp tỉû do, piston
bàịng håüp kim nhẻ
[ K b ] = 20 ÷ 35( MN / m 2 ) .
3.1.4.Tênh kiãøm nghiãûm bãưn chäút piston :

Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cồ
Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc chọỳt piston chởu lổỷc khờ thãø v
lỉûc quạn tênh ráút låïn, cạc lỉûc ny thay âäøi theo chu k v
cọ tênh va âáûp mảnh. Chäút piston lm viãûc trong trảng thại
chëu ún, chëu càõt, chëu va âáûp v biãún dảng. Så âäư chëu
lỉûc ca chäút piston nhổ hỗnh veợ.

II

lõ

I

lcp

l1

II

I

* Caùc thọng sọỳ
l CP = 100(mm)
- Chiãưu di chäút pittäng :
d cp = 42( mm)
- Âỉåìng kênh ngoi chäút :
d o = 29(mm)
- Âỉåìng kênh trong chäút :
- Chiãưu di âoản làõp våïi âáưu nh thanh truưn l d = 48(mm)
- Chiãưu di lm viãûc ca bãû chäút : l 1 = 26 (mm).
* Tênh æïng sút ún: Ta coi piston nhỉ mäüt dáưm âàût tỉû
do trãn hai gäúi tæûa. Khi chëu læûc khê thãø cæûc âải ta coi
lỉûc Pz/2 tạc dủng åí âiãøm cạnh âáưu mụt chäút piston mäüt
khong bàịng 2/3l1. ỈÏng sút ún chäút xạc âënh theo cäng
thỉïc sau :
σu =

Våïi
⇒

σu =

Pkt .(l cp + 2.l1 − 1,5.l d )

α=

1,2.d cp .(1 − α )
3

4

( MN / m 2 ) .

do
29
=
= 0,6905 ; Pkt = 72382.3,10 −6 ( MN / m 2 ) .
d cp 42

72382,3.10 −6.(100 + 2.26 − 1,5.48).10 −3
= 84,3( MN / m 2 ) .
−3 3
4
1,2.(42.10 ) .(1 − 0,6905 )

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
- ỈÏng sút ún cho phẹp : Våïi váût liãûu chãú tảo piston l

thẹp cạcbon
[σ u ] = 60 ÷ 120( MN / m 2 ) .
- Chäút piston laìm viãûc trong trảng thại chëu ún ,chëu
càõt,chëu va âáûpv biãún dảng trảng thại chëu lỉûc ca
chäút theo så âäư. Khi chëu lỉûc khê thãø chäút bë ún låïn
nháút åí tiãút diãûn giỉỵa chäút. Mämen chäút cọ thãø xạc âënh
theo cäng thæïc:
Mu =

Pkt l l d
( − )( MN / m 2 )
2 2 4

- Mäâun chäúng chäúng uäún cuía tiãút diãûn chäút piston:
4
4
π d cp − d o
3
W =
(
) ≈ 0.1d cp .(1 − α 4 )
32

d cp

Trong âọ :
l:Khong cạch giỉỵa hai gäúi âåỵ ; l = 48 (mm).
l d :Chiãưu di âáưu nh thanh truưn ; l d = 44(mm) .
72382,3.10 −6 48 44
.( − ).10 −3 = 470,5.10 −6 ( MN / m 2 )

2
2
4
−3 3
Wu = 0,1.(42.10 ) .(1 − 0,6905 4 ) = 5,72456.10 −6 (m 3 )
Mu =

Váûy :

Mu
470,5.10 −6
=
= 83( MN / m 2 )
−6
Wu 5,72456.10
Ỉïng sút ún cho phẹp : [σ u ] = 60 ÷ 120( MN / m 2 )

σu =

* ỈÏng sút càõt : Chäút piston chëu càõt åí tiãút diãn II-II. Xạc
âënh theo cäng thỉïc :
τc =

Fcp : tiãút diãûn ngang ca chäút.

Trong âọ
π .(d cp − d o )
2

Fcp =

4

Pkt
2.Fcp

2

π .[( 42.10 −3 ) 2 − (29.10 −3 ) 2 ]
=
= 724,92.10 −6 (m 2 )
4

Pkt
72382,3.10 −6
=
= 50( MN / m 2 )
⇒ τc =
−6
2 Fcp 2.724,92.10

ỈÏng sút càõt cho phẹp [τ c ] = (50 ÷ 60)( MN / m 2 ) .
* AÏp suáút tiãúp xục trãn âáưu nh thanh truưn : Mủc âêch
kiãøm tra âiãöu kiãûn bäi trån chäút pittäng
Kd =

Pkt
72382,3.10 −6
=
= 34,17( MN / m 2 )

l d .d cp 44.10 −3.42.10 −3

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
- Våïi chäút piston làõp tỉû do ạp sút cho phẹp :

[ K d ] = 20 ÷ 35( MN / m 2 )

* ỈÏng sút biãún dảng :
- Âäü biãún dảng trãn tiãút diãûn ngang tênh theo cäng thỉïc
sau :
3
0,09.Pkt  1 + α 
∆d max =
.
 .k
E.l cp  1 − α 

[

k : hãû säú hiãûu âênh ; k = (1,5 ÷ 15).(α − 0,4) 3
k = ( 5.(0,6905 − 0,4) 3 ) = 0,122577
E : mäâun ân häưi E = 2.105 (MN/m2).

Våïi

]

3

0,09.72382,3.10 −6 1 + 0,6905 
=
.
.0,122577 = 650,604.10 −8 (m)
2.10 5.100.10 −3 1 − 0,6905 

∆d max

- Âäü biãún dảng tỉång âäúi:
δ cp =

∆d max 650,604.10 −5
=
= 154,905.10 −5 = 0,00154,905(mm / cm)
d cp
4,2

[δ ] = 0,002(mm / cm)
cp

- Do sổỷ bióỳn daỷng thaỡnh hỗnh ovan nãn trong tiãút diãûn
ca chäút pittäng sn sinh ỉïng sút biãún dảng. Trãn cạc
âiãøm 1 ,2,3,4 cọ ỉïng sút låïn nháút .
- Tải âiãøm 1, trãn màût ngoi (ϕ = 0  ) ỉïng sút kẹo :

Pkt 
(2 + α )(1 + α )
1 
σ a ,ϕ =0 =
0,19.
−
k

2
l cp .d cp 
(1 − α ) 
(1 − α )


σ a ,ϕ =0 =

72382,3.10 −6
100.10 −3.42.10 −3



( 2 + 0,6905)(1 + 0,6905) −
1
0,19.
.0,122577
2
1 − 0,6905 
(1 − 0,6905)


σ a ,ϕ = 0 = 12,23.( MN / m 2 )

- Tải âiãøm 3 trãn màût ngoi (ϕ = 90  ) ỉïng sút nẹn:
P 
(2 + α )(1 + α ) 0,636 
σ a ,ϕ =90 = kt 0,174.
−
k
l cp .d cp 
(1 − α ) 
(1 − α ) 2


σ a ,ϕ =90 =
σ a ,ϕ =90


( 2 + 0,6905)(1 + 0,6905) − 0,636 .0,12257
0,174.

1 − 0,6905 
(1 − 0,6905) 2

= 13,112 ( MN / m 2 )

72382,3.10 −6
100.10 −3.42.10 −3

- Taûi âiãøm 2 trãn màût trong (ϕ = 0  ) ỉïng sút nẹn :
P 

(1 + 2.α )(1 + α )
1 
σ a ,ϕ =0 = − kt 0,19.
−
k
2
l cp .d cp 
(1 − α ) 
(1 − α ) .α


σ a ,ϕ =0 = −

72382,3.10 −6
100.10 −3.42.10 −3



(1 + 2.0,6905)(1 + 0,6905) −
1
0,19.
.0,12257
2
1
−
0
,
6905
(
)

1
−
0
,
6905
.
0
,
6905



Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
σ a ,ϕ = 0 = − 17,62731( MN / m 2 )

- Taûi âiãøm 4 trãn màût trong (ϕ = 90  ) ỉïng sút kẹo:
Pz 
(1 + 2.α )(1 + α ) 0,636 
σ a ,ϕ =90 =
−
0,174.
.k
l cp .d cp 

(1 − α ) 
(1 − α ) 2 .α



(1 + 2.0,6905)(1 + 0,6905) − 0,636 .0,122577
 0,174.

(1 − 0,6905) 2 .0,6905 1 − 0,6905 

= 18,027( MN / m 2 )

σ a ,ϕ = 90 =

σ a ,ϕ =90

-

72382,3.10 −6
100.10 − 3.42.10 − 3

ỈÏng

sút

[σ max ] = ( 60 ÷ 170) ( MN / m )

biãún

dảng

cỉûc

âải

cho

phẹp

:

2

3.1.5.Tênh toạn xẹcmàng:
- Xẹcmàng lm viãûc trong âiãưu kiãn xáúu, chëu nhiãût âäü
cao ạp sút va âáûp låïn, ma sạt mi mn nhiãưu v chëu àn
mn hoạ hc ca khê chạy v dáưu nhåìn. Xẹc màng khê cọ
nhiãûm vủ bao kên bưng chạy ngàn khäng cho khê chạy tỉì
bưng chạy lt xúng cạcte, khê chạy cọ thãø lt xúng
cạcte qua ba âỉåìng : qua khe håí giỉỵa màût xylanh v màût
cäng tạc (màût lỉng xẹcmàng) ; qua khe håí giỉỵa xẹcmàng v
rnh xẹcmàng ; qua khe håí pháưn miãûng xẹcmàng. Xẹcmàng
dáưu ngàn khäng cho dáưu nhåìn chảy lãn bưng chạy, gảt
dáưu bạm trãn vạch xylanh tråí vãư cạcte, ngoi ra nọ cn
phán bäú âãưu trãn vach xylanh mäüt låïp dáưu mng.
- Ta tênh toạn kiãøm nghiãm theo xẹcmàng khäng âàóng ạp :
Cạc hãû säú
m = 1,57
+ Hãû säú làõp ghẹp (làõp bàòng phiãún âãûm)
C m = 1,8

+ Hãû säú quan hãû våïi mämen ún cỉûc âải
+
+
+

Hãû säú

H1 =

2
2
+m=
+ 1,57 = 2,4589
g .C m
1,25.1,8

ỈÏng sút ún cho phẹp σ u1 = 400( MN / m 2 )
E = 1,2.10 5 ( MN / m 2 )
Mäâun ân häưi ca gang
+ Hãû säú phủ thüc âỉåìng cong phán bäú ạp sút

ξ = 0,196

+

D 120
=
= 30(mm)
t
4

g = 1,25
Hãû säú gia cäng (gia cäng hai láön )
η = 1,25
Hãû säú gia cäng
E = 1,2.10 5 ( MN / m 2 )
Mämen ân häưi ca gang
t = 4(mm)
Chiãưu dy xẹc-màng

+

Âäü måí miãûng ca xẹc-màng åí trảng thại tỉû do A :

+
+
+
+

Chn t säú D/t, chn :

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
A=

2π ( 3 − ξ ) t
2.3,14.( 3 − 0,196 ).4
=
= 12,85(mm)
 D / t − 1,4 
 30 − 1,4 
2 + gmC m 
 2 + 1,25.1,57.1,8

 D / t −1 
 30 − 1 

- ỈÏng sút cäng taïc :
σ u1 =

2C m A.E
2.1,8.12,85.10 −3.1,2.10 5
=
= 181( MN / m 2 )
−3
 D  3,14.( 3 − 0,196)120.10 .( 30 − 1)
π ( 3 − ξ ) D. − 1
t


- ỈÏng sút làõp ghẹp:

12,85.10 −3
A
5



4
.
1
,
2
.
10
.
1
−
4 E (1 −
)
−3

4.10 .3,14.(3 − 0,196) 
tπ (3 − ξ )

σ u2 =
=
= 226,38( MN / m 2 )
D D
1,57.30.(30 − 1.4)
m ( − 1,4)
t t
σ u 3 = ησ u1
- ỈÏng suáút gia cäng :

η : hãû säú gia cäng ; η = 1,25 ÷ 1,3

⇒ σ u 3 = ησ u1 = 1,25.181 = 226,25( MN / m 2 )
- Aùp suỏỳt bỗnh quỏn trón mỷt xeùcmng :
A
12,85
0,425.1,2.10 5.
t
4
Ptb =
=
= 0,3194( MN / m 2 )
3
D
D
(3 − ξ )( − 1) 3 30.(3 − 0,196)(30 − 1)
t
t
P = δPtb
- Aïp sút phán bäú trãn xẹc-màng:
δ -hãû säú phán bäú ạp sút, xạc âënh theo gọc α
0,425E

0
30
60
90
120
150
180
δ
1,051 1,047 1,137 0,896 0,456 0,670 2,861

0,168 0,167 0,182 0,143 0,073 0,1072 0,458
P
ỈÏng sút cho phẹp :
[σ u1 ] = (300 ÷ 400)(MN / m 2 )

[σ u 2 ] = ( 400 ÷ 450) ( MN / m 2 )

3.2.Nhọm thanh truưn :
3.2.1.Phán têch âàûc âiãøm kãút cáúu thanh truyãön âäüng
cå CMD 14 :
- Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc cuớa õọỹng cồ nhoùm thanh truưn
cọ nhiãûm vủ truưn lỉûc tạc dủng lãn piston cho trủc
khuu, lm quay trủc khuu.
- Khi âäüng cå lm viãûc thanh truưn chëu tạc dủng ca cạc
lỉûc sau : Lỉûc khê thãø trong xylanh ; Lỉûc quạn tênh chuøn
âäüng tënh tiãún ca nhọm piston ; Lỉûc quạn tênh ca thanh
truưn.
Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
- Âáưu nh thanh truưn bë biãún dảng dỉåïi tạc dủng ca
lỉûc quạ tênh, âáưu to thanh truưn chëu tạc dủng ca lỉûc
quạn tinh ca nhọm piston v thanh truưn, thán thanh
truưn chëu nẹn dỉåïi tạc dủng ca lỉûc khê thãø v chëu
ún trong màût phàóng làõc ca nọ dỉåïi tạc dủng ca lỉûc

quạn tênh. Khi âäüng cå lm viãûc thỗ caùc lổỷc khờ thóứ vaỡ
lổỷc quaùn thay õọứi theo chu k c vãư trë säú v hỉåïng, ti
trng tạc dủng lãn thanh truưn l ti trng thay âäøi v cọ
tênh cháút va âáûp.
- Thanh truưn âäüng cå CMD 14 âỉåüc chãú tảo bàịng thẹp
täút, cọ tiãút diãûn chỉỵ I. Trãn âáưu nh thanh truưn âỉåüc
khoẹt läù hỉïng dáưu bäi trån chäút piston v âỉåüc làõp bảc
lọt bàịng âäưng cọ âäü däi, bãn trong bảc cọ rnh läù âãø
dáøn dáưu âãún chäút piston. Âáưu to thanh truưn âỉåüc càõt
thnh hai nỉỵa pháưn trãn näúi liãưn våïi thán pháưn dỉåïi l
nàõp âáưu to thanh truưn v làõp våïi nhau bàịng buläng thanh
truưn, màût phàóng làõp ghẹp vng gọc våïi âỉång tám trủc
thán thanh truưn. Buläng thanh truưn l loải buläng chè
chëu lỉûc kẹo,cọ màût gia cäng âảt âäü chênh xạc cao âãø
âënh vë. Bảc lọt âáưu to tranh truưn chia thnh hai pháưn v
âỉåüc trạng mäüt låïp håüp kim cỉïng chëu mi mn.
3.2.2.Tênh toạn kiãøm nghiãûm bãưn nhọm thanh truưn
:
3.2.2.1.Cạc thäng säú cå bn :
d 2 = 60(mm)
-Âỉåìng kênh ngoi âáưu nh
d1 = 48(mm)
-Âỉåìng kênh trong âáưu nh
d b = 42(mm)
-Âỉåìng kênh trong ca bảc
S = 6(mm)
-Chiãưu dy âáưu nh
-Chiãưu räüng thán tỉì chäù chuøn tiãúp qua âáưu nh
H = 30(mm)

ρ1 = 38(mm)
-Bạn kênh gọc lỉåün giỉỵa âáưu nh v thán :
Et = 2.10 5 ( MN / m 2 ) .
-Mäâun ân häưi thẹp
E d = 1,15.10 5 ( MN / m 2 ) .
-Mäâun ân häưi âäưng
α = 1.10 −5
-Hãû säú gin nåí di ca thẹp
α b = 1,8.10 −5
-Hãû säú gin nåí di ca âäưng
µ = 0,3
-Hãû säú poạtxäng
-Âäü däi làõp ghẹp bảc vo âáưu nh : ∆ = 0,035(mm) .
-Chiãưu di thanh truưn (tám âãún tám) : l = 280(mm) .
D1 = 83(mm) .
-Âỉåìng kênh trong âáưu to thanh truưn :
c = 97(mm) .
-Khong cạch giỉỵa hai tám buläng thanh truưn :
-Gọc lỉåün giỉỵa thán thanh truưn v âáưu to : ρ 2 = 48( mm) .
t

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cồ
-Kờch thổồùc thỏn thanh truyóửn taỷi tióỳt dióỷn trung bỗnh :

H × B = 34 × 30(mm) .
-Bãư räüng ca âáưu nh thanh truưn l â : l d = 44(mm)
3.2.2.2.Kiãøm nghiãûm bãưn âáưu nh thanh truưn :
Khi âäüng cå lm viãûc, âáưu nh thanh truưn chëu cạc lỉûc
sau : Lỉûc quạn tênh ca nhọm pittäng ; Lỉûc khê thãø ; Lỉûc
do biãún dảng gáy ra. Ngoi ra khi làõp ghẹp bảc lọt, âáưu
nh thanh truưn cn chëu thãm ỉïng sút phủ do làõp ghẹp
bảc lọt cọ âäü däi gáy ra. Cạc lỉûc trãn sinh ra ỉïng sút
ún, kẹo, nẹn trãn âáưu nh. Ta cọ : d 2/d1 = 60/48 = 1,25 <
1,5. Nãn ta dng phỉång phạp tênh sỉïc bãưn ca âáưu nh
thanh truưn mng.
* Tênh sỉïc bãưn âáưu nh thanh truưn khi chëu kẹo :
Lỉûc kẹo âáưu nh l lỉûc quạn tênh Pj. Giạo sỉ
Kinaxäútvily â nãu cạc gi thuút sau :
+ Lỉûc quạn tênh PJ phán bäú õóửu theo hổồùng kờnh trón
õổồỡng kờnh trung bỗnh cuớa õỏửu nhoớ thanh truyóửn.
q=

pj
2.

(MN/m2) ;

vồùi : baùn kờnh trung bỗnh õỏửu

nhoớ thanh truyãön.
ρ=

d 2 + d1 60 + 48
=

= 27(mm) .
4
4

Coi âáưu nh l mäüt dáưm cong phàóng , ngm mäüt âáưu
åí tiãút diãûn C-C ỉïng gọc γ våïi gọc γ âỉåüc xạc âënh theo
cäng thỉïc sau :
H +ρ
γ = 90 0 + arccos 2
r2 + ρ1
Våïi : r2 : baïn kênh ngoi âáưu nh ; r2 = 30(mm)
H : chiãưu räüng thán chäù chuøn tiãúp qua âáưu
nh ; H = 30(mm)
+

⇒

30
+ 27
42
γ = 90 0 + arccos 2
= 90 0 + arccos
= 1410
30 + 38
68

Khi làõp bảc lọt vo âáưu nh, bảc v âáưu nh âãưu
biãún dảng. Mämen ún M j v lỉûc kẹo N j åí tiãút diãûn báút
k trãn cung AA−BB (γ x ≤ 900) cọ thãø xạc âënh theo cäng thæïc
sau :

M j = M A + N A .ρ .(1 − cos γ x ) − 0,5.Pj .ρ .(1 − cos γ x )
+

N j = N A . cos γ x + 0,5.Pj .(1 − cos γ x )

Tải tiãút diãûn báút k trãn cung BBCC ( x 900) thỗ :
Sv thổỷc hióỷn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
M j = M A + N A .ρ .(1 − cos γ x ) − 0,5.Pj .ρ .(sin γ x − cos γ x )
N j = N A . cos γ x + 0,5.Pj .(sin γ x − cos x )

Sồ õọử tờnh toaùn nhổ hỗnh veợ sau :

A

A

MA
A

ρ

B

B

ρ1
C

ρ

C
C

γ

γ

B

γ

ρ

B

NA

γx

ρ

A

C

C
C

- Mämen ún M A v lỉûc phạp tuún N A sinh ra khi càõt b
mäüt nỉỵa âáưu nh thanh truưn tải tiãút diãûn A-A (γ x = 0 0 ) .
Coi âáưu nh thanh truưn nhỉ mäüt dáưm cong ngaỡm mọỹt
õỏửu ồớ tióỳt dióỷn C-C thỗ :
6
3
+ M A = Pj .ρ ( 0,00033γ − 0,0297 ) = 3812,99.10 .27.10 (0,00033.141 − 0,0297)
+

M A = 1732,66.10 −9 ( MNm) = 1732,66.10 −3 ( Nm) .
N A = Pj (0,572 − 0,0008γ ) = 3812,99.(0,572 − 0,0008.141) = 1750,92( N ) .

- Mämen ún v lỉûc kẹo tải tiãút diãûn ngaìm C-C (tiãút
diãûn nguy hiãøm nháút ) :
+ M j = M A + N A .ρ .(1 − cos γ ) − 0,5 Pj .ρ .( sin γ − cos γ ) .
M j = 1732,66.10 −3 + 1750,92.27.10 −3.(1 − cos 1410 ) − 0,5.3812,99.27.10 −3.(sin 1410 + cos 1410 )

.
⇒ M j = 93356,32.10 −3 ( N .m) .
+ N j = N A cos γ + 0,5 Pj (sin γ − cos γ ) .
⇒ N j = 1750,92. cos141 + 0,5.3812,99.(sin 141 − cos141) = 1320,7( N )
- Do gi thiãút bảc lọt v âáưu nh âãưu bë biãún dảng khi
làõp ghẹp våïi nhau,khi eùp baỷc loùt vaỡo õỏửu nhoớ thỗ baỷc loùt
chởu ổùng sút nẹn dỉ, cn âáưu nh chëu ỉïng sút kẹo dỉ
nãn khi lm viãûc âáưu nh thanh truưn khäng chëu ton bäü

lỉûc kẹo N j do Pj gáy ra m chè chëu mäüt pháưn ca lỉûc N j
Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
âàûc trỉng bàịng hãû säú χ, hãû säú χ
cỉïng ca cạc chi tiãút làõp ghẹp.
χ=

phủ thüc vo âäü

E d .Fd
E d .Fd + E b .Fb

E d , E b − mäâun ân häưi ca váût liãûu chãú tảo thanh

truưn v bảc lọt.
Fd , Fb − diãûn têch tiãút diãûn dc ca âáưu nh thanh
truưn v bảc lọt.
Fd = (d 2 − d1 )l d = (60 − 48).44 = 528(mm 2 )
Fb = (d1 − d b )l d = (48 − 42).44 = 264(mm 2 )

⇒

E d .Fd
2.10 5.528.10 −6

χ=
=
= 0,7767 .
E d .Fd + Eb .Fb 2.10 5.528.10 −6 + 1,15.10 5.264.10 −6

- Lỉûc kẹo thỉûc tãú tạc dủng lãn âáưu nh thanh truưn :
N k = χ .N j = 0,7767.1320,7 = 1025,786( N )
nh hỉåíng ca ỉïng sút dỉ khi làõp ghẹp bảc lọt âäúi
våïi mämen uäún khäng låïn làõm do âoï ta coï thãø b qua. Ta cọ
thãø tênh âỉåüc ỉïng sút täøng cäüng tạc dủng lãn màût
trong v màût ngoi ca âáưu nh åí tiãút diãûn nghm C-C :
ỈÏng sút täøng cäüng trãn màûc ngoaìi :

 1
6ρ + s
σ nj = 2.M j .
+ Nk 
s( 2 ρ + s )

 l d .s


6.27.10 −3 + 6.10 −3
1
σ nj = 2.93356,32.10 −3.
+ 1025,786.
−6
−6
6.(2.27 + 6).10


 .44.6.10
σ nj = 339,93.10 6 ( N / m 2 ) = 339,93( MN / m 2 ) .

ỈÏng sút täøng cäüng trãn màût trong :

 1
6ρ − s
σ ij = − 2.M j .
+ Nk 
s( 2 ρ − s )

 l d .s
−3


− 6.10 −3
1
−3 6.27.10
σ ij = − 2.93356,32.10 .
+ 1025,786.
−6
−6
6(2.27 − 6).10

 44.6.10
σ ij = −379,2.10 6 ( N / m 2 ) = −379,2( MN / m 2 )

* Tênh sỉïc bãưn âáưu nh thanh truưn khi chëu nẹn :
Lỉûc nẹn tạc dủng lãn âáưu nh thanh truưn l håüp lỉûc
ca

lỉûc
khê
thãø
v
lỉûc
quạn
tênh.
2
P1 = Pkt + Pj = Pz .FP − m.R.ω .(1 + λ ).FP
Trong âoï :

Pktmax = 72382,3.10 −6 ( MN ) .
Pj = 3812,99.10 −6 ( MN ) .

P1 = 72382,3.10 −6 + 3812,99.10 −6 = 76195,29.10 −6 ( MN ) .

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
Theo Kinaxäútvily lỉûc P1 phán bäú trãn nỉỵa dỉåïi ca âáưu
nh theo âỉåìng cosin.
- Giạ trë MA, NA âỉåüc xạc âënh theo âäö thë :
+

+

Mämen

MA
= 0,003 ⇒ M A = 0,003.P1 .ρ
P1 .ρ

M A = 0,003.76195,29.10 −6.27.10 −3 = 6,172.10 −6 ( MN .m)
NA
= 0,0085 ⇒ N A = 0,0085.P1
Læûc phaïp tuyãún
P1
N A = 0,0085.76195,29.10 −6 = 647,66.10 −6 ( MN ) .

- Tênh mämen ún v lỉûc phạp tuún trãn cung AB (γ x ≤ 900
):
M z1 = M A + N A .ρ .(1 − cos γ x )
N z1 = N A . cos γ x
- Tênh mämen ún v lỉûc phạp tuún trãn cung BC (γ x ≥
900 ) :
1
 sin γ x γ x

M z 2 = M A + N A .ρ .(1 − cos γ x ) − P1 .ρ .
− . sin γ x − . cos γ x 
π
π
 2

1

 sin γ x γ x

N z 2 = N A . cos γ x + P1 .
− . sin γ x − . cos λ x 
π
π
 2

π
γ = 1410 = 141.
rad
ÅÍ âáy giạ trë ca γ tênh theo radian :
180

- Tiãút diãûn nghaìm C-C laì tiãút diãûn nguy hiãøm nháút (γ x =
γ ), mämen ún v lỉûc phạp tuún tải tiãút diãûn ny :
1
 sin γ γ

− . sin γ − . cos γ 
+ M z 2 = M A + N A .ρ .(1 − cos γ ) − P1 .ρ .
π
π
 2

M z 2 = 6,172.10 −6 + 647,66.10 −6.27.10 −3.(1 − cos141) −
1
 sin 141 141

− 76195,29.10 −6.27.10 −3.

−
. sin 141 − . cos141 .
180
π
 2

−6
⇒ M z 2 = −104,84.10 ( MN .m)
1
 sin γ γ

− . sin γ − . cos γ 
+ N z 2 = N A . cos γ + P1 .
π
π
 2

1
 sin 141 141

N z 2 = 647,66.10 −6. cos141 + 76195,29.10 −6.
−
. sin 141 − . cos141
180
π
 2

−6
N z 2 = 4759,162.10 ( MN ) .

- Do âọ tải tiãút diãûn nguy hiãøm, ỉïng sút màût ngoi
bàịng :

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå

 1
6ρ + s
σ nz = 2.M z 2 .
+ χ .N z 2 
s( 2 ρ + s )

 l d .s


(6.27 + 6).10 −3
1
σ nz = − 2.104,84.10 −6.
+ 0,7767.4759,162.10 −6 .
−6
−6
6.10 ( 2.27 + 6 )

 446.10

⇒ σ nz = −356,645( MN / m 2 )
- ỈÏng suáút trãn màût trong :

 1
6.ρ − s
σ tz = − 2.M z 2 .
+ χ .N z 2 
s.( 2.ρ − s )

 l d .s


(6.27 − 6).10 −3
1
σ tz = 2.104,84.10 −6.
+ 0,7767.4759,162.10 −6 
−6
−6
6.10 .( 2.27 − 6)

 44.6.10
⇒ σ tz = 384,648( MN / m 2 )
* Tênh ỉïng sút biãún dảng ca âáưu nh thanh truưn :
ỈÏng sút biãún dảng sinh ra do bảc lọt làõp ghẹp cọ âäü
däi våïi âáưu nh thanh truưn v do váût liãûu thanh truưn
v bảc lọt khạc nhau do âọ mỉïc âäü gin nåí khạc nhau khi
chëu nhiãût gáy ra ỉïng sút biãún dảng.
- Âäü gin nåí khi âáưu nh thanh truưn chëu nhiãût :
∆ t = (α b − α tt )t.d 1
Trong âọ :

t −nhiãût âäü lm viãûc ca bảc lọt v âáưu nh
thanh truưn. t= 110 0C
∆ t = (α b − α tt )t.d1 = (1,8 − 1).10 −5.110 .48 = 0,04224(mm)
⇒
- Aïp suáút trãn màût làõp gheïp :
∆ + ∆t
P=
2
2
 d 2 2 + d1 2

d1 + d b
−µ
+
µ

2
2
2
d − db
d − d1

d1 . 2
+ 1


Ett
Eb





0,035 + 0,04224
P=
= 35,865( MN / m 2 )
2
2
2
2
 60 + 48

60 + 42
+
0
,
3
−
0
,
3
 2

2
2
2
60
−
48
60
−

42


48.
+
5
5
2
,
2
.
10
1
,
15
.
10




- ỈÏng sút biãún dảng ca âáưu nh thanh truưn tênh
theo cäng thỉïc Lame :
+ ÆÏng suáút trãn màût ngoaìi :
2
2d
2.48 2
σ ∆n = P. 2 1 2 = 35,865. 2
= 127,52( MN / m 2 )
2

60 − 48
d 2 − d1

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
+

ỈÏng sút trãn màût trong :
2

σ ∆t = P.

d 2 + d1
2

d 2 − d1

2
2

= 35,865.

60 2 + 48 2
= 163,385( MN / m 2 )

60 2 − 48 2

* Hãû säú an ton ca âáưu nh :
- ỈÏng sút cổỷc õaỷi vaỡ cổỷc tióứu cuớa chu trỗnh :
max = σ nj + σ ∆n = 339,93 + 127,52 = 467,45
σ min = σ nz + σ ∆n = −356,645 + 127,52 = −229,125
σ − σ min 467,45 + 229,125
=
= 348,287
- Biãn âäü æïng suáút : σ a = max

2
2
σ + σ min 467,45 − 229,125
=
= 119,162
- ỈÏng sút trung bỗnh : m = max
2
2
1
- Hóỷ sọỳ an toaìn : nσ =
σ a + ψ σ .σ m

* Âäü biãún dảng ca âáưu nh thanh truưn :
- Âäü biãún dảng theo hỉåïng hênh ca âáưu nh thanh
truưn
3
Pj d tb (γ − 90)
δ =
8

10 .EJ
d tb −âỉåìng kênh trung bỗnh cuớa õỏửu nhoớ.
d tb = 2. = 2.27 = 54( mm)

J −mämen quạn tênh tiãút diãûn dc âáưu nh thanh
truưn.

Váûy

l d .s 3 44.10 −3.6 3.10 −9
J=
=
= 792.10 −12 (m 4 ) .
12
12
−6
3812,99.10 .(54) 3 .10 −9.(141 − 90) 2
δ =
= <[δ ] = (0,02 ÷ 0,03)(mm)
10 8.2,2.10 5.792.10 −12

3.2.2.3.Tênh kiãøm nghiãûm bãưn thán thanh truưn :
Trảng thại chëu lỉûc ca thán thanh truưn :
- Chëu nẹn v ún dc do håüp lỉûc ca lỉûc khê thã v
lỉûc quạn tênh ca khäúi lỉåüng chuøn âäüng tënh tiãún .
- Chëu lỉûc kẹo do tạc dủng ca lỉûc chuøn âäüng tënh
tiãún.
- Chëu ún ngang .Do tạc dủng ca lỉûc quạn tênh chuøn
âi làõc ca thanh truưn.

- Lỉûc tạc dủng lãn thán thanh truưn chëu nẹn v ún.
* Tênh ỉïng sút nẹn tải tiãút diãûn nh nháút :
σ n max =

Pkt
P .F
= z P
Fmin
Fmin

Trong âoï : Fmin −Diãûn têch tiãút diãûn nh nháút ca thán thanh
truưn.
Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå

σ n max

Fmin = 2.28.8 + 13.8 = 552(mm 2 ) = 552.10 −6 (m 2 )
P
72382,3.10 −6
= kt =
= 131,127( MN / m 2 )
−6
Fmin

552.10

* ỈÏng sút nẹn v uọỳn doỹc taỷi tióỳt dióỷn trung bỗnh :
Tờnh theo cọng thæïc :
σx =
σy =

Pz .K x
Ftb
Pz .K y

Kx = 1+ C

Våïi
K y = 1+ C

Ftb

Trong âoï :

l2
2
ix
l1

2

4.i y

2

l = 280 mm −chiãưu di thanh truưn.
l1 −chiãưu di thán thanh truưn.
l1 = l −

D1 + d1
83 + 48
= 280 −
= 214,5(mm)
2
2

Ftb dióỷn tờch tióỳt dión trung bỗnh cuớa thỏn

thanh truyóửn.
Ftb = 2.8.31 + 17.8 = 632(mm 2 ) = 632.10 −6 (m 2 )

C = (0,0002 ÷ 0,0005).
Hãû säú trong khong : K x ≈ K y ≈ (1,10 ÷ 1,15) .
i x , i y −bạn kênh quạn tênh ca tiãút diãûn âäúi våïi trủc x-x v
y-y.
ix =

Jx
;
Ftb

iy =

Jy

Ftb
x
h

x

Trong âọ :
Jx =

H

Ta coï :

B
y

B.H 3
b.h 3 31.34 3
11,5.17 3
− 2.
=
− 2.
= 92118,75(mm 4 ) .
12
12
12
12
3
3
H .B

h.b
34.313
17.11,5 3
Jy =
− 2.
+=
− 2.
= 80098,69(mm 4 ) .
12
12
12
12
92118,75
⇒ ix =
= 12,07.10 −3 (m) = 12,07(mm) .
632
800098,69
iy =
= 11,25(mm) .
632
280 2
K
=
1
+
0
,
00035
.
= 1,18835

Suy ra :
x
12,07 2

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
214,5 2
= 1,032
4.11,25 2
Pkt .K x 72382,3.10 −6.1,18835
=
=
= 136,1( MN / m 2 )
−6
Ftb
632.10
Pkt .K y 72382,3.10 −6.1,032
=
=
= 118,2( MN / m 2 )
Ftb
632.10 −6
K x = 1 + 0,00035.

σ x max

Váûy :
σ y max

ỈÏng

sút cho phẹp ca thán thanh truưn :
[σ ] = 120 ÷ 180( MN / m 2 ) .
3.2.2.4.Tênh sỉïc bãưn ca âáưu to thanh truưn :
Vë trê tênh toạn thỉåìng chn åí ÂCT, åí âáy âáưu to thanh
truưn chëu tạc dủng ca håüp lỉûc quạn tênh chuøn
âäüng tënh tiãún v lỉûc quạn tênh chuøn âäüng quay khäng
xẹt âãún khäúi lỉåüng nàõp thanh truưn.
- Lỉûc tạc dủng lãn âáưu to :
Pd = Pj + Pkd = [ m'.R.ω 2 .(1 + λ ).FP + (m2 '− mn ' ).R.ω 2 .FP ]
Pd = R.ω 2 .F p [ m'.(1 + λ ) + m2 '−mn ']

Trong âọ : mn :khäúi lỉåüng nàõp âáưu to thanh truưn.
mn = 0,25.mtt = 0,25.3,95 = 0,9875(kg )

tiãún

m :khäúi lỉåüng cạc chi tiãút chuøn âäüng tënh
m2 :khäúi lỉåüng thanh truưn qui dáøn vãö âáöu

to.

Tênh trãn âån vë diãûn têch âènh piston :
m' =

(

)

m
3,935
=
= 347,93 kg / m 2 .
−6
FP 11309,73.10
m
2,765
m2 ' = 2 =
= 244,48(kg / m 2 ) .
−6
FP 11309,73.10
m
0,9875
mn ' = n =
= 87,314(kg / m 2 ) .
−6
FP 11309,73.10

⇒ Pd = 70.10 −3.178,02 2.11309,73.10 −6.[ 347,93.(1 + 0,25) + 244,48 − 87,314] .
Pd = 14854,8( N ) = 0,0148548( MN )
.
- Diãûn têch tiãút diãn ca nàõp âáưu to tải tiãút diãn tênh
toạn A-A :
Fd = 60.26 − 2.(10.17) = 1220(mm 2 )

:

- Diãûn têch tiãút diãn cuía bảc lọt tải tiãút diãn tênh toạn A-A
Fb = 60.4 = 240(mm 2 )

- Mämen quaïn tênh tiãút diãûn nàõp âáưu to thanh truưn :
Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
Jd =

B.H 3
b.h 3 60.26 3
10.17 3
− 2.
=
− 2.
= 83785,8(mm 4 )
12
12
12
12

- Mämen quạn tênh tiãút diãûn bảc lọt thanh truyãön :

Jb =

b.h 3 60.3,5 3
=
= 214,375(mm 4 ) .
12
12

- Mämen chäúng ún tải tiãút diãûn tênh toạn :
Wu =

B.H 2
b.h 2 b'.h' 2 60.26 2
10.17 2 60.3,5 2
− 2.
+
=
− 2.
+
= 5919(mm 3 ) .
6
6
6
6
6
6

- ỈÏng sút låïn nháút tạc dủng lãn âáưu to :

 0,023.c

M
N
0,4
σ∑ =
+
= Pd .
+
Wu Fd
W (1 + J b ) Fb + Fd
 u
Jd













−3
0,023.97.10
0,4

 = 4,62835( MN / m 2 )
σ ∑ = 0,014855.

+
−6

214,375  (240 + 1220).10 
−9 

 5919.10 .1 +

 83785,8 


2
[σ ∑ ] = (150 ÷ 200)(MN / m )

Ngoi ra âãø âm bo âiãưu kiãûn lm viãûc ca mäúi ghẹp
v õóứ hỗnh thaỡnh maỡng dỏửu bọi trồn trong mọỳi gheùp , räưi
tra âäü biãún dảng hỉåïng kênh ∆ d ca âáöu to thanh truyãön .
0,0024.Pd c 3
0,0024.0,014855.97 3.10 −9
=
= 1,9368.10 −6 ( m)
E d ( J b + J d ) 2.10 5.( 214,375 + 83785,8).10 −12
[ ∆ d ] = (0,06 ÷ 0,1)(mm)
∆d =

3.2.2.5 Tênh buläng thanh truưn :
-Säú buläng
Z =2
d = 14(mm)
-Âỉåìng kênh buläng

d tb = 13(mm)
-Âỉåìng kênh trung bỗnh
d o = 12(mm)
-ổồỡng kờnh chỏn ren
à = 0,1
-Hóỷ säú ma sạt
χ = 0,2
-Hãû säú
- Lỉûc tạc dủng lãn buläng thanh truyãön :
Rω 2 .F p
Pb = Pj + Pkb =
[ m' (1 + λ ) + m2 '−mn ']
z
Pd 0,014855
Pb =
=
= 7,4275.10 −3 ( MN ) .
2
2

- Læûc xiãút buläng trong quạ trênh lm viãûc :
Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:


Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå
PA = 2 Pb = 0,014855( MN )

- Håüp læûc tạc dủng lãn buläng
Pbl = PA + χPb = 0,014855 + 0,2.7,4275.10 −3 = 0,01634( MN )
- ỈÏng sút kẹo bulọng trong quaù trỗnh laỡm vióỷc :
k =

Pbl

=

0,01634
= 144,48( MN / m 2 )
−3 2
π ..(12.10 )
4

πd o
4
- Mämen xoàõn buläng :
d
13.10 −3
M x = µPA tb = 0,1.0,014855.
= 9655,75.10 6 ( MN .m)
2
2
- ặẽng suỏỳt xoừn :
M
àPA d tb 0,1.0,014855.13.10 −3
τx = x =
=

= 8,797( MN / m 2 )
3
3
−9
wu
2.0,4d
2.0,4.14 .10
2

- ỈÏng sút täøng :
σ ∑ = σ k 2 + 4τ x

2

= 144,48 2 + 4.8,797 2 = 145,54( MN / m 2 )

[σ ] = (150 ÷ 250)(MN / m
∑

2

)

Sv thæûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang:

Âäư n Män Hc Kãút Cáúu V Tênh Toạn Âäüng Cå

TI LIÃÛU THAM KHO
1.Âäüng cå âäút trong _ Nguùn Táút Tiãún
2.Tênh toaïn -kãút cáúu âäüng cå âäút trong _ Nguyãùn Táún
quäúc
3.Tênh toaïn - kãút cáúu âäüng cå âäút trong (Táûp I, II, III) −Häư
Táút Chøn.
−Nguùn
Âỉïc Phụ.
−Tráưn Vàn
Tãú.
−Nguùn
Táút Tiãún.

Sv thỉûc hiãûn : Äng Êch Tuáún.
Låïp :
99C4A

Trang: