TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ

L I NÓI Đ UỜ Ầ
Đ ng c đ t trong là lo i máy ra đ i t r t s m, có th nói nóộ ơ ố ạ ờ ừ ấ ớ ể
đã giúp con ng i ti n lên m t b c trong l ch s phát tri n c a mìnhườ ế ộ ậ ị ử ể ủ
b i t khi xu t hi n nó đã t ng b c gi i phóng lao đ ng chân tayở ừ ấ ệ ừ ướ ả ộ
cho con ng i v i năng su t làm vi c r t cao. Cho đ n ngày nay nóườ ớ ấ ệ ấ ế
v n là lo i máy t o nhi u giá tr nh t v m t kinh t và trong t ngẫ ạ ạ ề ị ấ ề ặ ế ươ
lai nó s ti p t c đ c chúng ta c i t o và phát tri n.ẽ ế ụ ượ ả ạ ể
Là m t sinh viên thu c khoa C khí ĐH GTVT em đ c giaoộ ộ ơ ượ
th c hi n TKMH môn Đ ng C Đ t Trong v i n i dung ự ệ ộ ơ ố ớ ộ tính b n &ề
v tr c khu uẽ ụ ỷ . Do trình đ có h n nên trong quá trình th c hi nộ ạ ự ệ
không th chánh kh i nh ng sai sót b i v y em mong đ c s quanể ỏ ữ ở ậ ượ ự
tâm và giúp đ c a th y cô B môn: Đ ng C Đ t Trong đ em hoànỡ ủ ầ ộ ộ ơ ố ể
thi n t t h n trong nh ng môn h c sau. Nhân đây em cũng xin chânệ ố ơ ữ ọ
thành c m n th y ả ơ ầ Vũ Xuân Thi pệ cùng B môn đã giúp đ đ emộ ỡ ể
hoàn thành bài TKMH này.
Sinh viên
T Ng c Tuyênạ ọ

1
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ


M C L CỤ Ụ
THI T K MÔN H C Đ NG C Đ T TRONGẾ Ế Ọ Ộ Ơ Ố
Đ TÀIỀ
TÍNH TOÁN Đ NG H C, Đ NG L C H C C C U KHU UỘ Ọ Ộ Ự Ọ Ơ Ấ Ỷ
TR C THANH TRUY NỤ Ề
Các thông s c b n:ố ơ ả
Ki u đ ng cể ộ ơ 3DN88

Đ ng kính xi lanh (mm) Dườ 88
Hành trình Piston(mm) S 100
S xi lanh iố 3
Công su t Nấ
e
30 Mã l cự
T s nén ỷ ố ε
18
S vòng quay nố 2600 vòng/phút
Su t tiêu hao nhiên li u gấ ệ
e
(g/ml.h) 185
Xupap n p m s m ạ ở ớ ϕ
l
14
0
Xupap n p đóng mu n ạ ộ ϕ
2
52
0
Xupap th i m s m ả ở ớ ϕ
3
58
0
Xupap th i đóng mu n ả ộ ϕ
4
16
0
Góc phun s m ơ ϕ
s

17
0
Áp su t cu i hành trình n p pấ ố ạ
a
0,086MPa
Áp su t khí sót pấ
r
0,12MPa
Áp su t cu i hành trình nén pấ ố
c
4,355MPa
Áp su t c c đ i pấ ự ạ
z
6,445MPa
Áp su t cu i hành trình giãn n pấ ố ở
b
0,285MPa
Kh i l ng nhóm piston Mố ượ
pt
0,58 kg
Kh i l ng nhóm thanh truy n Mố ượ ề
tt
1,2 kg
2
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ

TÍNH TOÁN Đ NG H C & Đ NG L C H CỘ Ọ Ộ Ự Ọ
KHU U TR C THANH TRUY NỶ Ụ Ề
Đ ng h c và đ ng l c h c là môn h c dùng ph ng pháp quanộ ọ ộ ự ọ ọ ươ
đi m c h c đ nghiên c u quy lu t chuy n đ ng, ch u l c c a cácể ơ ọ ể ứ ậ ế ộ ị ự ủ

chi ti t máy trong c c u khu u tr c thanh truy n, tr ng thái daoế ơ ấ ỷ ụ ề ạ
đ ng, nh t là dao đ ng xo n c a h tr c.ộ ấ ộ ắ ủ ệ ụ
Các đ ng c hi n đ i có s vòng quay r t cao, do đó gây nên l cộ ơ ệ ạ ố ấ ự
quán tính l n, có khi v t xa tr s l c khí th . L c quán tính tác d ngớ ượ ị ố ự ể ự ụ
lên c c u khu u tr c thanh truy n gây nên ng su t khá l n, đôi khiơ ấ ỷ ụ ề ứ ấ ớ
làm h h ng các chi ti t máy. Ngoài ra l c quán tính còn có tác d ngư ỏ ế ự ụ
kích thích khi n cho các chi ti t trong c c u khu u tr c thanh truy nế ế ơ ấ ỷ ụ ề
phát sinh dao đ ng.ộ
Tính toán đ ng l c h c c c u khu u tr c thanh truy n nh m m cộ ự ọ ơ ấ ỷ ụ ề ằ ụ
đích xác đ nh các l c do h p l c c a l c quán tính và l c khí th tácị ự ợ ự ủ ự ự ể
d ng lên chi ti t m i v trí c a tr c khu u đ ph c v cho vi c tínhụ ế ở ỗ ị ủ ụ ỷ ể ụ ụ ệ
toán s c b n, nghiên c u tr ng thái mài mòn c a chi ti t máy và cânứ ề ứ ạ ủ ế
b ng đ ng c .ằ ộ ơ
I/ TÍNH TOÁN Đ NG H C C C U KHU U TR C THANHỘ Ọ Ơ Ấ Ỷ Ụ
TRUY N:Ề
Nghiên c u quy lu t chuy n đ ng c a Piston là nhi m v ch y uứ ậ ể ộ ủ ệ ụ ủ ế
c a đ ng h c. Đ ti n nghiên c u, ta gi thi t trong quá trình làmủ ộ ọ ể ệ ứ ả ế
vi c tr c khu u quay v i t c đ không đ i. Đ i v i các đ ng c caoệ ụ ỷ ớ ố ộ ổ ố ớ ộ ơ
t c ngày nay do t c đ vòng quay cao nên khi tr ng thái công tác c aố ố ộ ạ ủ
đ ng c đã n đ nh thì s thay đ i t c đ góc do s không đ ng đ uộ ơ ổ ị ự ổ ố ộ ự ồ ề
v a mômen đ ng c sinh ra không l n l m. Vì v y gi thi t trên g nủ ộ ơ ớ ắ ậ ả ế ầ
đúng v i th c t .ớ ự ế
1- Các thông s c b nố ơ ả :
T các s li u cho ta có:ừ ố ệ
Bán kính quay c a tr c khu uủ ụ ỷ : R =
2
S
= = 50 mm = 0,05m
Chi u dài thanh truy n : L = ề ề
λ

R
= = 200 mm = 0,2 m
trong đó λ là tham s k t c u( ta ch n ố ế ấ ọ λ= 0.25 ).
V n t c góc tr c khu u: ậ ố ụ ỷ ω =
30
.n
π
=
30
2600.
π
= 272,13(rad/s)
2- Chuy n v c a pitông:ể ị ủ
S = R[(1-cosα) +
4
λ
(1-cos2α)] (mm)
Trong đó: S - là đ chuy n v c a pittông.ộ ể ị ủ
R- là bán kính quay c a tr c khu uủ ụ ỷ ;
- là tham s k t c uố ế ấ
w- là góc quay c a tr c khu uủ ụ ỷ
-Ta có: S
t
= S
1
+ S
2
;
3
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ


S
1
= R(1-cos ) đ d ch chuy n c p 1 ;ộ ị ể ấ
S
2
= R.
4
λ
.(1-cos2) đ d ch chuy n c p 2.ộ ị ể ấ
B NG TÍNH Đ Đ CH CHUY N C A PISTONẢ Ộ Ị Ể Ủ
B ng 01:ả
Đ th chuy n v piston :ồ ị ể ị
α 1-cosα s
1
(mm) 1-cos2α s
2
(mm) s
0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10 0.015 0.760 0.060 0.151 0.910
20 0.060 3.015 0.234 0.585 3.600
30 0.134 6.699 0.500 1.250 7.949
40 0.234 11.698 0.826 2.066 13.764
50 0.357 17.861 1.174 2.934 20.795
60 0.500 25.000 1.500 3.750 28.750
70 0.658 32.899 1.766 4.415 37.314
80 0.826 41.318 1.940 4.849 46.167
90 1.000 50.000 2.000 5.000 55.000
100 1.174 58.682 1.940 4.849 63.532
110 1.342 67.101 1.766 4.415 71.516

120 1.500 75.000 1.500 3.750 78.750
130 1.643 82.139 1.174 2.934 85.074
140 1.766 88.302 0.826 2.066 90.368
150 1.866 93.301 0.500 1.250 94.551
160 1.940 96.985 0.234 0.585 97.570
170 1.985 99.240 0.060 0.151 99.391
180 2.000 100.000 0.000 0.000 100.000
190 1.985 99.240 0.060 0.151 99.391
200 1.940 96.985 0.234 0.585 97.570
210 1.866 93.301 0.500 1.250 94.551
220 1.766 88.302 0.826 2.066 90.368
230 1.643 82.139 1.174 2.934 85.074
240 1.500 75.000 1.500 3.750 78.750
250 1.342 67.101 1.766 4.415 71.516
260 1.174 58.682 1.940 4.849 63.532
270 1.000 50.000 2.000 5.000 55.000
280 0.826 41.318 1.940 4.849 46.167
290 0.658 32.899 1.766 4.415 37.314
300 0.500 25.000 1.500 3.750 28.750
310 0.357 17.861 1.174 2.934 20.795
320 0.234 11.698 0.826 2.066 13.764
330 0.134 6.699 0.500 1.250 7.949
340 0.060 3.015 0.234 0.585 3.600
350 0.015 0.760 0.060 0.151 0.910
4
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ

360 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
đ th chuy n v pittongồ ị ể ị
0.000

20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
góc
chuy n v xể ị
s1
s2
s
3/ V n t c pitôngậ ố
Đ tính v n t c chuy n đ ng c a piston ta đ o hàm chuy n v Sể ậ ố ể ộ ủ ạ ể ị
theo th i gian ta đ c v n t c pitông Vờ ượ ậ ố
V = Rω(sinα +
2
λ
sin2α) (m/s)
Trong đó:
V - v n t c pistonậ ố (m/s);
R- là bán kính quay c a tr c khu u;ủ ụ ỷ
 - là tham s k t c u;ố ế ấ
 - là góc quay c a tr c khu u;ủ ụ ỷ
ω- t c đ góc tr c khu u.ố ộ ụ ỷ
Ta có:
V= V
1
+V
2

V
1
= Rω.sin -V n t c c p 1;ậ ố ấ
V
2
= Rω.
2
λ
.sin2 - V n t c c p 2.ậ ố ấ
5
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ

Ta v đ th V-ẽ ồ ị  bi u di n v n t c c a Piston ph thu c vào gócể ễ ậ ố ủ ụ ộ
quay tr c khu u. Tr c tung bi u th v n t c c a piston, tr c hoàngụ ỷ ụ ể ị ậ ố ủ ụ
bi u th góc quay ể ị  c a tr c khu u. Ta có đ th nh hình d i .ủ ụ ỷ ồ ị ư ướ
α sinα v1 sin2α v2 v
0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
10 0.174 2.363 0.342 0.582 2.944
20 0.342 4.654 0.643 1.093 5.747
30 0.500 6.803 0.866 1.473 8.276
40 0.643 8.746 0.985 1.675 10.421
50 0.766 10.423 0.985 1.675 12.098
60 0.866 11.784 0.866 1.473 13.257
70 0.940 12.786 0.643 1.093 13.879
80 0.985 13.400 0.342 0.582 13.981
90 1.000 13.607 0.000 0.000 13.607
100 0.985 13.400 -0.342 -0.582 12.818
110 0.940 12.786 -0.643 -1.093 11.693
120 0.866 11.784 -0.866 -1.473 10.311
130 0.766 10.423 -0.985 -1.675 8.748

140 0.643 8.746 -0.985 -1.675 7.071
150 0.500 6.803 -0.866 -1.473 5.330
160 0.342 4.654 -0.643 -1.093 3.560
170 0.174 2.363 -0.342 -0.582 1.781
180 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
190 -0.174 -2.363 0.342 0.582 -1.781
200 -0.342 -4.654 0.643 1.093 -3.560
210 -0.500 -6.803 0.866 1.473 -5.330
220 -0.643 -8.746 0.985 1.675 -7.071
230 -0.766 -10.423 0.985 1.675 -8.748
240 -0.866 -11.784 0.866 1.473 -10.311
250 -0.940 -12.786 0.643 1.093 -11.693
260 -0.985 -13.400 0.342 0.582 -12.818
270 -1.000 -13.607 0.000 0.000 -13.607
280 -0.985 -13.400 -0.342 -0.582 -13.981
290 -0.940 -12.786 -0.643 -1.093 -13.879
300 -0.866 -11.784 -0.866 -1.473 -13.257
310 -0.766 -10.423 -0.985 -1.675 -12.098
320 -0.643 -8.746 -0.985 -1.675 -10.421
330 -0.500 -6.803 -0.866 -1.473 -8.276
340 -0.342 -4.654 -0.643 -1.093 -5.747
350 -0.174 -2.363 -0.342 -0.582 -2.944
360 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ

L P B NG TÍNH V N T C PISTONẬ Ả Ậ Ố
B ng 02 :ả
đ th v n t c pittongồ ị ậ ố
-20.000

-15.000
-10.000
-5.000
0.000
5.000
10.000
15.000
20.000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
góc
v n t c v(m/s)ậ ố
v1
v2
v
4/ Gia t c pitôngố
Đ tìm gia t c c a piston ta đ o hàm v n t c V c a piston ta đ c giaể ố ủ ạ ậ ố ủ ượ
t c piston J ố
J = Rω
2
(cosα + λcos2α) (m/s
2
)
Trong đó
J - gia t c c a piston;ố ủ
R - là bán kính quay c a tr c khu u;ủ ụ ỷ
 - là tham s k t c u;ố ế ấ
- là góc quay c a tr c khu u;ủ ụ ỷ
w-t c đ góc tr c khu u.ố ộ ụ ỷ
Ta có:
J= J

1
+ J
2

J
1
:Gia t c c p m t. Jố ấ ộ
1
= Rω
2
cosα
J
2
:Gia t c c p hai. Jố ấ
2
= Rω
2
λcos2α
Ta v đ th J-ẽ ồ ị  bi u th s ph thu c gia t c c a piston vào góc quayể ị ự ụ ộ ố ủ
 c a tr c khu u. Tr c tung bi u di n đ l n c a J, tr c hoành bi uủ ụ ỷ ụ ể ễ ộ ớ ủ ụ ể
th góc quay tr c khu u ị ụ ỷ 
7
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ

L P B NG TÍNH GIA T C PISTONẬ Ả Ố
B ng 03ả
α cosα J
1
cos2α J
2

J
0 1.000 3702.737 1.000 925.684 4628.421
10 0.985 3646.484 0.940 869.859 4516.343
20 0.940 3479.434 0.766 709.115 4188.550
30 0.866 3206.664 0.500 462.842 3669.506
40 0.766 2836.461 0.174 160.743 2997.204
50 0.643 2380.073 -0.174 -160.743 2219.330
60 0.500 1851.368 -0.500 -462.842 1388.526
70 0.342 1266.411 -0.766 -709.115 557.295
80 0.174 642.974 -0.940 -869.859 -226.885
90 0.000 0.000 -1.000 -925.684 -925.684
100 -0.174 -642.974 -0.940 -869.859 -1512.832
110 -0.342 -1266.411 -0.766 -709.115 -1975.526
120 -0.500 -1851.368 -0.500 -462.842 -2314.211
130 -0.643 -2380.073 -0.174 -160.743 -2540.817
140 -0.766 -2836.461 0.174 160.743 -2675.718
150 -0.866 -3206.664 0.500 462.842 -2743.822
160 -0.940 -3479.434 0.766 709.115 -2770.319
170 -0.985 -3646.484 0.940 869.859 -2776.625
180 -1.000 -3702.737 1.000 925.684 -2777.053
190 -0.985 -3646.484 0.940 869.859 -2776.625
200 -0.940 -3479.434 0.766 709.115 -2770.319
210 -0.866 -3206.664 0.500 462.842 -2743.822
220 -0.766 -2836.461 0.174 160.743 -2675.718
230 -0.643 -2380.073 -0.174 -160.743 -2540.817
240 -0.500 -1851.368 -0.500 -462.842 -2314.211
250 -0.342 -1266.411 -0.766 -709.115 -1975.526
260 -0.174 -642.974 -0.940 -869.859 -1512.832
270 0.000 0.000 -1.000 -925.684 -925.684
280 0.174 642.974 -0.940 -869.859 -226.885

290 0.342 1266.411 -0.766 -709.115 557.295
300 0.500 1851.368 -0.500 -462.842 1388.526
310 0.643 2380.073 -0.174 -160.743 2219.330
320 0.766 2836.461 0.174 160.743 2997.204
330 0.866 3206.664 0.500 462.842 3669.506
340 0.940 3479.434 0.766 709.115 4188.550
350 0.985 3646.484 0.940 869.859 4516.343
360 1.000 3702.737 1.000 925.684 4628.421
8
TKMH ĐCĐT T NG C TUYÊNẠ Ọ

đ th gia t c pittongồ ị ố
-5000.000
-4000.000
-3000.000
-2000.000
-1000.000
0.000
1000.000
2000.000
3000.000
4000.000
5000.000
6000.000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
góc
gia t c j(m/s2)ố
J1
J2
J

II/ TÍNH TOÁN Đ NG L C H C Đ NG C Đ T TRONGỘ Ự Ọ Ộ Ơ Ố
1/ Khái quát
Khi đ ng c làm vi c, c c u tr c khu u - thanh truy nộ ơ ệ ơ ấ ụ ỷ ề
(CCTKTT) nói riêng và đ ng c nói chung ch u tác d ng c a các l cộ ơ ị ụ ủ ự
nh l c khí th , l c quán tính, tr ng l c và l c ma sát. Tr tr ng l cư ự ể ự ọ ự ự ừ ọ ự
ra, các l c các l c khác đ u có tr s thay đ i theo các v trí c a Pistonự ự ề ị ố ổ ị ủ
trong các chu trình công tác c a đ ng c . Khi tính toán đ ng l c h c,ủ ộ ơ ộ ự ọ
ta ch xét các l c có giá tr l n là l c khí th và l c quán tính.ỉ ự ị ớ ự ể ự
M c đích c a vi c tính toán đ ng l c h c là xác đ nh các l cụ ủ ệ ộ ự ọ ị ự
do h p l c c a hai lo i l c trên đây tác d ng lên CCTKTT và mô menợ ự ủ ạ ự ụ
do chính chúng sinh ra đ làm c s cho vi c tính toán cân b ng đ ngể ơ ở ệ ằ ộ
c , tính toán s c b n c a các chi ti t, nghiên c u tr ng thái mài mònơ ứ ề ủ ế ứ ạ
và tính toán dao đ ng xo n c a h tr c khu u.ộ ắ ủ ệ ụ ỷ
Vi c kh o sát đ ng l c h c đ c d a trên ph ng pháp và quan đi mệ ả ộ ự ọ ượ ự ươ ể
c a c h c lý thuy t. Các l c và mô men trong tính toán đ ng l c h củ ơ ọ ế ự ộ ự ọ
đ c bi u di n d i d ng hàm s c a góc quay tr c khu u ượ ể ễ ướ ạ ố ủ ụ ỷ α và quy
c là pittông đi m ch t trên thì ướ ở ể ế α = 0
0
. Ngoài ra, các l c nàyự
th ng đ c tính v i m t đ n v di n tích đ nh pittông. V sau khiườ ượ ớ ộ ơ ị ệ ỉ ề
c n tính giá tr th c c a các l c, ta nhân giá tr c a áp su t v i di nầ ị ự ủ ự ị ủ ấ ớ ệ
tích ti t diên ngang c a đ nh pittông.ế ủ ỉ
2/D ng các đ th véct ph t iự ồ ị ơ ụ ả
Đ th véct ph t i là đ th bi u di n s tác d ng c a cácồ ị ơ ụ ả ồ ị ể ễ ự ụ ủ
l c lên b m t làm vi c các v trí khác nhau trên tr c khu u. Các bự ề ặ ệ ở ị ụ ỷ ề
m t làm vi c quan tr ng c a đ ng c g m b m t ch t khu u, cặ ệ ọ ủ ộ ơ ồ ề ặ ố ỷ ổ
tr c, b c, lót đ u to thanh truy n và b c lót tr cụ ạ ầ ề ạ ổ ụ .
9