K t c u â üng c â t trong - Ch ng 5: K t c u nhọmãú áú ä å äú ỉå ãú áú
thanh truy n ãư
C hỉ å n g 5 :KET C Á ÚU V TÊNH TOẠN NHỌM THANH
TRUƯN:
Nhãm thanh trun gåm cã: Thanh trun, bu l«ng thanh trun vµ b¹c lãt.
Trong qu¸ tr×nh lµm viƯc, thanh trun trun lùc t¸c dơng trªn pitt«ng cho trơc
khủu, lµm quay trơc khủu ®Ĩ sinh c«ng.
⁄ 5.1 THANH TRUY NÃƯ
I. Nhiã û m vu û v âi ã ưu kiã û n lm viã û c :
La chi ti t n i gi ỵa piston va trủc khuy u nhà m bi nì ãú äú ỉ ì í ò ãú
chuy n â üng thà ng cu a piston tha nh chuy n â üng quay cu ẫø ä ó í ì ãø ä í
trủc khuy u va ng üc lải.í ì ỉå
• Chëu l ûc khê th .ỉ ãø
• Chëu l ûc quạn tênh chuy n â üng tënh ti n cu a nhọmỉ ãø ä ãú í
piston Pj.
• L ûc quạn tênh cu a thanh truy n. Cạc ta i trng na í ãư í ì
la ta i trng â üng. G y nẹn, u n dc, u n ngang th n thanhì í ä á äú äú á
truy n, g y nẹn, u n, kẹo â u nho , g y u n va kẹo â ư á äú áư í á äú ì áư
to.
II. Vá ût liã û u ch ã ú ta ûo v ph ỉ å n g phạp ch ã ú tảo:
VËt liƯu chÕ tao thanh trun thêng lµ thÐp c¸c bon vµ thÐp hỵp kim t theo
chđng lo¹i ®éng c¬.
 Lo¹i ®éng c¬ tÜnh t¹i vµ tµu thủ, ®éng c¬ tèc ®é thÊp thêng dïng thÐp c¸c
bon 30, 35, 40, 45.
 Lo¹i ®éng c¬ «t« m¸y kÐo vµ ®éng c¬ tèc ®é cao thêng dïng c¸c lo¹i thÐp
hỵp kim 40Cr, 40CrNi, 40Cr M
o
, 18Cr Ni W vv...
Do tçnh trảng chëu l ûc ph ïc tảp n n thanh truy n â ücỉ ỉ ã ãư ỉå
ch tảo bà ng ph ng phạp re n khu n.ãú ò ỉå ì ä
1

K t c u õ ỹng c õ t trong - Ch ng 5: K t c u nhoùmóỳ ỏỳ ọ ồ ọỳ ổồ óỳ ỏỳ
thanh truy n óử
III. Phỏn loa ỷi thanh truyóửn
Thanh truyền có thể phân làm ba loại chính sau đây:
1. Thanh truyền đơn là thanh truyền của động cơ một hàng xilanh và động cơ chữ
V kiểu thanh truyền song song (tức là hai thanh truyền giống nhau lắp trên một chốt
khuỷu).
2. Thanh truyền kép.
Loại thanh truyền kép thờng dùng cho động cơ chữ V. Thanh truyền chính có
dạng chạc. Thanh truyền trung tâm lắp vào giữa chạc của thanh truyền chính. Vì vậy
đầu to của thanh truyền trung tâm thờng mỏng. Loại bạc lót dùng cho loại thanh
truyền này đợc tráng hợp kim chịu mòn ở hai mặt. Một mặt ăn khớp với chốt khuỷu
còn mặt ngoài ăn khớp với đầu to thanh truyền trung tâm.
3. Thanh truyền chính và thanh truyền phụ.
Loại này thờng dùng cho động cơ chữ V và động cơ hình sao. Đặc điểm nổi
bật là thanh truyền phụ không lắp trên chốt khuỷu mà lắp trên chốt của đầu to thanh
truyền chính. Trong động cơ hình sao, đầu to thanh truyền chính có nhiều chốt, mỗi
chốt lắp một thanh truyền phụ.
IV.Kóỳt cỏ ỳ u thanh truyóửn: (gọửm ba phỏửn)
1. ỏửu nhoớ:
Kết cấu của đầu nhỏ thanh truyền phụ thuộc
vào kích thớc chốt pittông và phơng pháp lắp ghép chốt pittông.
Tr ng h ỹp l p ch t t ỷ do:ổồỡ ồ ừ ọỳ ổ
2
K t c u õ ỹng c õ t trong - Ch ng 5: K t c u nhoùmóỳ ỏỳ ọ ồ ọỳ ổồ óỳ ỏỳ
thanh truy n óử
V n õ b i tr n õ u nho .ỏỳ óử ọ ồ ỏử ớ
V n õ la m maùt õốnh piston.ỏỳ óử ỡ
Baỷc loùt õ u nho .ỏử ớ
Trên đầu nhỏ kiểu lắp động đều có bạc đồng đợc ép chặt vào lỗ đầu nhỏ. Chiều

dày bạc đồng thờng vào khoảng (0,08 ữ 0,085)d
cp
.
d
cp
- đờng kính chốt pittông.
Sau khi ép đợc gia công chính xác, đảm bảo khe hở giữa bạc và chốt pittông có
trị số:
= (0,0004 ữ 0,0015)d
cp
.
Tr ng h ỹp l p c õởnh ch t tr n õ u nho : Coù haiổồỡ ồ ừ ọỳ ọỳ ó ỏử ớ
ki u õ i x ùng va kh ng õ i x ùng.óứ ọỳ ổ ỡ ọ ọỳ ổ
Tr ng h ỹp khaùc du ng õ u nho daỷng hỗnh c u, kh ngổồỡ ồ ỡ ỏử ớ ỏử ọ
coù ch t piston du ng trong õ ỹng c ta u thuy .ọỳ ỡ ọ ồ ỡ ớ
2. Thỏn thanh truyóửn:
Coù ba daỷng chờnh nh hỗnh veợ trong õoù daỷng coù uổ ổ
õi m h n ca do õ ỹ c ùng v ợng cao.óứ ồ ớ ọ ổ ổ Chiều dài l của thanh truyền phụ
thuộc vào thông số kết cấu .
L
R
=

Đa số các loại động cơ ngày nay có = 0,23 ữ 0,30.
Các loại động cơ cao tốc và động cơ ôtô máy kéo thờng dùng thanh truyền có
tiết diện chữ I (kiểu a, b) hoặc kiểu bầu dục (h). Thanh truyền chính của động cơ
chữ V thờng dùng tiết diện chữ H. Động cơ tàu thuỷ hoặc động cơ phát điện cỡ công
suất lớn thờng dùng loại tiết diện tròn (c, d). Loại thân có tiết diện hình chữ nhật
ngày nay ít dùng. Chiều rộng h của tiết diện tăng dần từ đầu nhỏ đến đầu to, nhng
chiều dày b thờng không đổi. Phần chuyển tiếp từ thân đến đầu nhỏ và đầu to đều có

H1
b
3
K t c u â üng c â t trong - Ch ng 5: K t c u nhọmãú áú ä å äú ỉå ãú áú
thanh truy n ãư
gãc lỵn lín.
3. Âáưu to thanh truưn:
Y u c u: ã áư
• Cọ â ü c ïng v ỵng cao â kh ng bë bi n dảng.ä ỉ ỉ ãø ä ãú
• Kêch th ïc nho gn â gia m l ûc quạn tênh.ỉå í ãø í ỉ
• D ù da ng là p ghẹp củm piston - thanh truy n v ïi trủcã ì õ ãư å
khuy u.í
Cọ hai loải â u to:áư
a, u to hai n a:Âáư ỉí
Khi tàng â ng kênh ch t khuy u â gia m ạp su t ti pỉå ì äú í ãø í áú ãú
xục va tàng khoa ng tru ng âi ûp gi ỵa ch t va c trủc chênhì í ì ã ỉ äú ì äø
thç pha i gia i quy t â u to bà ng nh ỵng gia i phạp sau:í í ãú áư ò ỉ í
• Tàng s bu l ng ghẹp â gia m â ng kênh bu l ng.äú ä ãø í ỉå ì ä
• Cà t nghi ng â u to.õ ã áư
•Th n va â u to du ng guj ng ghẹp.á ì áư ì ä
•Du ng ch t c n ghẹp â u to theo ki u ba n l .ì äú ä áư ãø í ãư
•L ù bu l ng khoan lẻm va o bảc lọt.ä ä ì
b, i v ïi â üng c c ỵ nho cọ th du ng loải â u täú å ä å å í ãø ì áư
li n, khi âọ kh ng du ng bảc lọt ma du ng bi.ãư ä ì ì ì äø
KÝch thíc cđa ®Çu to thanh trun phơ thc vµo ®êng kÝnh vµ chiỊu dµi chèt
khủu.
KÕt cÊu cđa ®Çu to ph¶i ®¶m b¶o ®é cøng v÷ng cao, kÝch thíc nhá gän ®Ĩ ®ót
lät qua lç xilanh, thn tiƯn cho viƯc th¸o l¾p sưa ch÷a thay thÕ nhãm pitt«ng vµ b¹c
lãt ®Çu to. Trong phÇn lín c¸c ®éng c¬ cao tèc, ®Çu to thanh trun thêng c¾t thµnh
hai nưa: Nưa trªn gÇn víi th©n thanh trun , nưa díi lµm thµnh d¹ng n¾p ®Çu to.

Lo¹i ®éng c¬ tÜnh t¹i vµ tµu thủ c«ng st lín, tèc ®é thÊp, ®Çu to c¾t thµnh hai
nưa.
Lo¹i ®éng c¬ x¨ng c«ng st nhá nh ®éng c¬ m«t« xe m¸y, ®Çu to thanh
4
K t c u â üng c â t trong - Ch ng 5: K t c u nhọmãú áú ä å äú ỉå ãú áú
thanh truy n ãư
trun thêng liỊn thµnh mét khèi víi th©n thanh trun.
Khi c¾t ®Çu to thµnh hai nưa, ph¶i ®Þnh vÞ khi l¾p b»ng chèt, bul«ng hc gê
®Þnh vÞ . Do khi thiÕt kÕ ®éng c¬, ngêi ta thêng cè g¾ng t¨ng ®êng kÝnh cđa chèt
khủu ®Ĩ t¨ng ®é cøng v÷ng cho chèt khủu. §iỊu ®ã lµm ¶nh hëng xÊu ®Õn kÝch
thíc ®Çu to thanh trun. V× vËy khi thiÕt kÕ ®Çu to thanh trun ngêi ta thêng ¸p
dơng c¸c nhiỊu biƯn ph¸p thiÕt kÕ ®Ĩ gi¶m kÝch thíc cđa ®Çu to thanh trun nh»m
®¶m b¶o ®ót lät qua lç xilanh. C¸c biƯn ph¸p thêng dïng nh sau:
1. Gi¶m kÝch thíc kho¶ng c¸ch gi÷a hai bu l«ng thanh trun (kÝch thíc l
2
®Ĩ
thu gän kÝch thíc l
1
.
1. Dïng nhiỊu bu l«ng thanh trun cã ®êng kÝnh nhá (4 hc 6 bu l«ng) ®Ĩ
gi¶m l
2
vµ l
1
.
2. C¾t chÐo ®Çu to theo mỈt nghiªng 30
0
- 60
0
(thêng dïng 45

0
) vµ dïng c¸c
biƯn ph¸p chèng lùc c¾t P
c
.
3. Dïng chèt c«n, ®Çu to l¾p theo kiĨu b¶n lỊ. §Çu to kiĨu nµy rÊt gän, rÊt an
toµn nhng khã th¸o l¾p khi sưa ch÷a, thay thÕ b¹c lãt ®Çu to.
4. Kh«ng c¾t ®Çu to mµ lµm liỊn khèi víi thanh trun, do ®Çu to liỊn khèi
nªn chèt khủu ph¶i lµm theo kiĨu rêi ®Ĩ Ðp vµo ®Çu to.
C¾t ®Çu to rêi h¼n th©n thanh trun, khi th¸o l¾p chØ ®ót phÇn th©n qua lç
xilanh.
⁄ 5.2 BA C LO T U TỎ Ï ÂÁƯ
5.2.1. Nhi ûm vủ:ã
La tr üt cọ tạc dủng gia m ma sạt va d ù thay thì äø ỉå í ì ã ãú
trong quạ trçnh s a ch ỵa, gia m gêa tha nh ch tảo â üng c .ỉí ỉ í ì ãú ä å
5.2.2. V ût li ûu ch tảo:á ã ãú
u cáưu váût liãûu:
• Cọ tênh ch ng mo n, h û s ma sạt nho .äú ì ã äú í
• S ïc b n nhi ût cao va d ùn nhi ût t t.ỉ ãư ã ì á ã äú
• D ù ra khêt v ïi b màût trủc.ã ì å ãư
• D ù âục va bạm chàût va o vo thẹp.ã ì ì í
B¹c lãt thanh trun còng nh b¹c lãt ỉ trơc khủu ®Ịu lµm b»ng thÐp tÊm cã
5
K t c u õ ỹng c õ t trong - Ch ng 5: K t c u nhoùmóỳ ỏỳ ọ ồ ọỳ ổồ óỳ ỏỳ
thanh truy n óử
tráng hợp kim chịu mòn. Các loại hợp kim chịu mòn nh hợp kim Babít, hợp kim
Đồng - chì, hợp kim nhôm đợc dùng khá phổ biến.
Ngoài ra ngời ta cũng còn sử dụng các loại vật liệu chịu mòn đặc biệt để làm
bạc lót nh các loại chất dẻo, kim loại gốm, graphít ...
5.2.2.1. Hợp kim Babít:

Hợp kim Babít đợc dùng khá phổ biến, tuỳ thuộc hàm lợng thiếc có trong Babít
mà ngời ta chia hợp kim này thành hai loại:
- Babít nền thiếc có 82 ữ 84% Sn; 12 ữ 14% Sb; 5,5 ữ 6,5% Cu còn lại là chất
khác Fe, Ni.
- Babít nền chì có 9 ữ 11% Sn; 13 ữ 15% Sb; 70 ữ 75% Pb; còn lại là các chất
khác nh Cd, Ni, As, Fe, Zn ...
u điểm của họ hợp kim Babít là:
Có tính chịu mòn cao, công nghệ đúc, cán dễ, độ bám trên gộp thép tốt.
Độ cứng HB = 25 ữ 30 nên dễ rà khít với bề mặt trục.
Nhợc điểm của hợp kim này là:
Không chịu đợc áp suất cao, áp suất tiếp xúc thờng phải nhỏ hơn 18
MN/m
2
.
Độ bền nhiệt kém. Nếu do thiếu dầu bôi trơn, nhiệt độ ở trục tăng quá
100
0
C thì bạc lót dể bị cháy và giảm độ cứng tới 60%.
5.2.2.2. Hợp kim Đồng- chì:
Loại hợp kim này do chịu đợc áp suất lớn nên đợc dùng khá nhiều trong động
cơ điêden.
Thành phần cơ bản của hợp kim Đồng- chì gồm: 69 ữ 72% Cu và 31 ữ 28%
Pb. Loại hợp kim này có các u điểm sau đây:
Sức bền cơ học cao, chịu đợc nhiệt độ ở trục lớn (đến 200
0
C), độ bền
nhiệt lớn. Khi nhiệt độ ở trục tăng, độ cứng giảm rất ít. Ví dụ ở nhiệt
độ 115
0
C của ổ trục, độ cứng HB chỉ giảm từ 30 dến 28 đơn vị.

Chịu đợc áp suất tiếp xúc lớn, đến 35 MN/m
2
.
Dẫn nhiệt tốt nên nhiệt độ ổ trục thấp.
Tuy vậy, loại hợp kim này rất khó chế tạo do tồn tại hiện tợng thiên tích về
nhiệt độ nóng chảy và khối lợng riêng:
Chì có = 11,34 nóng chảy ở 326
0
C
Đồng có = 8,93 nóng chảy ở 1083
0
C
6
K t c u õ ỹng c õ t trong - Ch ng 5: K t c u nhoùmóỳ ỏỳ ọ ồ ọỳ ổồ óỳ ỏỳ
thanh truy n óử
Nên khi nấu luyện khó khống chế tốc độ làm nguội để chì phân bố đều thành
dạng mạng trên nên đồng.
5.2.2.3 Hợp kim nhôm:
Bạc lót hợp kim nhôm ngày nay đợc dùng rất phổ biến do có độ bền cao mà
giá thành lại rẻ. Tuỳ theo thành phần hợp kim có thể chia hợp kim nhôm thành ba
loại:
a) Hợp kim nhôm-đồng-thiếc: Thờng có thành phần hợp kim: 1,3
ữ 1,8% Cu; 5,5 ữ 13% Sn còn lại là nền nhôm và một ít tạp chất.
b) Hợp kim nhôm-chì-ăngtimoan: Thờng có thành phần hợp kim: 1
ữ 6%Sb; 1 ữ 5% Pb còn lại là nhôm và một ít tạp chất khác.
c) Hợp kim nhôm-kẽm-silíc: Thờng có thành phần hợp kim: 4,5
ữ 5,5%Zn; 1 ữ 2%Si còn lại là nhôm và một ít kim loại khác nh Cu,
Pb, Mg ...
Độ cứng HB của nhóm hợp kim này rất cao, ở 100
0

C HB = 36 ữ 75, độ bền lớn

b
= 160 ữ 300 MN/m
2
. Hệ số dẫn nhiệt cũng lớn: = 100 ữ 145 Kcal/m.h.
0
C.
2. ỷc õi m k t c u: óứ óỳ ỏỳ Bao g m ph n h ỹp kim chởu mo nọử ỏử ồ ỡ
va vo theùp. Coù hai loaỷi baỷc: ỡ ớ
Tuỳ theo tính năng tốc độ của động cơ mà bạc lót có chiều dày khác nhau.
Động cơ tốc độ cao thờng dùng bạc lót mỏng có chiều dày gộp bạc bằng thép
khoảng 1 ữ 3 mm; chiều dày lớp hợp kim chịu mòn khoảng 0,4 ữ 0,9 mm.
Động cơ tốc độ thấp thờng dùng bạc lót dày có chiều dày gộp thép từ 3 ữ 6
mm, lớp hợp kim chịu mòn dày từ 1,5 ữ 3 mm.
Baỷc da y coù vo theùp theùp da y t 3 - 6 mm, l ùp h ỹpỡ ớ ỡ ổỡ ồ ồ
kim chởu mo n khoa ng 1,5 - 3mm. Th ng õ ỹc du ng choỡ ớ ổồỡ ổồ ỡ
õ ỹng c tộnh taỷi, ta u thuy t c õ ỹ th p. Vo theùp õ ỹc la mọ ồ ỡ ớ ọỳ ọ ỏỳ ớ ổồ ỡ
b ng theùp caùc bon th p õ tng kha nng baùm dờnh cu aũ ỏỳ óứ ớ ớ
v ỷt li ỷu chởu mo n va kha nng õa n h i cu a baỷc.ỏ ó ỡ ỡ ớ ỡ ọử ớ
Baỷc mo ng coù chi u da y vo theùp 0,9 - 3mm, v ỷt li ỷuớ óử ỡ ớ ỏ ó
chởu mo n da y khoa ng 0,4 - 0,7 mm. u õi m loaỷi baỷc na y laỡ ỡ ớ ặ óứ ỡ ỡ
d ự sa n su t ha ng loaỷt, ờt t n v ỷt li ỷu chởu mo n, ti p xuùcó ớ ỏỳ ỡ ọỳ ỏ ó ỡ óỳ
t t v ùi l ự õ u to n n truy n nhi ỷt t t, gia m õ ỹc kờchọỳ ồ ọ ỏử ó óử ó ọỳ ớ ổồ
th ùc va troỹng l ỹng õ u to. Y u c u ch taỷo v ùi õ ỹổồ ỡ ổồ ỏử ó ỏử óỳ ồ ọ
7
K t c u õ ỹng c õ t trong - Ch ng 5: K t c u nhoùmóỳ ỏỳ ọ ồ ọỳ ổồ óỳ ỏỳ
thanh truy n óử
chờnh xaùc cao.
traùnh coỹ saùt õ u to thanh truy n v ùi maù khuy uóứ ỏử óử ồ ớ

baỷc õ u to coù th coù vai.ỏử óứ
Khe h baỷc v ùi ch t khuy u th ng khoa ng ( 0,0045 -ồớ ồ ọỳ ớ ổồỡ ớ
0,0015)d
ch
. (mm)
Khe h mỷt õ u baỷc loùt va maù khuy u th ng khoa ngồớ ỏử ỡ ớ ổồỡ ớ
0,15 - 0,25mm.
ởnh vở baỷc th ng du ng l ợi ga . ổồỡ ỡ ổồ ỡ
5.3 BU L NG THANH TRUY N ệ
5.3.1. Nhi ỷm vuỷ:ó
Trong động cơ bu lông thanh truyền tuy là một chi tiết máy nhỏ nhng rất quan
trọng về mặt an toàn vận hành động cơ. Nếu bulông thanh truyền bị đứt, động cơ sẽ
bị h hỏng rất nặng.
Chởu l ỷc xi t ban õ uổ óỳ ỏử
Chởu l ỷc quaùn tờnh tởnh ti n va quay kh ng k kh iổ óỳ ỡ ọ óứ ọỳ
l ỹng n p õ u to.ổồ ừ ỏử
Do bu lông thanh truyền rất quan trọng nên ngời ta đều dùng thép hợp kim và
dùng công nghệ tiên tiến để gia công nhằm tăng độ bền mỏi của bu lông thanh
truyền.
Các loại thép hợp kim thờng dùng là: thép 40Cr Ni; 40Cr; 35Cr Ni 3 ...
5.3.2. ỷc õi m k t c u: óứ óỳ ỏỳ
Bu lông thanh truyền có kết cấu rất đa dạng. Một vài loại kết cấu điển hình th-
ờng dùng giới thiệu trên hình (III-21).
D2
D3
D1
D3
D1
D2
8

K t c u õ ỹng c õ t trong - Ch ng 5: K t c u nhoùmóỳ ỏỳ ọ ồ ọỳ ổồ óỳ ỏỳ
thanh truy n óử
Bu l ng chố chởu keùo, traùnh l ỷc c t va u n.: u buọ ổ ừ ỡ ọỳ ỏử
l ng, õai c vu ng goùc õ ng t m bu l ng.ọ ọỳ ọ ổồ ỡ ỏ ọ
u bu l ng õ i x ùng, mỷt ren pha i õ ng t m v ùi t mỏử ọ ọỳ ổ ớ ọử ỏ ồ ỏ
bu l ng.ọ
Tng s ùc b n mo i: Goùc l ỹn, ph n th t tr n th n,ổ óử ớ ổồ ỏử ừ ó ỏ
du ng õai c chởu keùo, tng õ ỹ c ùng v ợng n p õ u to.ỡ ọỳ ọ ổ ổ ừ ỏử
Tng s ùc b n bu l ng: ma i boùng th n bu l ng, caùn ren,ổ óử ọ ỡ ỏ ọ
nhi ỷt luy ỷn...ó ó
5.4 T NH S C B N THANH TRUY N:ấ ặẽ ệ ệ
5.4.1. Tờnh s ổ ù c bóửn õ ỏ ửu nhoớ:
5.4.1.1. Loaỷi õ ỏ ử u daỡy khi d
2
/d
1
>1,5
- Tờnh toaùn ổợng suỏ ỳ t keùo: Ta i troỹng la l ỷc quaùn tờnhớ ỡ ổ
chuy n õ ỹng tởnh ti n cu a kh i l ỹng nhoùm piston Póứ ọ óỳ ớ ọỳ ổồ
jnp

5.4.1.2. Loaỷi õ ỏ ử u moớng:
a, Khi ch ởu keùo: Taới tro ỹng taùc du ỷng: L ỷc quaùn tờnh Pj g yổ ỏ
ra ùng su t u n va keùo. Gia thi t l ỷc quaùn tờnh ph n bổ ỏỳ ọỳ ỡ ớ óỳ ổ ỏ ọỳ
õ u theo h ùng kờnh tr n õ ng kờnh trung bỗnh cu a õ uóử ổồ ó ổồỡ ớ ỏử
nho .ớ
- Xaùc õ ở n h goùc

:
9