Thiết Kế Cơ Cấu Biên Tay Quay Cho Động Cơ Diezel Với Công Suất 20 Mã Lực

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chƣơng trình bậc Đại học chính quy của trƣờng Đại

học Lâm nghiệp và giúp sinh viên có điều kiện làm quen với công tác nghiên

cứu; đƣợc sự đồng ý của Ban chủ nhiệm khoa Cơ điện & Công trình tôi tiến

hành thực hiện đề tài tốt nghiệp:

“Thiết kế cơ cấu biên tay quay cho động cơ Diezel với công suất 20 mã lực”

Sau thời gian thực tập nghiên cứu với tinh thần học hỏi và nghiêm túc

trong công việc, đến nay khóa luận đã cơ bản hoàn thành. Để có đƣợc thành

quả nhƣ vậy, cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

Tiến sĩ Lê văn Thái, giảng viên khoa Cơ điện & Công trình, Trƣờng

Đại học Lâm Nghiệp.Là ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, khích lệ và tạo mọi

điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện khóa luận trong suốt thời gian qua.

Nhân dịp này tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các cán bộ

trong Khoa Cơ điện & Công trình - Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp đã dạy dỗ,

dìu dắt tôi trong suốt thời gian học tập vừa qua.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã

luôn động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Trong quá trình thực hiện, do năng lực và điều kiện nghiên cứu còn

hạn chế nên khóa luận không tránh khỏi thiếu sót.Rất mong nhận đƣợc sự

đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để khóa luận đƣợc hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

ĐHLN, ngày 29 tháng 04 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Xuân Thạo

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................... 1

Chƣơng 1 TỔNG QUAN ẤN ĐỀ NGHI N C ........................................ 3

1.2 .Tổng quan về cơ cấu biên tay quay............................................................ 6

1.2.1. Nhiệm vụ của cơ cấu biên tay quay ........................................................ 6

1.2.2. Phân loại cơ cấu biên tay quay............................................................... 7

1.2.3. Kết cấu của cơ cấu biên tay quay............................................................ 8

1.2.4. Điều kiện làm việc của cơ cấu biên tay quay của động cơ diezel 20 mã

lực.................................................................................................................... 15

1.3. Mục tiêu khóa luận................................................................................... 15

1.4. Nội dung khóa luận .................................................................................. 16

1.5. Đối tƣợng, phạm vi và phƣơng pháp nghiên cứu .................................... 16

1.5.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................ 16

1.5.2 Phạm vi nghiên cứu................................................................................ 16

1.5.3 Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................ 16

Chƣơng 2 TÍNH TOÁN À THIẾT KẾ KĨ TH ẬT ................................... 17

2.1. Lựa chọn cơ cấu biên tay quay................................................................. 17

2.2. Tính toán thiết kế Piston .......................................................................... 17

2.2.1. Lựa chọn kết cấu piston ........................................................................ 17

2.2.2.T nh chọn các k ch thƣớc cơ bản của piston.......................................... 18

2.2.3 T nh kiểm nghiệm bền piston................................................................. 20

2.3.Tính kiểm nghiệm bền chốt piston............................................................ 26

2.3.1. ơ đồ phân t ch lực tác dụng lên chốt piston ........................................ 26

2.3.3.T nh kiểm tra bền cho chốt piston.......................................................... 27

2.4. Xécmăng................................................................................................... 30

2.4.1. Điều kiện làm việc của xécmăng .......................................................... 30

2.4.2. ật liệu chế tạo xécmăng ...................................................................... 31

2.4.3. Kết cấu xécmăng ................................................................................... 31

2.4.4 .T nh toán và kiểm nghiệm bền xécmăng .............................................. 32

2.5. Nhóm thanh truyền................................................................................... 34

2.5.1. Điều kiện làm việc của nhóm thanh truyền .......................................... 34

2.5.2. ật liệu chế tạo nhóm thanh truyền ...................................................... 34

2.5.3. Kết cấu của thanh truyền....................................................................... 35

2.5.4. T nh toán kiểm nghiệm bền các chi tiết nhóm thanh truyền................. 39

2.6. Trục khuỷu .............................................................................................. 52

2.6.1. Điều kiện làm việc của trục khuỷu........................................................ 52

2.6.2. ật liệu chế tạo trục khuỷu ................................................................... 53

2.6.3. Kết cấu của trục khuỷu.......................................................................... 53

2.6.4. T nh chọn k ch thƣớc trục khuỷu .......................................................... 57

2.7. ánh đà..................................................................................................... 68

27.1. Công dụng của bánh đà .......................................................................... 69

2.7.2. ật liệu chế tạo bánh đà........................................................................ 69

2.7.3. Phân loại và kết cấu của bánh đà .......................................................... 70

2.7.4. T nh toán và xác định k ch thƣớc bánh đà ............................................ 73

Chƣơng 3 Ơ Ộ VÀ TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH ....................................... 76

3.1. Ý nghĩa của việc xác định giá thành ........................................................ 76

3.2. ơ bộ hoạch toán giá thành ...................................................................... 76

3.2.1. Giá thành chế tạo................................................................................... 76

3.2.2. Khối lƣợng vật liệu cần để chế tạo........................................................ 77

3.2.3. Tổng giá thành chế tạo .......................................................................... 77

Chƣơng 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................... 78

4.1. Kết luận .................................................................................................... 78

4.2. Kiến nghị.................................................................................................. 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG

ảng 2.1 Hệ số phân bố áp suất xác định theo góc

 ..................................... 34

ảng 2.2. Tìm khuỷu nguy hiểm..................................................................... 63

Bảng 2.3. Bảng xét dấu của các ứng suất trên má khuỷu .............................. 67

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cơ cấu biên tay quay tr ng tâm ......................................................... 7

Hình 1.2. Cơ cấu biên tay quay loại lệch tâm................................................... 8

Hình 1.4 Các dạng đ nh piston của động cơ xăng và diezel ........................... 10

Hình 1.5. Kết cấu của đầu piston .................................................................... 11

Hình1.6. Các kiểu bố trí gân tản nhiệt ........................................................... 12

Hình 1.7. Kết cấu của xéc măng kh ............................................................... 13

Hình 1.8. Kết cấu của xéc măng dầu.............................................................. 13

Hình 1.9. Kết cấu thanh truyền ....................................................................... 14

Hình 2.1 Piston................................................................................................ 18

Hình 2.2. ơ đồ t nh toán piston ..................................................................... 18

Hình 2.3. Trạng thái biến dạng của piston ...................................................... 20

Hình 2.4. ơ đồ tính đ nh piston theo phƣơng pháp Back.............................. 22

Hình 2.5. ơ đồ t nh toán chốt piston.............................................................. 26

Hình 2.6. ng suất biến dạng trên tiết diện chốt piston ................................. 29

Hình 2.7. Xécmăng ......................................................................................... 32

Hình 2.8. Thanh truyền ................................................................................... 35

Hình 2.9. Tiết diện tr n thân thanh truyền...................................................... 36

Hình 2.10. Tiết diện ch I thân thanh truyền .................................................. 37

Hình 2.11. Đầu to thanh truyền....................................................................... 38

Hình 2.12. ơ đồ lực tác dụng khi thanh truyền chịu kéo.............................. 40

Hình 2.13. ơ đồ t nh toán đầu nhỏ thanh truyền ........................................... 41

Hình 2.14. ơ đồ lực tác dụng khi đầu nhỏ thanh truyền chịu nén................. 43

Hình 2.15. ơ đồ t nh toán thân thanh truyền của động cơ tốc độ thấp.......... 47

Hình 2.16. ơ đồ t nh toán sức bền đầu to thanh truyền................................. 48

Hình 2.17. Tải trọng tác dụng bulông thanh truyền........................................ 51

Hình 2.18. Trục khuỷu động cơ 4 xilanh ........................................................ 54

Hình 2.19. Các dạng má khuỷu....................................................................... 55

Hình 2.20. ai tr của đối trọng ..................................................................... 56

Hình 2.22. ơ đồ lực tác dụng trên khuỷu trục khi khởi động động cơ.......... 61

Hình 2.23. ơ đồ lực tác dụng trên khuỷu trục khi trƣờng hợp chịu lực........ 63

Hình 2.24. ng suất phân bố trên má khuỷu .................................................. 67

Hình 2.25. ánh đà dạng đĩa........................................................................... 71

Hình 2.26. ánh đà dạng vành........................................................................ 72

Hình 2.28. ơ đồ t nh toán bánh đà dạng đĩa .................................................. 73

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Nƣớc ta đi lên chủ nghĩa xã hội từ một nƣớc nông nghiệp lạc hậu, cơ

sở vật chất kĩ thuật yếu kém, trình độ của lực lƣợng sản xuất chƣa cao, quan

hệ sản xuất chƣa hoàn thiện. Vì vậy công nghiệp hóa – hiện đại hóa là một tất

yếu khách quan, ph hợp với xu thế của thời đại và hoàn cảnh đất nƣớc góp

phần tạo dựng cơ sở vật chất kĩ thuật cho chủ nghĩa xã hội, hoàn thiện quan

hệ sản xuất xã hội chủ nghĩa.

ề định hƣớng chiến lƣợc phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa, ộ Ch nh

trị đã nhấn mạnh ngành Cơ kh là mũi nhọn của chiến lƣợc, Nghị quyết Đại

hội IX đã xác định:

“Phải coi cơ kh là một ngành công nghiệp nền tảng, có vai tr đặc biệt

quan trọng trong việc phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm độc lập tự chủ về

kinh tế, củng cố an ninh, quốc ph ng, góp phần nâng cao đời sống nhân dân.

Phải xây dựng ngành Cơ kh để đủ sức cạnh tranh vƣơn lên trong cơ

chế thị trƣờng và hội nhập kinh tế quốc tế, tập trung vào các nhóm sản phẩm

có lợi thế và ph hợp với lộ trình hội nhập AFTA và WTO.

Khai thác và phát huy tốt các tiềm năng về tài nguyên, nguồn nhân lực

để tập trung phát triển có chọn lọc một số chuyên ngành, sản phẩm cơ kh

trọng điểm có lợi thế, có sức cạnh tranh để đáp ứng nhu cầu cơ bản của nền

kinh tế và xuất khẩu.

ộ Công nghiệp phải tập trung vào thực hiện chức năng quản lý nhà

nƣớc đối với toàn ngành Cơ kh .

Tăng cƣờng năng lực nghiên cứu, chế tạo, đẩy mạnh việc tiếp thu, ứng

dụng khoa học công nghệ tiên tiến nhằm đạt trình độ công nghệ trung bình tiên

tiến của khu vực, tạo ra nhiều sản phẩm cơ kh có khả năng cạnh tranh cao”.

Tuy nhiên, hiện nay ở trong nƣớc tình hình sản xuất cơ kh nói chung

và cơ kh động lực nói riêng vẫn c n hạn chế, mới ch dừng lại ở các doanh

nghiệp sản xuất với quy mô vừa và nhỏ, hầu hết các động cơ chế tạo phức tạp

đ i hỏi trình độ kỹ thuật cao đều phải nhập khẩu từ nƣớc ngoài với giá thành

cao.

2

Ch nh vì vậy nƣớc ta nên đầu tƣ vào nghiên cứu, thiết kế và chế tạo

động cơ đốt trong ph hợp với điều kiện làm việc cũng nhƣ giá thành trong

nƣớc. Khi thiết kế chế tạo động cơ đốt trong thƣờng có rất nhiều cơ cấu và hệ

thống, một trong số đó là cơ cấu biên tay quay.

ới mục đ ch trên và để hoàn thành chƣơng trình đào tạo kỹ sƣ chuyên

ngành cơ kh , đƣợc sự đồng ý của Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, Khoa Cơ

điện và công trình, tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Thiết kế cơ cấu biên tay

quay cho động cơ diezel với công suất 20 mã lực”.