Cơ khí chế tạo máy - Chương 8: Trục

CHƢƠNG 8. TRỤC 1 NỘI DUNG 1. Khái niệm chung 2. Lắp ghép các chi tiết lên trục 3. Cơ sở tính toán thiết kế trục 4. Tính toán thiết kế trục 2 8.1 Khái niệm chung 1. Công dụng và phân loại 2. Kết cấu trục 3 8.1.1 Công dụng và phân loại a. Công dụng • Trục dùng để đỡ các CTM quay, truyền momen xoắn hoặc đồng thời thực hiện hai nhiệm vụ 4 8.1.1 Công dụng và phân loại b. Phân loại - Phân loại theo đặc điểm chịu tải +Trục tâm: để đỡ trục, chỉ chịu momen uốn +Trục truyền: đỡ các CTM quay, truyền momen xoắn 5 6 7 8 8.1.1 Công dụng và phân loại b. Phân loại - Phân loại theo cấu tạo +Trục trơn: có d không đổi +Trục bậc: gồm nhiều đoạn có d khác nhau 9 8.1.1 Công dụng và phân loại b. Phân loại - Phân loại theo đường tâm +Trục thẳng +Trục khuỷu +Trục mềm 10 8.1.1 Công dụng và phân loại 11 Trục mềm 12 8.1.2 Kết cấu trục Kết cấu trục được quy định: - Trị số và sự phân bố lực - Cách bố trí, cố định các CTM lắp trên trục - Gia công và lắp ghép 13 8.1.2 Kết cấu trục 14 8.1.2 Kết cấu trục - Ngõng trục: đoạn trục lắp với ổ trục, đường kính phải lấy theo tiêu chuẩn - Thân trục: đoạn trục lắp với CTM quay, đường kính được tiêu chuẩn hóa - Vai trục: cố định theo chiều dọc trục CTM lắp trên trục 15 8.1.2 Kết cấu trục - Trục hỏng do mỏi -> chọn kết cấu nâng cao sức bền mỏi. 16 8.2 Lắp ghép các chi tiết lên trục Để cố định các chi tiết lên trục: - Cố định theo phương dọc trục: vai trục - Cố định theo phương tiếp tuyến: mối ghép then, độ dôi 17 8.3 Cơ sở tính toán trục 1. Ứng suất 2. Vật liệu trục 18 8.3.1 Ứng suất  Momen uốn, xoắn -> ứng suất uốn, xoắn - M, T : momen uốn và xoắn - W, W0 : momen cản uốn và xoắn +Tiết diện tròn +Tiết diện có rãnh then 19 W M  0W T  16 . , 32 . 3 0 3 d W d W   d tdtbd W .2 )(. 32 . 211 3    d tdtbd W .2 )(. 16 . 211 3 0    8.3.2 Ứng suất - ,  thay đổi khác nhau +Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng m = 0 ; a = max= 20 2 minmax   a 2 minmax   m 2 minmax   a 2 minmax   m W M  8.3.2 Ứng suất +Trục quay 1 chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động +Trục quay 2 chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng 21 0 max 2.W2 T am    0 max W ;0 T am   8.3.3 Vật liệu trục Yêu cầu: - Độ bền cao. - Ít nhạy với tập trung ứng suất. - Có thể nhiệt luyện và gia công dễ dàng. -> Thép cacbon hoặc thép hợp kim 22 8.4 Tính toán thiết kế trục 1. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán 2. Tính trục về độ bền 3. Tính trục về độ cứng 4. Tính trục về độ ổn định dao động 23 8.4.1 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán  Gẫy hỏng do mỏi -> Độ bền mỏi là chỉ tiêu tính toán chủ yếu.  Gãy trục do quá tải -> kiểm nghiệm độ bền tĩnh.  Trục bị võng nhiều sẽ ảnh hưởng tới hoạt động của các chi tiết khác -> tính trục về độ cứng  Trục quay nhanh có thể bị hỏng do dao động -> kiểm nghiệm trục về dao động 24 8.4.2 Tính trục về độ bền Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi s, s :hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứs pháp ưs tiếp 25 ][ 22 s ss ss s      ma K s           . 1 ma K s           . 1 8.4.2 Tính trục về độ bền  -1, -1 : giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn trong chu kỳ đối xứng của mẫu nhẵn đường kính 7  10 mm. 26 ma K s           . 1 ma K s           . 1 8.4.2 Tính trục về độ bền  m, m : ứng suất trung bình  a, a :biên độ ứng suất  K, K : hệ số tập trung ứng suất thực tế   : hệ số tăng bền bề mặt  ,  : hệ số ảnh hưởng của ưs trung bình   , : hệ số ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối 27 8.4.2 Tính trục về độ bền Nếu s < [s] +Tăng đường kính d, chọn vật liệu tốt hơn +Giảm chiều dài trục (nếu có thể) +Giảm tập trung ứng suất Nếu s >> [s] +Giảm đường kính 28 8.4.2 Tính trục về độ bền Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh Để tránh khi bị quá tải, trục không bị hỏng 29 max 22 ][.3  tđ 8.4.3 Tính trục về độ cứng Độ cứng uốn +Độ võng: y ≤ [y] +Góc xoay:  ≤ [] Độ cứng xoắn  ≤ [] 30 8.4.4 Tính trục về độ ổn định dao động • Nếu tần số của tải trọng tác dụng lên truc  tần số riêng của hệ thống trục  cộng hưởng. Dao động mạnh  hỏng các chi tiết máy lắp trên trục. • Mục đích tính trục về dao động là tìm vận tốc quay tới hạn nth. 31