Bài giảng Chi tiết máy: Chương 1 - TS. Nguyễn Xuân Hạ (Phần 3)

Nội dung<br />  Trục<br /> Khái niệm chung, phân loại<br /> <br /> Phần III<br /> <br /> Các chi tiết đỡ và nối<br /> <br /> Cơ sở tính toán trục<br /> Tính trục theo độ bền<br />  Ổ trượt<br />  Ổ lăn<br />  Nối trục<br />  Lò xo<br /> <br /> 2<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 1. Khái niệm chung<br />  Công dụng<br /> Đỡ chi tiết quay, truyền mô men<br /> xoắn hoặc cả 2 nhiệm vụ<br /> <br /> TRỤC<br /> <br />  Phân loại<br /> <br /> <br /> Trục tâm/Trục truyền<br /> <br /> <br /> <br /> Trục trơn/Trục bậc<br /> <br /> <br /> <br /> Trục đặc/Trục rỗng<br /> <br /> <br /> <br /> Trục thẳng/Trục khuỷu/Trục mềm<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 4<br /> <br /> 2. Kết cấu trục<br /> <br /> 2. Kết cấu trục<br /> Ngõng trục: đoạn trục lắp với ổ<br /> trục, đường kính lấy theo tiêu<br /> chuẩn ổ lăn<br /> Thân trục: đoạn trục lắp với CTM<br /> quay, đường kính lấy theo dãy số<br /> ưu tiên<br /> Vai trục: cố định theo chiều dọc<br /> trục CTM lắp trên trục<br /> <br /> Phải đảm bảo:<br /> <br /> -<br /> <br />  Chịu được tải<br /> yêu cầu<br />  Cố định các<br /> chi tiết lắp<br /> <br /> -<br /> <br />  Điều kiện<br /> gia công, lắp ghép<br /> <br /> -<br /> <br /> * Ngõng trục, thân trục, vai trục,<br /> đoạn chuyển tiếp.<br /> 5<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 6<br /> 6<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 3. Cố định các chi tiết lên trục<br /> <br /> 3. Cố định các chi tiết lên trục<br /> <br />  Thường dùng các kiểu lắp tháo được<br /> <br />  Then bằng, then<br /> bán nguyệt, then vát…<br /> <br />  Theo phương tiếp tuyến:<br /> <br /> Lắp bằng then<br /> <br />  Kích thước then được<br /> tiêu chuẩn hóa<br />  Then tính theo độ bền<br /> dập và độ bền cắt<br /> <br /> then, then hoa, độ dôi…<br /> <br />  Theo phương dọc trục:<br /> <br /> d <br /> <br /> vai, bạc chặn, độ dôi…<br /> <br /> 2T<br /> 2T<br />  [ c ]<br />  [ d ]  c <br /> dlb<br /> dlt1, 2<br /> <br /> ψ = 1 nếu then; 0,75 nếu 2 then.<br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 7<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 8<br /> <br /> 3. Cố định các chi tiết lên trục<br /> <br /> 3. Cố định các chi tiết lên trục<br /> Lắp bằng độ dôi<br /> <br /> Lắp bằng then hoa<br /> <br />  Độ dôi được tạo ra do đường kính trục lớn hơn đường kính lỗ<br /> <br />  Then hoa được gia công trực<br /> tiếp trên trục và moay-ơ.<br /> <br />  = dtr - dl<br /> <br />  Profil có thể có nhiều loại:<br /> vuông, tam giác, thân khai…<br /> <br />  Mối ghép truyền tải nhờ ma sát do<br /> <br />  Với mối ghép di động then<br /> hoa được tính kiểm nghiệm<br /> độ bền mòn.<br /> <br />  Thường chọn trước kiểu lắp, tra dung<br /> <br /> áp suất sinh ra khi ghép.<br /> sai và kiểm tra độ dôi nhỏ nhất min<br /> theo khả năng tải yêu cầu.<br />  Kiểm tra điều kiện bền của chi tiết<br /> ghép (trục và moay-ơ) theo max<br /> <br /> max = dtr. max - dl. min<br /> <br /> min = dtr. min - dl. max<br /> <br />  Độ dôi thực tế bị giảm đi do nhấp nhô bề mặt bị mất khi lắp.<br /> 9<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 10<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 4. Cơ sở tính toán trục<br /> <br /> 4. Cơ sở tính toán trục<br /> <br /> Trục quay chịu tải không đổi<br /> <br />  Lực tác dụng lên trục<br /> * Lực ăn khớp từ các bộ truyền bánh răng, trục vít…<br /> <br /> *Tại tiết diện bất kỳ M = const<br /> <br /> * Lực hướng tâm từ bộ truyền đai, xích<br /> * Lực do sai số khớp nối<br />  Ứng suất<br /> * Uốn<br /> * Xoắn<br /> * Các loại khác thường được bỏ qua<br /> <br /> Ứng suất thay đổi có tính chu kỳ<br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 11<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 12<br /> <br /> 4. Cơ sở tính toán trục<br /> <br /> 4. Cơ sở tính toán trục<br /> <br /> Ứng suất uốn và xoắn<br /> <br /> M<br /> W<br /> <br />  Trục quay, tải không đổi, ứng suất uốn thay<br /> đổi theo chu trình đối xứng.<br /> <br /> T<br /> W0<br /> 3<br />  .d<br />  .d 3<br /> W<br /> , W0 <br /> 32<br /> 16<br /> 3<br /> i.b.t1 (d  t1 ) 2<br />  .d<br /> <br /> W<br /> 32<br /> 2.d<br /> 3<br /> i.b.t1 (d  t1 ) 2<br />  .d<br /> W0 <br /> <br /> 16<br /> 2.d<br /> <br /> <br />  m  0;  a   max <br /> <br /> <br /> <br />  Trục quay, mô men xoắn không đổi, ứng suất<br /> xoắn thay đổi theo chu trình<br /> * mạch động nếu quay 1 chiều<br /> <br /> m a <br /> <br />  max<br /> 2<br /> <br /> <br /> <br /> T<br /> 2W0<br /> <br /> * đối xứng nếu quay hai chiều.<br /> <br />  m  0;  a   max <br /> <br /> * i (1 hoặc 2)- số rãnh then tại tiết diện<br /> 13<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> M<br /> W<br /> <br /> T<br /> W0<br /> 14<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 5. Tính toán trục<br /> <br /> 5. Tính toán trục<br /> <br /> Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán<br /> <br />  Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán<br />  Tính trục theo độ bền<br />  Tính trục theo độ cứng<br /> <br />  Gẫy hỏng do mỏi -> Độ bền mỏi là chỉ tiêu tính toán<br /> chủ yếu.<br /> <br />  Tính trục theo độ ổn định dao động<br /> <br />  Gãy trục do quá tải -> kiểm nghiệm độ bền tĩnh.<br />  Trục bị võng nhiều sẽ ảnh hưởng tới hoạt động của<br /> các chi tiết khác -> tính trục về độ cứng<br />  Trục quay nhanh có thể bị hỏng do dao động<br /> -> kiểm nghiệm trục về dao động<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 15<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 16<br /> <br /> 5. Tính toán trục<br /> <br /> 5. Tính toán trục<br /> Tính trục về độ bền (Tính thiết kế)<br /> <br /> Tính trục về độ bền (Tính sơ bộ)<br /> <br /> Sau khi xác định khoảng cách => vẽ biểu đồ momen => tính thiết kế<br /> <br /> Khi chưa biết momen uốn mà chỉ biết momen xoắn =><br /> tính theo xoắn. Từ điều kiện bền  ≤ []<br /> <br /> T<br /> Suy ra: d  3<br /> 0,2. <br /> <br /> đường kính các tiết diện trục từ đ.kiện bền:<br /> <br /> di  3<br /> <br /> T<br /> T<br /> <br /> <br /> W0 0,2.d 3<br /> <br /> M tđ ,i<br /> <br /> 0,1. <br /> <br /> 2<br /> ; M tđ ,i  M ui  0,75Ti 2<br /> 2<br /> 2<br /> M ui  M xi  M yi<br /> <br /> di – đường kính tiết diện cần tính<br /> <br /> (dùng để tính các khoảng cách gối đỡ và các điểm đặt lực)<br /> <br /> Mtđ,i – momen tương đương tại tiết diện cần tính<br /> <br /> Do không kể đến ứng suất uốn và mỏi -> chọn [] nhỏ:<br /> <br /> Mui – momen uốn tổng tại tiết diện cần tính<br /> <br /> Thép 35, 40, 45, CT45  [] = 15  30 MPa<br /> <br /> Ti – momen xoắn tại tiết diện cần tính<br /> 17<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 5. Tính toán trục<br /> <br /> 5. Tính toán trục<br /> <br />  -1, -1 : giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn trong chu kỳ đối xứng<br /> Tính trục về độ bền (Kiểm nghiệm độ bền mỏi)<br /> của mẫu nhẵn đường kính 7  10 mm. Có thể tra bảng hay<br /> lấy gần đúng theo công thức sau:<br /> <br /> Tính trục về độ bền (Kiểm nghiệm độ bền mỏi)<br />  Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi<br /> <br /> s<br /> <br /> s s<br /> 2<br /> s  s2<br /> <br />  [ s]<br /> <br /> 18<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> -1  (0,40  0,45)b<br /> <br /> + -1  (0,40  0,45)b<br /> <br /> -1  (0,23  0,28)b<br /> <br /> + -1  (0,23  0,28)b<br /> <br /> b – g.hạn bền VL trục<br /> <br /> + b - ứng suất bền của vật liệu làm trục<br /> <br /> s, s :hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứs pháp ưs tiếp<br /> <br /> s <br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br />  1<br /> <br /> K<br />     m<br />  .  a<br /> <br /> s <br /> <br />  1<br /> <br /> K<br />    m<br />  .  a<br /> 19<br /> <br /> Thiết kế trục<br /> <br /> 20<br /> <br />