BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

CHƯƠNG 8

TRỤC

 Phân loại, cấu tạo trục

 Trình bày các dạng hỏng

 Tính toán thiết kế trục

1

Mục tiêu

8.1 Cấu tạo, phân loại, vật liệu

Trục: đỡ các chi tiết máy để truyền

2

moment xoắn

3

Đặc điểm chịu tải trọng: trục tâm, trục truyền

4

Đường tâm trục: thẳng, khủy, mềm

Hình dáng của trục: trơn, bậc, rỗng

5

Tiết diện trục: tròn, then hoa, định hình

Ngõng trục Vai trục Ngõng trục

Thân trục

Rãnh then

6

Lỗ chống tâm

 Thép carbon, thép hợp kim: C45, 40Cr

 Ứng suất lớn, máy quan trọng dùng thép

Vật liệu

 Trục quay nhanh, ổ trượt dùng thép thấm

hợp kim: 40CrNi, 40CrMnTi...

7

carbon, nitơ: 20Cr, 12CrNi3A....

 Các dạng hỏng

8.2 Các dạng hỏng, chỉ tiêu tính toán

 Làm việc quá tải

 Đánh giá không đúng tập trung ứng suất

 Chế tạo, sử dụng không đúng kỷ thuật

8

Gãy trục

Mòn trục

Mòn thường xảy ra tại vị trí ngõng trục

9

Tính toán, sử dụng không đúng kỹ thuật

Trục không đủ độ cứng

10

Trục biến dạng  mất khả năng làm việc

 Chỉ tiêu tính toán

 Trục không quay, ứ/s không đổi  tính

 Trục quay nhanh  tính độ bền mỏi

 Trục quay chậm  tình độ bền mỏi, tĩnh

 CTM lắp trục làm việc bình thường 

độ bền tĩnh

11

tính độ cứng, độ ổ định giao động

8.3 Tính toán trục theo chỉ tiêu độ bền

Tính sơ bộ đ/k trục

Tính chính xác đ/k trục

Kiểm nghiệm trục theo

Tính toán

hệ số an toàn về mỏi

Kiểm nghiệm trục theo

12

độ bền tĩnh

Tính sơ bộ đường kính trục

 

3

T d 0, 2

T W 0

Tính sơ bộ dựa vào môment xoắn

3

3

d 0, 2.

W 0

T: môment xoắn trên trục

 d 16

W0: môment chống xoắn

13

d: đường kính trục

  

3

T d 0, 2

Điều kiện bền trục T W 0

3

3

d

T    0, 2

T 5   

14

Đường trục kính trục

Tính chính xác đường kính trục

Tính chính xác trục ta dựa vào môment

xoắn T, môment uốn Muốn để xác định

15

đường kính trục.

1. Phát thảo sơ đồ trục

2. Xác định kích thước dọc trục

3. Đặt lực tác dụng lên các chi tiết máy

4. Dời lực từ các chi tiết máy về tâm trục

5. Thay trục bằng một dầm sức bền

6. Giải phóng liên kết, tính phản lực liên kết

16

7. Vẽ biểu đồ nội lực

Môment uốn Mx

Môment uốn My

Môment xoắn T

8. Tính Mtđ tại tiết diện nguy hiểm. Xác định

đường kính trục

17

9. Vẽ kết cấu trục

R

y

z

Fa1

x

Fr1

Ft1

y

MFa1

MFt1

R

z

Pr1

P1

x y

Pa1 MFa1

R

z

l11

l12

l13

x

Fr1 Ft1

z

T

l12

l13

l21

18

2

2

2   

3

3

 td

2 x

2 y

Thuyết bền thứ 4

     

2

  td

2  M M x

2 y

3

3

T 3 4

M td d 0,1

1 d 0,1 Điều kiện bền

3

  d

 td

  

3

M td d 0,1

tdM    0,1

19

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn về mỏi

s

Hệ số an toàn s

  s

.s s   2  s 

2 s 

[s]=1,5-2,5 : hệ số an toàn cho phép

s : hệ số an toàn xét riêng ứ/s uốn

20

s : hệ số an toàn xét riêng ứ/s xoắn

   .  m

 s K  . a    

Với hệ số an toàn chỉ xét riêng ứ/s uốn   1

-1=(0,40,5).b : giới hạn mỏi uốn

b : giới hạn bền vật liệu a : ứng suất uốn biên độ

21

m : ứng suất uốn trung bình

K : hệ số xét ảnh hưởng tải tập trung (T363)

 : hệ số kích thước (T41,362)

 : hệ số tăng bền bề mặt (T42,362)

 : hệ số ảnh hưởng ứ/s trung bình 

22

độ bền mỏi (T44,361)

  .  m

 s K  .  a  

Với hệ số an toàn chỉ xét riêng ứ/s xoắn   1

-1=(0,220,25). b : giới hạn mỏi xoắn

b : giới hạn bền vật liệu a : ứng suất xoắn biên độ

23

m : ứng suất xoắn trung bình

K : hệ số xét ảnh hưởng tải tập trung (T363)

 : hệ số kích thước (T41,362)

 : hệ số tăng bền bề mặt (T42,362)

 : hệ số ảnh hưởng ứ/s trung bình 

24

độ bền mỏi (T44,361)

 Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng

  

0

a

max

 m

M W

 Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch

  m

a

 max 2

T W 2 0

25

động khi trục quay 1 chiều

 Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối

  

0

a

max

 m

T W 0

26

xứng khi trục quay 2 chiều

3

3

W

d 0,1

0, 2

d

W 0

Môment chống uốn, xoắn

3

3

d 1

 d

1

 d

1

1,54 d

d 1 d

  

  

  

Trục đặc

W

W 0

32

   32

3

2

3

2

)

)

W

Trục rỗng

W 0

 d 32

 bt d t ( d 2

 d 16

 bt d t ( d 2

3

2

3

2

)

)

Trục 1 then

W

W 0

 d 32

 bt d t ( d

 d 16

 bt d t ( d

27

Trục 2 then

Kiểm nghiệm trục theo độ bền tĩnh

Đề phòng biến dạng dẻo, gãy trục do quá

2

td

 23   

tải đột ngột

M

 

 

3

3

qt W

qt d 0,1

T qt d 0, 2

T qt W 0

28

Với M

[]=0,8ch: ứng suất quá tải cho phép

 , : ứng suất uốn, xoắn

Mqt, Tqt : môment uốn, xoắn quá tải

29

W, W0 : môment chống uốn, xoắn

1. Xác định lực tác dụng lên CTM lắp trên nó

2. Chọn vật liệu chế tạo trục, tra b, ch  tính ứng

suất uốn cho phép []

3. Tính sơ bộ đường kính trục

4. Tính chính xác đường kính trục

5. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn

6. Kiểm nghiệm theo độ bền tĩnh

7. Trục quan trọng, kiểm tra trục theo độ cứng

30

8.4 Trình tự thiết kế trục