KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHI TIẾT DẠNG TRỤC: Công dụng và phân loại trục: 1.1. Công dụng: Trục dùng để đỡ các chi tiết máy quay như bánh răng, đĩa xích…., để truyền momen xoắn hoặc để thực hiện cả 2 nhiệm vụ trên. 1.2. Phân loại trục: Theo đặc tính chịu tải: Trục truyền: Chịu moomen uốn và moomen xoắn Trục tâm: Chỉ chịu moomen uốn Theo cấu tạo chia ra: Trục trơn, trục bậc, trục đặc, trục rỗng. Theo hình dạng đường tâm trục: Trục thẳng, trục khuỷu và trục mềm…
Trang 1ĐỀ TÀI: CÁC LOẠI TRỤC ỨNG DỤNG TRONG CÁC
MÁY CÔNG CỤ VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP
GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT
Trang 21. Trần Quốc Việt ND10
Trang 3I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHI TIẾT DẠNG TRỤC:
1 Công dụng và phân loại trục:
1.1 Công dụng:
Trục dùng để đỡ các chi tiết máy quay như bánh răng, đĩa xích…., để truyền momen
xoắn hoặc để thực hiện cả 2 nhiệm vụ trên.
1.2 Phân loại trục:
• Theo đặc tính chịu tải:
- Trục truyền: Chịu moomen uốn và moomen xoắn
- Trục tâm: Chỉ chịu moomen uốn
• Theo cấu tạo chia ra : Trục trơn, trục bậc, trục đặc, trục rỗng.
• Theo hình dạng đường tâm trục : Trục thẳng, trục khuỷu và trục mềm…
Trang 51. Trục khuỷu : biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến
và ngược lại.
2. Trục thẳng: có đường tâm trục là một đường thẳng
3. Trục mềm: trục có hình dạng đường tâm trục thay đổi với độ uốn
cong khá lớn.
4. Trục trơn: có đường kính không thay đổi suốt chiều dài trục.
5. Trục bật: gồm nhiều đoạn có đường kính khác nhau.
Trang 62 Kết cấu của trục:
- Được xác định theo trị số và tình hình phân bố lực tác dụng lên trục, cách bố trí
và cố định các chi tiết máy lắp trên trục, phương pháp gia công và lắp ghép…
- Được chế tạo có dạng hình trụ tròn nhiều bậc (gồm nhiều đoạn có đường kính khác nhau)
- Các bộ phận chủ yếu của trục:
Trang 7• Đoạn trục: là 1 phần của trục, có cùng kích thước đường kính, đường sinh liên tục
• Bậc trục: là chỗ chuyển tiếp giữa 2 đoạn trục
• Đầu trục: là 2 mặt mút của trục
• Đoạn lắp ghép: là đoạn trục dùng để lắp giáp với các chi tiết máy khác
• Ngõng trục: là đoạn trục dùng để lắp ổ trượt, ổ lăn
• Vai trục: là mặt tỳ để cố định các chi tiết máy lắp trên trục, theo phương dọc
• Rãnh then: dùng để lắp ghép then lên trục, cố định các chi tiết máy theo
phương pháp tuyến
• Lỗ tâm trên đầu trục, dung để lắp mũi chống tâm, định vị tâm của trục trên máy gia công hoặc trên thiết bị kiểm tra
Trang 8II CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ VẬT LIỆU LÀM TRỤC
1. Các dạng hư hỏng:
• Gãy trục:
- Trục thường xuyên làm việc quá tải, do khi thiết kế không đánh giá
đúng tải trọng tác dụng
- Sự tập trung ứng suất do kết cấu gây nên (góc lượn, rãnh then, lỗ v v
- Chất lượng chế tạo xấu
- Sử dụng không đúng kỹ thuật
Trang 9• Trục bị cong vênh:
- Do ứng suất quá lớn, trục bị biến dạng dư trở nên cong vênh
• Trục bị biến dạng đàn hồi quá lớn
• Bề mặt lắp ghép của trục bị dập
• Mòn ngõng trục
• Trục bị giao động quá mức cho phép
• Trục bị mất ổn định
Trang 10- Vật liệu làm trục có độ bền cao, ít nhạy với tập trục ứng suất, có thể nhiệt
luyện được và dễ gia công
- Thép Cacbon và thép hợp kim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục
- Những trục chịu ứng suất không lớn lắm được chế tạo bằng thép CT5
không nhiệt luyện
- Trục có khả năng tải tương đối cao thì dùng thép 35,45,50…
- Trục chịu ứng suất lớn làm việc trong các máy quan trọng, trục được chế
tạo bằng thép 40X, 40XH, 40XH2MA
- Trục quay nhanh, lắp ổ trượt, ngõng trục cần có độ rắn cao thì dùng thép
20, 20X thấm than rồi tôi…
Trang 12Đối với trục, độ bền thường là chỉ tiêu quan trọng nhất về khả năng làm việc.
1 Tính sơ bộ đường kính trục:
- Dựa vào công thức kinh nghiêm.
- Công thức tính toán đường kính trục:
2 Định kết cấu trục và sơ đồ tính toán trục:
- Tiến hành định kết cấu và các kích thước của trục, có xét đến các vấn đề
lắp, tháo, cố định và định vị các chi tiết…
- Định vị trí ổ trục và các điểm đặt lực
- Phân tích lực tác dụng lên trục, tính phản lực và vẽ biểu đồ momen uốn
Trang 133 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn:
Dưới tác dụng của ứng suất uốn và ứng suất xoắn trục bị hỏng vì mỏi
Tại các tiết diện trục chịu ứng suất uốn và ứng suất xoắn hệ số an toàn s phải
thoả mãn điều kiện:
Trong đó: = 1,5 – 2 hệ số an toàn phải đạt được
= 2,5 – 3 khi cần tăng độ cứng
Trang 144 Kiểm nghiệm trục về độ bền quá tải:
Khi bị quá tải đột ngột trục có thể bị biến dạng dư quá lớn hoặc gãy.
Để trục có thể làm việc bình thường phải thoả mãn điều kiện:
Trang 151 Tính toán độ cưng uốn:
Nếu không đủ độ cứng uốn, trục bị biến dạng uốn lớn sẽ ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của trục và của các tiết máy lắp trên trục.
2 Tính toán độ cứng xoắn:
- Biến dạng xoắn của trục trong các cơ cấu truyền động ảnh hưởng đến độ chính xác làm việc của máy.
- Trục bánh răng không đủ độ cứng xoắn sẽ làm tăng tập trung tải trọng trên chiều dài răng.
- Trong một số máy, nếu trục không đủ độ cứng xoắn, sẽ sinh ra
dao động xoắn rất nguy hiểm.
Trang 163 Điều kiện bền:
Trang 17V TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CỦA TRỤC:
- Dao động mạnh có thể làm hỏng trục hoặc các tiết máy lắp
trên trục Vì vậy đối với trục chịu tải trọng thay đổi với tần số
cao cần tính toán kiểm nghiệm về dao động của trục
xoắn
+ Thay đổi kích thước trục+ Thay đổi vận tốc trục+ Thay đổi moomen quán tính + Lắp thiết bị giảm chấn
Trang 18VI TRÌNH TỰ TÍNH THIẾT KẾ TOÁN TRỤC:
Bước 1: Chọn vật liệu
Bước 2: Xác định lực tác dụng lên trục
Bước 3: Xác định kích thước chiều dài trục
Bước 4: Tính chính xác trục theo chỉ tiêu sức bền
Bước 5: Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
Bước 6: Vẽ kết cấu trục
Bước 7: Kiểm tra độ cứng trục cho các trục quan trọng
Trang 19Các phương pháp chế tạo trục thông thường bao gồm: đúc, gia công cơ khí (tiện, phay,
….)
VIII CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO SỨC BỀN MỎI CỦA TRỤC:
Vì trục chịu ứng suất thay đổi nên thường bị hỏng do mỏi, để nâng cao sức bền mỏ của trục, giảm sự tập trung ứng suất ngoài những biện pháp về công nghệ như phun bi, lăn nén, tôi…
Þ Khi định kết cấu trục cần chú ý các biện pháp làm giảm tập trung ứng suất tại các chỗ lắp các chi tiết máy:
* Làm dày phần trục chỗ lắp mayơ.
* Vát mép mayơ.
* Làm mỏng bề dày mayơ.
* Làm rãnh giảm tải…
Trang 201. Ứng dụng trong các máy công cụ:
Trong hộp số:
Trang 21Trong máy nén khí
Trang 232 Ứng dụng trong thiết bị công nghiệp:
Trục chân vịt tàu thuỷ