Cẩm nang cơ khí tập 2 part 6 pdf

Đúng hơn là nên chế tạo các then có độ vát hình 600b theo một góc B=15+30 sao cho đường kính ngoài D, của mép vát trên moayơ lớn hơn chút ít so với đường kính Dn của các rãnh then, còn đ

P:lực vòng tác động lên then [? =

Z¡

Ms } L: chiều dài các then

S6 lugng then 2-28 hu vay P=™S™ (15a)

M

Va oO, = IRA ứng suất ép lún quy đổi % = Fs)

Do đó, các ứng suất ép lún được quyết định chỉ bởi trị số f và không phụ thuộc vào

môđun và vào góc ăn khớp

Ứng suất uốn quy đổi trong tiết diện nguy hiểm

nhỏ các then lớn và có số lượng lớn các then nhỏ (xem hình 589c) sẽ bển đều nếu biên dạng

các then déng dang hinh học

Trên hình 590c trình bày ứng suất ép lún và ứng suất uốn cho các then hoa thân khai

trong ham a, với f=I;0,8;0,6, các ứng suất này được tính theo các phương trình (155), (156) Ứng suất uốn giảm cùng với sự tăng góc ăn khớp Các then hoa có góc œ¿=30° bên hơn gần gấp đôi các then hoa có œ=209,

Sự giảm hệ số độ cao biên dạng xuống còn f=0,8 sẽ làm tăng ít (trung bình tăng lên

20%) độ bên uốn và cũng làm giảm chừng đó đệ bển ép lún Nếu giảm f còn 0,6 thì độ bền uốn tăng lên 2-3 lần Khi đó ứng suất ép lún sẽ tăng lên 1,3 lần so với ứng suất ép lún khi

f=1 Các then có œ=20° và f=0,6 về sự uốn sẽ bển như các then có trị số chuẩn œ=30° và

f=1, nhưng có thể chế tạo chúng bằng dụng cụ cất răng chuẩn

Về độ bén tổng quát, các then hoa thân khai (h594a) có thua kém chút ít so với cdc then hoa tam giác biên dạng tối ưu Có thể coi các then hoa thân khai có rãnh lượn tròn (h594b)

là trường hợp đặc biệt của các then hoa biên dạng tam giác Các ứng suất trong những then

hoa đó được xác định theo biểu đổ trên hình 590b cho các trị số a=2a, và p„ tương ứng

302

Các then hoa thân khai có rãnh

a biên dạng chuẩn; b lượn tròn Như tính toán đã chứng minh, độ bền uốn của các then hoa có rãnh lượn tròn cao

hơn 30% so với độ bển các then hoa có rãnh biên đạng chuẩn Các ứng suất ép lún như

nhau

Các kết luận:

1) Độ bên uốn và ép lún của các mối ghép then hoa với các then hoa đối xứng

không phụ thuộc vào kích thước và số lượng then và được quyết định chỉ bởi biên dang của các then hoa

2) Các then hoa tam giác có lợi nhất về độ bên Tương đương với chúng trên thực

tế là các then hoa thân khai Ít bên nhất là các then hoa hông thẳng

3) Độ bến các then hoa hông thẳng được quyết định bởi tỉ số giữa bể rộng then và chiều cao của nó u=b/H, độ bên của các then hoa tam giác bởi góc œ ở đỉnh và bán kính

P, 6 chan then, độ bển các then hoa thân khai ~ bởi góc biên dạng œ và hệ số chiểu cao f cla bién dang

4) Các thông số tối ưu về độ bển cho các then hông thẳng là u=l+2, cho các then

hoa tam giác là œ=60+709, với P,=0,1+0,2; cho cdc then hoa than khai là 0,=30° vdi f=1

và œ0=20+25° với f=0,6

5) Trong mọi trường hợp, tốt nhất là áp dụng các then hoa nhỏ có khả năng làm

giảm kích thước xuyên tâm và làm tăng độ bển của trục và ống lót

6) Để đơn giản hóa việc chế tạo, nên thống nhất hóa các kích thước của cdc then hoa trong dải đường kính lớn

Các then hoa mặt mút được phay bằng dao phay

định hình hoặc được bào bằng dao định hình Các mặt

chính xác của các chỉ tiết cần siết (ví dụ bể mặt m trên

hình 595) được gia công sau khi siết xong các then

Để tránh làm hồng độ chính xác đã đạt được cẩn phải i

bảo đầm (về mặt kết cấu) sự lắp ráp mối ghép mỗi một

lần đều ở vị trí ban đầu

2) Lực vòng tác động lên các then hoa mặt mút tăng hơn so với lực tác động lên các

Đặc điểm tốt của các then hoa mặt mút là sự siết (giằng) các mặt làm việc (sự uốn

khó) Trên thực tế chúng làm việc chịu cắt và độ bển của chúng hầu như hoàn toàn được quyết định bởi các ứng suất ép lún

Các ứng suất ép lún trên các bể mặt làm việc của các then là tổng các ứng suất

đo lực vòng P và lực siết Ps tạo ra: G,, =P yk trong 46 h-chiều cao hiệu

zư¿h 2zL,higas2 dụng của then

Đưa trị số p=1%.p = 7M,tg0/2 $ | -_2.R., ;R,=2(1+R,/) vào biểu thức trên, ta

tam giác xuyên tâm biên dạng như nhau, theo ủ lệ G, = @+R,/R)* Lộ

Đối với các điều kiện trung bình, ta chấp nhận R/R=0,5; n=2 và giả sử L=L, ta sẽ

bở i= 4.2 235,

có 3, L5

304

Như vậy, nếu đường kính ngoài, biên dạng và chiểu dài của các then bằng nhau

thì ứng suất ép lún ở các then hoa mặt mút lớn hơn 3,5 lần so với các ứng suất ép lún

—_-~-2

(l+R,/R) 15

ở các then hoa xuyên tâm, còn các ứng suất cắt lớn hơn theo tỷ lệ =1/75

Để giảm bớt các ứng suất ép lún, hợp lý nhất ,

là giảm góc œ của biên dạng và bán kính p,„ của rãnh

then Thông thường lấy œ=40-60° và p„=0,1-0,2 Ỷ

Để tránh sự quá căng, cẩn siết các then hoa 2

mặt mút bằng lực định mức, duy trì tương quan:

P.=n 3:12,

Ry 4,5)

Nếu œ và R được quy định thì ứng suất ép lún

tính theo công thức (158) sẽ được quyết định bởi yếu

d+R,/R°L; 1+RQ/R*q—R,!R) Hình 597 Mức phụ thuộc của ọ vào R//F

Như đã rõ, các ứng suất ép lún cực tiểu (@=0,85-1) trong dai R,/R=0,2-0,5 và tăng lên

rõ rệt khi R/R>0,7

Do mức phụ thuộc lập phương nghịch đảo của các ứng suất vào R, hợp lý nhất là tăng

đường kính đai then hoa (các mối ghép bích dùng then hoa)

Tính các mối ghép then hoa

Các mối ghép then hoa thường bị hồng do bị ép lún và bị vỡ các bể mặt làm việc

của cdc then, cho nên khi thiết kế cần phải hạn định bằng tính toán về sự ép lún

Các ứng suất ép lún trên các mặt làm việc của cdc then hoa (MPa): 6, = RL h (159),

iz)

trong đó Mx : mômen xoắn tác động lên mối ghép, N-m, R: bán kính trung bình của các

then hoa; mm; L: chiéu dài làm việc của các then, mm; z: số lượng then; i: phan cdc then ti€p nhn tai trong (i=0,6-0,8); h: chiéu cao hiéu dụng của then (trừ góc lượn và mép vát), mm

Đối với các mối ghép có bể rộng then như nhau trên trục và trong moayơ theo đường

tròn trung bình ơ, =0,, (160), trong đó soe ứng suất ép lún quy đổi đặc trưng cho

1

từng biên dạng then, được xác định theo các công thức (142), (150), (155) hoặc theo các

biểu đổ trình bày trên hình 590

Các ứng suất cho phép dành cho các mối ghép then hoa bất động siết căng có

moayơ và trục thép được trình bày trong bảng 24

Đối với các mối ghép động và các mối ghép có độ hở trên các bể mặt bên của then thi các trị số này giảm xuống 2-3 lần

Nếu chỉ tiết lắp bằng vật liệu mềm (gang xám, các hợp kim nhẹ) thì tiến hành tính

toán theo các ứng suất ép lún cho phép đối với loại vật liệu đã cho

Nếu cần giảm bớt các ứng suất ép lún, người ta dùng các then hoa có biên dạng thuận

lợi hơn, tăng chiéu dài và đường kính mối ghép Theo như công thức (143) thì mômen xoắn

305

mà mối ghép truyền là A⁄, = [86h npr; nghĩa là nếu biên dạng các then được quy định

Sự xử lý nhiệt Ge], MPa khi tdi trong

Cải thiện hóa (HRC30- 35) | 30— 40 | 20-30 | 10-20

Tôi cao tấn, ximentit hoa

Tai Nive (1500-1000) (0-60) 90-40) 20-39 Với các chỉ tiết lắp có đường kính ngoài

60-80} 40-60] 30-40 lớn (dạng đĩa) thì chiều dài mối ghép then

được quyết định chủ yếu bởi điều kiện ổn

định dọc chỉ tiết Nên làm cho chiểu dài các then không nhỏ hơn (0,5-0,8), tốt hơn là

(1-1/2)D (trong đó D-đường kính trục), không phụ thuộc vào các kết quả tính toán Việc

tăng chiều dài mối ghép hơn (1,5-2)D không có ý nghĩa, vì khi đó độ chính xác chế tạo bị

hạ xuống, và diện tích tiếp giáp thực tế của các then hoa bị giảm bớt

Sự chia các then hoa thành hai đai ngắn có rãnh ở giữa (h598) đôi khi được áp dụng

trong các mối ghép dài sẽ gây khó khăn cho việc chuốt lỗ Phoi rơi ra khỏi đai thứ nhất (theo

đường chuốt) phủ lên đai thứ hai, do đó độ chính xác và độ nhám bể mặt các then bị phá

vỡ Chỉ có thể chuốt những lỗ như vậy trên các máy chuốt ngang và với điều kiện nếu như rãnh có một thể tích đủ để chứa phoi (tính đến cả sự tơi ra) trong phần hình viên phân

m của khoang hình vành khăn giữa đường tròn rãnh và đường kính ngoài của dao chuốt

Đường kính cần thiết của rãnh Dr được xác định từ biểu thức:

D, = D+2,sDKL,/L, , trong đó D: đường kính ngoài của các then, mm; s: lượng

đôi để chuốt (theo đường viễn các then), mm; Li: chiéu dai Id thi nhat (theo đường chuốt),

mm; Lr: chiểu dài rãnh, mm; K: hệ số phân tán (toi ra) phoi (K = 4 + 5)

Các quy tắc thiết kế

Trong các trục then hoa, tiết diện A-A (hình 599a) chịu ứng lực lớn nhất, trong đó có sự

tác động trọn vẹn của mômen xoắn mà mối ghép tuyển và có sự tác động của các ứng suất uốn Mức tập trung ứng suất phụ thuộc vào hình đáng chỗ chuyển tiếp từ các then hoa vào trục

Để giảm bớt các ứng suất ở tiết diện này nên tăng đường kính trong Dt (hình chiếu

b) của các then lên 15-20% so với đường kính d của trục

Độ đổng đều tải trọng trên chiểu dài các then phụ thuộc nhiều vào hình dáng

mnoayơ và trục Nên tránh các thay đổi đột ngột đối với các tiết diện, còn khi cần phải

thay đổi vì lý do kết cấu thì phải chú ý đến hướng của luỗng lực Kết cấu e không hợp

lý Tải trọng đặt lên các then chủ yếu được truyền trong cụm cứng (đoạn chuyển tiếp moayơ vào đĩa); phần còn lại của các then chịu tải ít Tải trọng đặt lên các then sé đồng

đều nếu chuyển đĩa đến mép trước của moayơ hài hòa hơn (hình chiếu d)

Các cạnh đầu vào của các then cả trên trục lẫn trong ống lót cân phải có mép vát

dé dé lắp ráp và tránh sự tập trung lực trên các cạnh mép và cũng để để phòng sự va

đập ngẫu nhiên khi tháo lắp và vận chuyển

Hình 601 Các kiểu dáng then của trục

Việc tạo mép vát trên các cạnh góc của các then (h600a) không đạt Đúng hơn là nên chế tạo các then có độ vát (hình 600b) theo một góc B=15+30 sao cho đường kính

ngoài D, của mép vát trên moayơ lớn hơn chút ít so với đường kính Dn của các rãnh then, còn đường kính trong d, của mép vát trên trục - nhỏ hơn chút ít so với đường kính trong

dt của các rãnh then trên trục

Hợp lý nhất là tạo mép vát hoặc góc lượn trên toàn bộ đường viễn các then (h600c)

thao tác này trong sản xuất quy mô lớn được thực hiện trên các máy mài sửa đặc biệt

Việc mài sửa các mặt mút là bắt buộc trong các then hoa dùng để chuyển đổi chuyển

động (ví dụ trong các khớp ly hợp)

Các then hoa của moayơ nên bố trí thụt vào so với mặt mút (h600c) Thao tác này

trong sẩn xuất quy mô lớn đã thực hiện tên các máy mài sửa đặc biệt

Việc mài sửa các mặt mút là bắt buộc trong các then hoa dùng để chuyển đổi chuyển động (ví dụ trong các khớp ly hợp)

307

Các then hoa của moayơ nên bố trí thụt vào so với mặt mút (h600d) Biện pháp này

là để phòng ngừa sự va đập các then hoa, làm tăng độ bền đoạn đẫu ra các then và làm

cho việc lắp ráp dé dàng, đặc biệt là khi nối ghép các chi tiết nặng ở vị trí năm ngang

Nếu trục then hoa có phần kéo dài thì có thể làm cho việc lắp ráp trở nên dễ dàng bằng cách tạo nên phân trục gần các then hoa nhất một đai định tâm m (h600đ) có đường kính nhỏ hơn chút ít so với đường kính trong của các then

Thường là các gờ chặn trên trục sẽ tiếp nhận lực siết Nếu cần phải chặn vào bể

mặt hình vành khăn thì gờ được tạo trên phần trơn của trục (h601a); các then hoa biên đạng đây đủ kết thúc ở chỗ cách gờ một khoảng I

Rãnh trên đoạn I, để thoát dao phay có hình elip, trục nhỏ của elip bằng Dp, còn

trục lớn bằng Dpcosọ, trong đó Pp: đường kính ngoài của đao phay; @: góc giao nhau, tức là góc gá đặt dao phay ở bình diện so với phôi trục (H202), góc này được xác định

cos@

Bởi góc @ nhỏ (thông thường @=3-50°) va cos

@ gần bằng I, cho nên có thể coi đoạn thoát đao

phay là một cung tròn đường kính Dp Và như vậy:

Đường kính dao phay được xác định theo TCQG (Nga) 9324-80 hoặc theo chủng loại

các dao phay lăn sử dụng trong nhà máy Tạm thời có thể chấp nhận Dp bằng đường kính

trục

Không nên đưa các then hoa đến đoạn bắt đâu đi lên của rãnh, giữ một độ hở an toàn s=1+2mm (xem hình 601) để phòng sự chống các then vào đúng rãnh Thông thường, nhằm mục đích đó, các mặt mút then được cắt chéo một góc œ=I5+20° bắt đầu từ điểm

tương ứng vị trí tận cùng của dao phay

Để tăng độ bên, các then hoa của lỗ trên đoạn thoát dao được nối với thin moayd

bằng các đoạn chuyển tiếp thoai thoải m (hình chiếu c)

Đoạn l của trục (hình chiếu b) đôi khi được dùng để định tâm moayơ, bằng cách

tạo trên đó một đai định tâm n (hình chiếu d) hoặc để gá đặt các chỉ tiết, ví dụ, gá đặt

các ổ lăn (hình chiếu đ)

308

Trong các kết cấu, mà ở đó nhất thiết phải có bể mặt tựa hình vành khăn liển, các

gờ được xén một phan (hình chiếu e) hoặc xén qua luôn (hình chứa g,h), điều này cho

phép đưa các then hoa của moayơ đến sát gờ chặn (hình chiếu I) và giẩm được chiều dài

chung của mối ghép then hoa

Trên các trục then hoa được mài theo đường kính trong hoặc theo các mặt bên của

các then, mặt trơn của trục, tùy theo khả năng gia công một mạch, nhất thiết phải nằm thấp

hơn rãnh then (hình chiếu k) Độ bển uốn của những then hoa như vậy sẽ nhỏ hơn chút ít

so với độ bển uốn trong các kết cấu g,h Khi xén suốt gờ, người ta dùng dao phay với các

răng cất có chiéu cao gia tăng f (hình chiếu g) Để nâng cao độ bển các răng, nên làm cho

chiéu cao H, của gờ không lớn hơn 0,5H (hình 603 a,b)

Ở các then hoa thân khai, chiều cao gờ được hạn định bởi sự mảnh đi về phía đỉnh

(h603c) Nếu góc biên dạng ban đầu œ=30° thì chiều cao giới hạn của gờ là H,»0,5m

(m:môđun) hoặc » 0,25 chiểu cao then; nếu œ=209, chiêu cao gờ H,»0,6m hoặc »0,3 chiều cao then

Không áp dụng sự chặn vào gờ xẻ đối với các then hoa biên dạng tam giác

Sự áp khít mặt mút moayơ và gờ chặn của trục được bảo đầm bởi mép vát (h604a)

bởi ngấn (h604b) trong moayơ hoặc bởi rãnh trên các then của trục (h604ác)

Trên các bản vẽ các trục then hoa thường không ghỉ trị số bán kính đốc lên của

các rãnh, chỉ ký hiệu đơn giản là Rp (h605a) và ghí độ dài L của đoạn các then hoa có

Nếu cần phải thể hiện chính xác chiều dai các then L+L, thì người ta ghi bán kính

dao phay, hoặc, tốt nhất là ghi tọa độ I' của điểm thoát dao của các rãnh

C72277 7⁄7

HN ý Hình 606 Các phương pháp chặn trong các mối ghép then hoa

kì

Ở các trục cần mài đường kính trong và các mặt làm việc của các then thì người

ta ghi chiểu dài các đoạn cần mài (h605b)

Chiểu dài L đoạn dốc lên của các rãnh then phải đủ để thoát bánh mài và được xác

định bằng hệ thức 1, 2H, 1, trong đó Dự: đường kinh bánh mài, H: chiểu cao then

Ngoài cách chặn vào gờ, người ta còn áp dụng các phương pháp khác Sự chặn lên

chốt đã được ép vào trục (h606a) không cho phép siết mạnh, nên chỉ áp dụng trong các mối ghép chịư tải trọng nhẹ Hợp lý nhất là các kết cấu có cách chặn vào vành hãm tiết điện

hình chữ nhật (H606b) hoặc tiết diện tròn (h606c), vành này được đưa vào rãnh trong các

then hoa hoặc vào rãnh của đoạn hình trục trên trục

Trong kết cấu đ, trên đoạn đầu ra của các then người ta tiện một rãnh vòng Cac then hoa của moayơ tì vào thành rãnh Ở phương pháp này, độ bên uốn các then hoa của trục

bị giảm nhiều

Trong kết cấu d, để chặn người ta dùng vành xẻ rãnh 1, vành này được đặt vào rãnh vòng của then trên trục (h606đ,I) Vành được tròng qua các then hoa của trục và xoay trong

rãnh sao cho các vấu của vành đối diện với các then moayơ (h606d, II)

Trong kết cấu e trình bày ví dụ dùng vành xẻ 3 để gia cố hai chỉ tiết lắp trên trục Các

moayở của các chỉ tiết được siết bằng các vít mà đồng thời cũng thực hiện với các then hoa

của trục) Kết cấu này không bao dim sự siết mối ghép

Cách chặn các then hoa của lỗ lên đoạn đốc n của các rãnh trục (h606) bảo dim

sự cố định chắc chấn Dé cho lực chống lan tỏa trên toàn bộ đường tròn, ở giai đoạn phay

cuối cùng cẩn xoay trục vài vòng trong khi cho dao thoát ra theo chiểu dọc

Vị trí dọc của moayơ trên trục ở phương pháp

chặn này phụ thuộc vào đường kính đao phay và

góc mép vát trên đoạn chăn của then hoa moayơ Để

nâng cao độ chính xác cố định dọc trục và giảm bớt

các ứng suất kéo trong moayơ, hợp lý nhất là chấp

nhận đường kính ngoài của mép vát (h607a, điểm 1)

bằng đường kính ngoài D của các then, còn đường

kính trong thì bố trí cách đường kính ngoài một

khoảng 0,5H, trong đó H- chiểu cao các then

aes

2250 05

Ø Wilh

by

Hình 607 Sơ đồ xác định các góc 6 và 61

310

Góc nghiêng 8 của mép vát nên lấy bằng góc nghiêng trung bình của biên dạng

các rãnh then hoa trên đoạn Im của các then hoa trên trục (h607b) Khi đó vị trí dọc trục của moayơ được xác định bằng tọa độ ¡1 của điểm I, tính theo phương trình (161)

Xác định góc 8 bằng hệ thức cos0=1-1,5H/Dp

Đoạn không làm việc m-n của các then hoa trong moayơ (h607a) cần được cắt vất

theo một góc 91, góc này được xác định bằng hệ thức cos81=1-H/Dp

Các trị số 6 và 61 tùy thuộc vào H/Dp được trình bày trên hình 608

Trong các mối ghép then hoa lớn, người ta làm nhẹ bớt các then hoa bằng cách

khoét các rãnh dọc trên bể mặt không làm việc (h609), để làm điều này, các răng cắt

của các đao phay lăn và của các dao phay chuốt được tạo biên dạng đặc biệt Các rãnh

không làm giảm 46 bén các then hoa

Sự siết các mối ghép then hoa

Sự siết mạnh làm tăng đáng kể khả năng làm việc của các mối ghép then hoa

Sự siết đọc trục trong gá đặt ở mặt đầu và gá đặt trung gian được thực hiện chủ

yếu bằng các đai ốc vành, chặn trực tiếp vào các mặt mút các then hoa moayơ (h610a)

hoặc tốt nhất là thông qua các vành đệm (h610b,ở)

Các mối ghép phía đầu cũng được siết bằng các đai ốc trong (h610c) hoặc bằng bulon xuyên suốt (h610g,h)

Khi siết bằng các đai ốc có ren vi sai (hố10i) thì việc tháo ra sẽ thuận tiện, nhưng

Còn trong các mối ghép tháo thì bằng cách nong trục nhờ côn trong 1 gồm hai nửa,

các nửa này lấy ra được bằng cách tháo bulon siết (h6l1b) Các moayơ của các chỉ tiết làm bằng các hợp kim nhẹ đôi khi được ép bằng các vành côn 2,3 (hình 611c) Trong kết cấu d, moayơ của chỉ tiết được một rãnh sâu chia thành hai đai nối với

thân chỉ tiết bằng những chỗ chuyển tiếp lượn tròn Khi siết chặt các mặt mút sẽ phát

sinh các lực xuyên tâm hướng vào tâm ép chặt moayd

Những kiểu định tâm đặc biệt

Người ta áp dụng sự định tâm theo các bể mặt đặc biệt: a) trong những mối ghép có các then hoa ngắn không bảo đảm độ ổn định đọc trục của chỉ tiết cần lấp; b) trong những

mối ghép truyễn mômen xoắn biến thiên hoặc chịu mômen lật đảo tác động tuần hoàn;

c) trong những mối ghép có các then hoa tam giác và thân khai cùng các moayơ được xử

lý nhiệt cho đạt độ cứng hơn HRC-40, khi mà sự định tâm chính xác theo các mặt bên của các then hoa không thực hiện được do không có khả năng mài các rãnh của lỗ

Trong những trường hợp như vậy các then hoa được lắp lỏng

Trong kết cấu trên hình 612a, trục có thêm đai định tâm phụ f trên đoạn đầu ra các

then hoa

Nếu cần độ chính xác định tâm cao, mà mômen cần truyền nhỏ thì tăng độ choán bể

mặt định tâm lên, đồng thời giảm bớt chiéu dai các then (h612b)

Khi định tâm bằng đai trụ h trên đoạn trục trơn (h612c), các then hoa của trục bị

yếu bởi rãnh vòng trên đầu ra của các then Trong kết cấu d, moayơ được định tâm bằng

đai trên đường kính trong giảm bớt của các then theo đai trụ Ì trên trục

Cũng có thể định tâm theo vành xẻ 1 (h612đ) được đặt vàorãnh trên đầu ra của các

then; theo đai trụ m (h612e) trên trục và theo vành 2 ở đâu vào các then; theo hai ống

Các mối ghép chịu tải nặng, làm việc với các tải trọng tuần hoàn được định tâm

theo các bể mặt côn (hình chiếu h-m) Độ dôi trên các côn, phát sinh khi siết mạnh sẽ cần trở hữu hiệu các xê dịch góc tế vi của moayơ so với trục, để phòng sự hư hồng, sự

va đập và biến cứng các bể mặt làm việc Đổng thời các bể mặt côn, nhờ có ma sát mà tiếp nhận phần lớn các mômen xoắn, do đó giảm bớt được tải trọng đặt lên các then hoa

Sự siết lên các bể mặt n (hình chiếu h) và q (hình chiếu I) của trục đôi khi dẫn đến

sự đính moayơ và trục Trong kết cấu tốt hơn có các vành côn trung gian làm bằng đồng thanh rèn cứng kết hợp với các bể mặt thép của trục tạo thành một cặp bến vững chống dính

Trên hình chiếu k trình bày kết cấu có vành côn xế 5, vành này được đưa vào rãnh vòng

trên đoạn đầu ra của các then Kết cấu (có hai vành, vành 6 xế, vành 7 nguyên, ngoài việc

khử các dao góc của các ống lót, còn bảo vệ độ ổnđịnh chống lại tác động của các mômen lật Nhược điểm của những kết cấu này là các then hoa của trục bị yếu bởi rãnh vòng

Các vành nguyên 8,9 (hình chiếu m) cũng giống như các vành xẻ, bảo đảm sự tâm không độ hở trên thực tế; do biến dang dan hổi dưới tác động của sự siết chặt, các vành

ôm khít các mặt trụ của trục

Các góc côn a được lấy trong khoảng 30-60 Góc a càng nhỏ, lực siết càng mạnh,

nhưng đồng thời các lực xuyên tâm cũng càng lớn, những lực này sẽ ép trục và xé rách moayơ Các vành được bố trí trong các cụm cứng (hình chiếu k) hoặc để gia cường moayd

trên đoạn bố trí các côn (hình chiéu 1m)

Trong các kết cấu có sự định tâm theo hai mặt côn (hình chiếu I,m), các then được lắp lông để tránh sự trùng khớp hai sự định tâm

Mômen phụ của các lực ma sát được tạo bởi sự siết trên vành, được xác định theo công

thức 212 với z=2 Thông thường, người ta xem nhẹ mômen này và chuyển nó vào dự trữ

độ tin cậy

Trong các mối ghép chịu tẩi nặng người ta ấp dụng các biện pháp bổ sung để để

phòng sự biến cứng và sự bắt chặt : tôi, xementit hóa, thấm nitơ, phốt phát hóa, sunphua hóa các then hoa, mạ kim loại (mạ đồng, mạ thiếc, mạ cađini, .), cũng như bôi trơn mối

ghép bằng các chất bôi trơn phân ly gốc graphit, disunphua va các chất khác

Cách ghép nối các trục then hoa đồng trục

Trên hình 613 trình bày các phương pháp ghép nối các trục then hoa đồng trục

Cách gia cố bằng chốt (hình chiếu a) không báo đắm sự siết chặt, không có tính công nghệ, không thuận tiện trong lắp và tháo

Nếu như có thể đưa chìa vặn tới mối ghép qua hốc trong của trục thì siết bằng các đai ốc vành (hình chiếu b) hoặc bằng các bulơn xuyên suốt (hình chiếu c)

Trong kết cấu d, bulon rỗng 1, để dễ lắp ráp, được cố định ở hướng dọc trục bằng

vành hãm 2, vành này được lắp vào ống lỗng 3 (để được ép vào trục H) và được chống xoay khi siết nhờ các then hoa 5 của trục 6

Nếu không thể tiếp cận từ bên ngoài, thì mối ghép được siết bằng đai ốc nối (hình

chiếu đ, e) hoặc bằng đai ốc tăng đơ (hình chiếu g) có ren trái và ren phải

Trên hình chiếu h trình bày cách gia cố tháo nhanh được bằng then cái 6 có hai vành

xẻ, vành h lọt vào rãnh vòng trên các then hoa của trục 7, còn vành I- lọt vào rãnh trên các

then hoa của trục 8 Then cài được tròng lên các trục đã nối sơ bộ (khi đó các vấu của then cài tự do đi qua các rãnh then hoa của các trục), sau đó xoay then cài sao cho các vấu của then cài đối diện với các then hoa của các trục và cố định ở vị trí đó bằng chốt định vị 9 Kết cấu này không bảo đâm sự siết chặt mối ghép

Trên các hình chiếu ¡,k trình bày cách ghép nối trục 13 với trục khuỷu Đai ốc siết 10

được đưa vào khoang trục 13 qua các then hoa (hình chiếu k), sau xoay 90° vào vị trí làm

việc, ở vị trí này đai ốc được cố định bằng lò xo 11 (hình chiếu I) Tiếp theo, trục 13 được

trông lên trục khuỷu, siết đai ốc qua lỗ trục và khống chế bằng vật hãm 12 có hai vành xẻ,

một vành lọt vào các then hoa của đai ốc, vành kia _ vào các then hoa của trục hình chai

Các bộ phận tháo

Trong kết cấu các mối ghép then hoa có chế độ lắp không độ hở và đặc biệt khi định tâm bằng các côn, cẩn phải dự tính trên chỉ tiết lắp những bộ phận (gờ, mép, lỗ)

cho phép sử dụng đổ tháo, hoặc tạo ra các bộ phận tháo chuyên biệt

Trên hình 614a, trình bày thiết bị tháo

Dai 6c Sng 1 có các lỗ n cho thanh tròn để vặn có gờ n lọt vào rãnh vòng của các nửa vòng côn 2 Khi vặn, đai ốc của nửa vòng, những vòng này tì vào vật hãm 3, đẩy ống lót ra khỏi các then hoa Các nửa vòng phía sau 4, sau khi lấy ống lót ra, sẽ được tháo một cách dễ dàng

Trong kết cấu có côn trước nguyên khối (hình 614b) đai ốc được vặn lên côn bằng

ren có bước khác với bước ren chính của đai ốc Khi vặn, đai ốc đẩy côn và thông qua

Trong những mối ghép mà nhất thiết phải cố định vị

trí góc của chỉ tiết được lắp so với trục, cần phải dự tính các

phương tiện loại trừ khả năng lắp ráp sai Thông thường

trên đỉnh của một trong số các then hoa trên trục người ta

tạo một rãnh đọc (h615a) hoặc cắt đỉnh then trên toàn bộ

chiểu đài (h615b) Trên các đoạn tương ứng của moayơ, 4)

người ta ép các chốt 1 Mối ghép lắp được chỉ ở vị trí khi _ Hình 615 Cách cố định góc trong

mà chốt đối điện với rãnh các mối ghép then hoa

Trong các mối ghép chịu tải nặng người ta áp dụng phương pháp này để bảo đảm khả năng tái lắp rấp mà đôi khi gặp khó khăn vì việc chế tạo các then hoa không đều MỐI GHÉP LĂNG TRỤ VÀ MỐI GHÉP ĐỊNH HÌNH

Trong các mối ghép lăng trụ mômen xoắn được truyền bởi các ứng suất ép lún trên

các mặt phẳng của trục - trên các chỗ bạt phẳng và trên các mặt (hình 616)

Hình 616 Các trục hình lăng trụ

Trong những mối ghép này không có các bộ phận lôi lên gây ra sự tập trung ứng

suất Nhưng phát sinh những đột biến ứng suất đáng kể trên những đoạn chuyển tiếp từ

các mặt phẳng chịu lực vào các mặt trụ của trục

Các lực truyền mômen xoắn có hướng vuông góc với các mặt và tác động trên một cánh tay đòn nhỏ so với tâm trục Do đó trên các mép của các mặt phát sinh các ứng suất

ép lún cao, những ứng suất này sẽ gia tăng cùng với sự tăng số lượng các mặt, nghĩa là

tùy theo mức độ tiến gần của hình đa điện tới hình tròn

Ta đồng ý rằng các ứng suất ép lún phân bố trên các mặt theo quy luật tam giác

(h617) tay đòn (2/3) của hợp lực ép lún và chiều dài mối ghép L:

2

— (163), trong đó z - số lượng mặt; [ø] — ứng suất ép lún cho phép;

§ - bể rộng điện tích làm việc, phụ thuộc vào số lượng mặt và góc @ của các đoạn trục

hình trụ; L ~ chiều dài làm việc cửa mối ghép

Giả sử rằng góc tổng cộng z@ (xem hình 616) của các đoạn hình trụ cho từng trục

như nhau và bằng 90%, nghĩa là @=90z Đối với trục có chỗ bạt phẳng ta chấp nhận bể

5-6 lần; đối với các trục có 4-8 mặt - gấp 8-17 lần; đối với các trục có các chỗ bạt phẳng

— gấp 10-32 lần ), cho nên các trục lãng trụ được sử dụng trong các mối ghép chịu tải

nhỏ (ví dụ để truyền mômen xoắn của cẩn, của tay vặn)

Các chỉ tiết lắp được định tâm trên các trục có chỗ bạt phẳng - theo mặt trục, trên

các trục nhiều mặt (đa điện) — theo các mặt Các mặt được mài để nâng cao độ chính

xác định tâm và tăng độ đồng đều phân bố tải trọng

Các lỗ trong các chỉ tiết lắp được gia công chuốt Các mối ghép lăng trụ được áp dụng chủ yếu trong việc lấp đặt ở phía đâu Không nên siết chỉ tiết lên các đoạn có bậc

m là chỗ chuyển tiếp của các mặt vào phần trụ của trục (h618,a) (khó mà đạt được sự

bố trí các mặt chống trong một mặt phẳng) Khi siết lên các gờ chặn không để các mặt

cách gờ 1-3mm, cồn đai hình trụ được che bằng rãnh vòng n trong moayơ (h618,b)

Các rãnh q(h618,c) để thoát bánh mài có đường kính trong đ nhỏ hơn chút ít so với

đường kính đường tròn nội tiếp trong hình đa diện, làm yếu trục rất nhiều Ví dụ, đối với

khối tứ diện, mômen cân xoắn ở tiết diện theo rãnh nhỏ hơn gấp đôi so với mômen cần

xoắn ở tiết diện theo trục không bị làm yếu (cho rằng đường kính trục bằng đường kính ngoài eae khối đa diện) Ngoài ra trên đoạn bố trí rãnh sẽ phát sinh sự tập trung ứng suất

đáng kể

Trong kết cấu không rãnh, các đoạn thoát bánh mài được che bằng rãnh vòng của moayơ (h618d) sự làm yếu trục có giảm đi chút ít, nhưng ứng suất xoắn trong tiết diện A-

A của phần lăng trụ vẫn lớn hơn 1,5 lần so với ứng suất xoắn trong phần hình trự của trục

Để đạt độ bền xoắn đều cần phải làm sao cho đường kính hình tròn nội tiếp trong hình

đa diện bằng đường kính trục, điều này dẫn đến sự tăng đáng kể các kích thước xuyên tâm

của mối ghép, đặc biệt ở các trục có ít mặt (ba-bốn)

Về sơ đổ tổng quát, các mối ghép định hình gần giống với các mối ghép lăng trụ

(h619), các bể mặt làm việc của chúng được hình thành bởi các đường cong xicloit, cho

phép gia công mài bằng các cơ cấu mài epixicloit hoặc cơ cấu mài hipoxicloit

Ưu điểm của các mối ghép định hình là có thể gia công chính xác các lỗ trong những

moayơ đã được xử lý nhiệt đạt độ cứng cao

Các ứng suất ép lún trong các mối ghép định hình có các mặt lỗi sẽ cao hơn các ứng suất ép lún trong các trục lăng trụ hình đáng tương tự do sự phân bố ít thuận lợi hơn (gidm

bớt cánh tay đòn tùy theo mức lượn tròn của biên dạng) Như vậy khả năng chịu lực của

các mối ghép định hình thấp hơn khả năng chịu lực của các mối ghép lăng trụ và thấp hơn khả năng chịu lực của các mối ghép then hoa

Sự phân bố lực thuận lợi hơn trong các biên dạng có các mặt lõm Các mối ghép chữ

thập (hình 620) cho tới nay người ta vẫn sử dụng trong các trục máy cán Về bản chất đó

là những then hoa lớn biên dạng hình thang, về độ bền uốn và ép lún chúng tương đương với các then hoa Nhưng khác với các mối ghép then hoa, ở các mối ghép chữ thập sức cần xoắn yếu

chống rơi bằng vành đệm và đai ốc (h621b) Moayơ thường được lấp có độ đôi

Mômen xoắn do mối ghép truyền, N.m (không tính đến độ dôi trên các mặt lắp ghép)

3 [tkdID

2

số lượng chốt, [+] - ứng suất cắt cho phép, MPa; D - đường kính mối ghép, mm

là M,=l0' (165), trong đó d và I - đường kính và chiểu đài của chốt, mm; z —

Mức tập trung ứng suất tương đối nhỏ do hình đáng thuận lợi của các rãnh trong

trục và moayơ, Các mối ghép nhiều chốt kiểu này về độ bền, gần giống các mối ghép

then hoa, còn nếu lắp có độ dôi theo các mặt định tâm thì có thể bên hơn

Nhược điểm của mối ghép là cẩn phải gia công phối hợp các lỗ chốt trong trục và

moayơ Vật liệu chỉ tiết và vật liệu trục nhất định phải có độ cứng gần như nhau, trong trường

hợp ngược lại sẽ không tránh khỏi sự lệch (lạc) mũi khoan về phía kim loại mềm hơn Các mối ghép chốt đọc trục được dùng để gia cố các chỉ tiết lắp ở phía đầu trục trong

khi chiều đài của trục không quá lớn, bảo đẩm thuận tiện trong việc đưa mũi khoan và mũi doa tới mặt mút của trục

Bằng phương pháp này có thể gia cố chỉ tiết cả ở lỗ trong của trục, với điều kiện chỉ tiết không quá đài và đường kính ngoài D, của chỉ tiết nhỏ hơn đường kính D của mặt

lắp ghép (hình chiếu c,d) hoặc đường kính trong D, lớn hơn (hình chiếu đ) đường kính

Ưu điểm của các kết cấu d và đ là mũi khoan có được sự định hướng tốt ban đầu

trong thành chí tiết

Trong các mối ghép tháo được, người ta ép các chốt vào moayơ (kết cấu e,g) hoặc

vào mặt mút trục (kết cấu h); các đầu trống của chốt được đưa vào các lỗ tương ứng của trục hoặc của moayơ theo các chế độ lắp hố hoặc J6

Được phép gia cố các chỉ tiết có độ cứng khác nhau Mối ghép sẽ có tính công nghệ cao hơn (có thể gia công riêng biệt đối với trục và chỉ tiết theo các dưỡng) nhưng độ bển

nhỏ hơn

Trên hình chiếu ï trình bày cách dùng chốt gia cố các chỉ tiết 1 và 2vào trục Các chốt

được lắp có độ đôi trong chỉ tiết 1 có lỗ đài và được đưa vào vai trục và vào chỉ tiết thứ

hai theo chế độ lắp trung gian

Trong các mối ghép chịu tải nhẹ (các trục của các bộ dẫn động phụ trợ) người ta

áp dụng cách gia cố bằng chốt try (h622,a) hoặc bằng các chốt xuyên tâm hình côn (h622,b), những chốt này sẽ cố định chỉ tiết cần lắp theo hướng dọc trục và xuyên tâm

Cách ghép như vậy không có tính công nghệ (đòi hỏi phải doa và khoan phối hợp các

lỗ trong moayơ và trong trục); các lỗ làm cho trục yếu đi nhiều; không siết được mối ghép

§$o sánh biểu thức này với các công thức (165) và (166) ta thấy rằng khả năng chịu lực của mối ghép nhỏ hơn khoảng 0,5 lần so với khả năng chịu lực của các mối ghép trên

hình 62la,c (ví dụ, nếu z=6 và l/d=4 thì nhỏ hơn 17 lần)

Các mối ghép dùng các chốt tiếp tuyến (hình chiếu c) được áp dụng nếu vật liệu trục và moayơ có độ cứng như nhau Độ bển của mối ghép được quyết định bởi các ứng suất ép lún trên các chốt va do sự phân bố lực không thuận lợi (cánh tay đòn so với đường

tâm của trục) nên độ bển này là không đáng kể

Nếu khôngthể đưa đao cất tới chỉ tiết lắp theo hướng xuyên tâm thì người ta sử dụng các chốt nghiêng (hình chiếu đ) Mối ghép loại này thực tế không tháo được

Trong các kết cấu tháo được để truyền các mômen xoắn nhỏ người ta dùng các chốt

có ren với các đuôi trụ lọt vào rãnh (hình chiếu đ) hoặc vào lỗ khoan (hình chiếu e) trên trục Cách gia cố bằng các chốt có các đuôi côn (hình chiếu g) bên hơn chút ít Khi góc

ở tâm œ<40° mối ghép tự hãm Sẽ bển hơn nếu mối ghép đùng các chốt côn trơn có lỗ ren

cho dụng cụ tháo (h622,h)

Các chốt côn được siết bằng đai ốc trong (h622,I) được áp dụng trong các mối ghép

ở phần đầu Bề mặt A cha đai ốc phải được chế tạo theo dang cầu có đường kính D, bằng

đường kính lỗ trục

Trong những kết cấu này cần phải doa phối hợp các lỗ chốt trong moayơ và trong trực

Trong các mối ghép chịu tải nhẹ người ta dùng các chốt xuyên tâm ép vào trục, còn

các đầu trống thì lọt vào các rãnh trên các moayơ (h622,k-m)

Trong các mối ghép chịu tải cực nhẹ đôi khi mômen xoắn được truyền bằng bi đặt vào hốc tròn trên trục; phía đối điện, bị lọt vào rãnh bán nguyệt trên moayơ (h622,n),

Trên hình 622, trình bày mối ghép có độ bển cao hơn khi các viên bi bố trí trên chỗ

ghép mặt mút chỉ tiết và gờ chặn của trục Việc sử dụng các viên bi trong trường hợp này

đã giảm được sự tập trung ứng suất trong chỉ tiết lắp (chế tạo bằng hợp kim nhẹ) Cần phải chế tạo chính xác các hốc bán cầu, nếu không các viên bi sẽ làm việc trong tinh trang không

được siết

Trong kết cấu tương tự trên hình 622p, mômen xoắn được truyền bằng các đầu bán cầu của các chốt đã được ép vào gờ trục

CÁC MỐI GHÉP BÍCH

Các mối ghép bích được áp dụng chủ yếu để

ghép các trục (h623a), cũng như để gia cố các chỉ tiết

dạng đế (h623b) và dạng trống (h623c) trên các trục

Mémen xoắn được truyền bằng các bulon lắp

sít hoặc bằng các bộ phận chuyên biệt làm việc

chịu cất và ép lún, và ở một mức nào đấy hoạt

động bằng các lực ma sát phát sinh trên các mặt

Độ đồng trục các chỉ tiết cần ghép đạt được bởi rãnh định tâm m (h623,b) và bởi

độ vuông góc nghiêm ngặt của các bể mặt ghép so với các đường trục của các chỉ tiết

cần ghép

Sự tăng đường kính bố trí các bộ phận truyền mômen xoắn sẽ làm giảm lực vòng

và tạo khả năng tăng số lượng các bộ phận

320

Ưu điểm của các mối ghép bích là sự truyễn không độ hở đối với mômen xoắn,

sự truyền này đạt được là nhờ sự lắp ghép có độ dôi đối với các bulon lấp sít Các lực

ma sát phát sinh trên chỗ ghép khi siết các bulon sẽ cẩn trở các xê dịch (lệch) tế vi các

bể mặt ghép, do đó các mối ghép bích hầu như không bị biến ứng, không bị dính và ăn

mòn ma sát thường gặp trong các mối ghép moayd

Mômen xoắn do mối ghép bích truyền được quyết định bởi các sức bển cắt của bulon và bởi lực ma sát trên chỗ ghép :

M,=M,+M, = 5.4 078Sdite] +2 (ad? + zd3)0,785 flo] (168) trong đó D-

đường kính tròn bố trí các tâm bulon; z, vad, - số lượng và đường kính của các bulon lấp

sit; z, va d, — số lượng và đường kính bulon siết; [z] và {s]- ứng suất cho phép và ứng suất

kéo cho phép cửa các bulon; f - hệ số ma sát trên chỗ ghép (f=0,1-0,15)

đều là bulon lắp sít, từ phương trình (168) ta tìm được đường kính bố trí các bulon

D Nha (169), trong đó z va d — số lượng và đường kính các bulon, mm;

ly tối thiểu các bulon, được ghép thực hiện theo điểu kiện vặn đai ốc (h624a)

Đối với các đai ốc sáu mặt, nếu siết bằng chìa vặn mặt đầu thì tạ>2,5đ, còn siết

bằng chìa miệng hở thì t„=3d

Nếu các kích thước xuyên tâm được hạn định thì để tăng số lượng các bulon siết,

các bích được siết bằng các bulon vặn vào (h624b) và bố trí các đầu buÏon trên các mặt

khác nhau của bích theo kiểu ô bàn cờ Khi đó, khoảng cách giữa các trục bulon có thể giảm xuống t„=1,8d

Trong trường hợp tổng quát nhất là siết các đai ốc bằng các chìa miệng hở (tmin=3d)

thì số lượng giới hạn các bulon là rấy ải =F (170)

Đưa biểu thức này vào công thức (169) ta sẽ có được đường kính cực tiểu của bích

theo điều kiện bố trí các bulon

D,,, =16 rat (171)

Đường kính cực tiểu của bích bằng đường kính D, của trục cộng với hai lần khoảng cách S từ bể mặt trục đến các đường trục của các bulon Chấp nhận s =1,25d ta sẽ có

D,,,=D,+2,5d (172)

Cân bằng biểu thức (171) và (172) ta sẽ có công thức để xác định đường kính d

của các bulon và với đường kính đó, bích sẽ có đường kính cực tiểu D:

16 Tị =D,d*“+2/5d'” Vie (173) )

Đường kính trục D, phụ thuộc vào cácđiểu kiện chịu tải của nó

Trên cơ sở công thức (173) ta được toán đổ (h625) để xác định các kích thước cực

tiểu của mối ghép bích

Cho M,=10kNm, [t]=100Mpa va Dt=100 mm Dung đường vuông góc từ điể:

M =10kNm trên trục hoành, cắt đường [r]=100 Mpa tại một điểm, từ điểm đó kẻ mộ:

đường nằm ngang điểm gặp nhau của đường này với đường kẻ từ tọa độ D=100mm cho

ta trị số d=14mm D tương ứng là 135mm (các đường rãnh) Số lượng các bulon theo

công thức (170) sẽ là :

322

Khi thiết kế các bích, không phải lúc nào cũng xuất phát từ điều kiện bố trí các bulon gọn hơn Trong trường hợp tổng quát có khi chỉ quy định mômen xoắn; cần phải xác định các thông số mối ghép bảo đảm truyền được mômen Bài toán không có nghiệm

đơn trị Đường kích bích, số lượng và đường kính các bulon - các biến số độc lập; có

một số lượng lớn các kết hợp những thông số này để đáp ứng các điều kiện độ bên

Tiến hành tính toán theo công thức (169) Để dễ tính toán, ta lập toán đổ (h626)

Cho Mx=10kNm, [r]=100Mpa Từ điểm Mx=10kNm ta dựng đường vuông góc và

qua điểm cắt đường [C]=100Mpa ta kẻ đường nằm ngang đi qua lưới các đường thẳng ở phần

trên bên trái của đổ thị Các đường đậm chỉ đường kính các bulon, các đường mảnh - số

lượng giới hạn các bulon tính theo công thức (170) cho đường kính đã định của các bulon

Trên hình 626 trình bày cấu trúc cho d=14mm Tại điểm gặp nhau của đường nằm ngang với đường d=14mm ta tìm được trị số giới hạn zg=10 Kẻ đường thẳng đứng cho cắt

lưới các đường z (phân dưới bên trái của biểu đồ) ta tìm được các trị số sau đây trên trục tung:

” /

Zz 10 8 6 5 4

D, mm 130 165 220 260 330

D„„ mm 95 130 185 225 295

D,, mm 165 200 255 295 365

Cần tránh các vị trí số tột cùng của dãy Với z lớn, kết cấu sẽ phức tạp, đường kính

giới hạn của trục giảm (hàng thứ ba trong bảng) theo công thức (172) D,,, =D-2,5d, với z

nhỏ - đường kính ngoài của bích tăng lên, mà đối với các điểu kiện trung bình có thể chấp

nhận D,=D+2,5d (hàng thứ tư) Ở trường hợp này, lấy z=8 là hợp lý

Độ dài của bích trên đoạn bố trí bulon được quyết định bởi điều kiện độ cứng bích và độ

bên ép lún các bulon Ứng suất ép lún Ø, = a (174), trong đó b- độ dày bích (hình 627)

Giả st [t}=[o,] va tinh đến sự giảm bớt chiều dài làm việc của các bulon do có ren

và rãnh m trên đoạn chuyển tiếp của thân bulon và đầu bulon, người ta thường chấp nhận

b=(1-1,2)d (176)

Độ dày của bích trên đoạn chuyển tiếp vào đai chịu lực sẽ là b’=0,8b và trên đoạn chuyển tiếp vào trục là b”=(0,15-0,20)D,

Các kiểu dáng bích điển hình có đường kính nhỏ được trình bày trên hình 628a,d Các

bích đường kính lớn được chế tạo côn (h628,đ); đoạn chuyển tiếp vào trục được gia cường bằng góc lượn m và đai tăng cứng n

Để tăng độ cứng, đặc biệt khi có các lực uốn và các mômen, các bích được tạo dạng hình chén (h628e), côn (h628g) hoặc hình hoa tulíp (h628h)

Các bể mặt ghép của các bích được gia công cho đạt độ nhám R =0,32-1,25mm đồng thời giữ đúng độ vuông góc các đường trục trong các giới hạn tùy theo độ chính

xác về hướng (độ đảo mặt mút trung bình là 0,01-0,03 mm trên 100mm bán kính)

Các lỗ cho bulon lắp sít được gia công phối hợp hoặc gia công theo dưỡng, sau đó doa phối hợp cho các chế độ lắp H7/m6 hoặc H?/k6 Để bảo đảm sự lắp ráp bích ở vị trí mà gia công phối hợp được, người ta bố trí các chốt kbống chế hoặc một trong số các

lỗ được bố trí theo một góc khác với góc bố trí các lỗ còn lại

Các bulon lắp sát được chế tạo bằng thép cacbon 45,50 hoặc bằng thép hợp kim

hóa 40 Cr và được xử lý nhiệt đạt độ cứng HRC 30-45 (tôi kèm ram trung bình)

Các bulon được tính về sự cắt bởi lực vòng và sự kéo bởi lực siết sơ bộ Ứng suất

tương đương trong tiết diện nguy hiểm (mặt phẳng cắt) theo lý thuyết độ bền thứ ba sẽ

là đ=AjØ¿+4?°, trong đó ơ, và + - ứng suất kéo và ứng suất cắt

324

EXE

BAN

Hinh 629 Sự truyền mômen xoắn trong các mối ghép bích

Thông thường lấy ø,=100 MPa và t=50+100MPa Ứng suất tương đương

Ø= 100? +4(50~100)? ~150+200MPa

Ngoài các bulon lắp sít hình trụ (629a,b) người ta còn sử dụng các buÌon lắp sít hình

côn (h629c) Các bulon côn không bảo đảm sự siết chặt các bích, do đó được bố trí xen

kẽ với các bulon siết thông thường

Mômen xoắn cũng được truyền bằng các chốt (h629d,đ) bố trí trong các khoảng giữa

các bulon siết Để giảm kích thước khuôn khổ, các bộ phận làm việc chịu cắt được chế tạo dưới dạng ống lót bố trí đẳng tâm với các bulon siết (h629,e,k) Kết cấu k có các bulon côn

bảo đảm một mối ghép bển, sự siết các bulon này làm doãng ống lót và bảo đảm áp khít

ống lót vào các thành lỗ trên đoạn cắt

Trên hình 6291 trình bay ví dụ truyền mômen xoắn trong mối ghép nhiều bích nhờ các bulon lắp sít, còn trên hình 629m — bằng phương pháp tổng hợp nhờ các bulon lấp sit và các ống lót,

Để truyền các mômen xoắn lớn, người ta sử dụng các then hoa xuyên tâm (thường

là then hoa thân khai) (h629,n) hoặc các then hoa mặt mút biên dang tam giác (h630) Khi tính sự cắt theo chân các then hoa, mômen xoắn đo các then hoa truyén là

nD?

M,= 2 lƒt}, trong đó D - đường kính trung bình của đai then hoa mm; ] - bể rộng đai

then hoa, mm; [7] - ứng suất cắt cho phép, MPa

325

Đối với các bulon bố trí sít thì mômen xoắn theo công thức (171) sẽ là :

bich b=d thi m =4 Đối với các then mặt mút, với ] = 2,5đ (h30,a); 7°

Như vậy, khả năng chịu lực của các bích có cdc then hoa xuyên tâm lớn hơn khoảng

4 lần, còn của các bích có then hoa mặt mút thì lớn gấp 10 lần so với khả năng chịu lực của các bích có các bulon bố trí khít

Trong các mối ghép chịu các lực không quá lớn, người ta thường giảm bớt độ choán các then hoa mặt mút bằng cách chế tạo chúng thành những bộ phận riêng biệt trên các đoạn bố trí các bulon siết (h630b) hoặc giữa các bulon siết (h630c) hoặc bằng cách giảm

chiéu cao dai then hoa (h630d,đ)

Hình 630 Các bích có các then hoa mặt múi

Kích thước các đoạn có then hoa được quyết định bởi điều kiện M =F[x]R¿, trong

46 F — tổng diện tích các đoạn có then hoa; R„ — bán kính trung bình bố trí các then hoa;

[£] - ứng suất cắt cho phép trên các then hoa

Các bulon siết của các bích có các then hoa mặt mút, ngoài lực siết sơ bộ, còn chịu

cả lực đọc trục phát sinh khi truyền mômen xoắn do độ nghiêng các mặt làm việc của

các then hoa, lực dọc trục đó là P, = 1, tga/2, trong đó ơ - góc ở đỉnh biên dạng của

chỉ tiết bao và chỉ tiết bị bao

Tương tự các mối ghép có độ đôi, các mối ghép côn được dùng chủ yếu trong lắp ráp

ở mặt đầu

326

Có thể lắp ráp các mối côn ở bất kỳ vị trí góc nào của chỉ tiết lắp trên trục Nếu

cần phải giữ một vị trí góc nhất định, người ta đưa các bộ phận hãm vào mối ghép, ví

dụ then, chốt định vị và các bộ phận khác

VỊ trí dọc trục của chỉ tiết lắp trên trục bị biến động do có những sai lệch trong sản

xuất đối với các kích thước các bể mặt côn của trục và lỗ moayơ Khi siết, moayơ xê dịch

đọc trục vài milimét Khi siết lặp lại, vị trí của chỉ tiết sẽ biến đổi do sự ép lún các mặt lắp

ghép đã diễn ra trong khai thác

Các mối ghép côn có độ dôi (h631a) được áp dụng trong các mối ghép chặt và ít tháo,

các mối ghép côn si€t (h631b,c) — trong các mối ghép thường tháo

Các mặt côn của trục và moayơ được gia công theo độ chính xác cấp 6 và cấp 7; thông

số độ nhám R,=0,32 - 1,25 mm Trong các mối ghép quan trọng, các côn được mài rà

theo mau cho đến khi đạt mức tiếp xúc trên diện tích không nhỏ hơn 80% mặt côn

Để dễ mài và kiểm tra lại, nên để côn để thò ra khỏi lỗ moayơ một khoảng s=1,24

mm (h631b,c) Nếu không, trên các thành lỗ ở điểm q (h631đ) khi mài rà sẽ hình thành bậc vòng gây khó khăn cho sự xê dịch moayơ đọc trục

Phân côn “treo” (không tỳ vào bể mặt) được che bằng vành đệm hình chén m (h631b) hoặc bằng gờ vòng n trên moayơ (h63lc) có khoảng dự phòng s” cho sự xê dịch đọc trục

của moayơ khi siết Do tính đến khả năng ép lún các bể mặt lắp ghép trong khai thác, nên

khoảng dự phòng bằng (1,5-2)h, trong đó h - khoảng cách xê dịch dọc theo trục của ống

lót khi siết sơ bộ

Ren của trục cũng được chế tạo có khoảng dự phòng nhé hon s’

Để tránh sự giảm chiều dai làm việc của mối ghép khi lắp lại, đầu đối diện của

côn phải thồ ra ngoài maoyơ một khoảng không nhỏ hơn s'

Như vậy, chiều đài côn phải là L=l+s+s' (- chiểu đài làm việc của mặt moayơ)

Trong các mối ghép chịu tải tuân hoàn, để tránh sự biến cứng và đính các bể mặt lắp ghép, người ta đưa các ống lót trung gian làm bằng đồng thanh cứng có độ côn ngoài

(h631đ) hoặc độ côn trong (h631le) vào các mối ghép Sự định tâm điễn ra trên hai bể mặt,

điều này đặt ra những yêu cầu cao đối với độ chính xác chế tạo các ống lót

327

Hợp lý nhất là mạ kim loại mềm (Cu,Zr,Cd), mạ điện hoặc mạ khuếch tán, cho các

bể mặt tiếp xúc Những lớp mạ như vậy không chỉ ngăn ngừa sự dính mà còn nâng cao

đáng kể khả năng chịu lực của mối ghép

Khi lắp đặt các chỉ tiết trên các trục dài, cũng như khi cần điều chỉnh vị trí dọc trục trong những giới hạn rộng trên trục, người ta dùng các ống lót siết (h631g,h)

Trong kết cấu h có tính trước bộ phận tháo Khi vặn ra, đai ốc 1 tỳ vào vành 2 (đã

vặn vào moayơ), kéo moayơ ra khỏi trục

Độ côn

Độ côn là tỉ số k=—“ =2igơ, tong đó d và

d` - đường kính lớn và đường kính nhỏ cửa côn

(h631a),mm; L-chiểu dài côn, mm [thường thì

L=(1-1,2)d]; œ - nửa góc ở tâm của côn

Độ đốc là tỉ số y= 4 = 1g =05K

Tương quan giữa œ, K và Y được trình bày

trên hình 632 Độ côn không ảnh hưởng đến mômen

được truyền nếu như sự siết được thực hiện không

xuất phát từ điểu kiện tạo độ dôi tính toán trong

mối ghép Độ côn giảm thì lực siết cần thiết cũng

giảm, còn xê dịch dọc trục dọc sẽ tăng lên; nếu độ

côn tăng - thì ngược lại

Khi lực siết không đổi, cùng với sự giảm độ

côn, độ dôi xuyên tâm và mômen xoắn được truyền

sẽ tăng lên, nhưng đồng thời các ứng suất trong trục

và moayơ cũng tăng lên

Khả năng chống trượt dọc trục của các mối ghép

côn có độ dôi không như nhau ở những hướng khác

nhau Nếu như tải trọng có hướng đối diện đỉnh côn

(mũi tên liền trên hình h631a) thì lực ma sát trên bể mặt

lắp ghép và lực thành phân phản kháng dọc trục của

lực nén đàn hồi trong chỉ tiết bị bao và của lực kéo

trong chỉ tiết bao sẽ ngăn cẩn trượt

Lực ma sát F=kmd,lf, trong đó k - áp lực trên

bể mặt lắp ghép; 1 và d,, - chiéu dai va đường kính

bể mặt lắp ghép (d,=~d); f - hệ số ma sát

Lực phản kháng dọc trục P ¿=krd, ltgœ, trong đó

œ - nửa góc ở đỉnh của côn

Lực toàn phân P'=F+P,=knd,lf+tgo) (177)

Chỉ có lực ma sát cẩn trở sự trượt ở hướng ngược

lại (mũi tên gạch gạch trên hình 631a) Lực phản kháng

đàn hổi, ngược lại, tạo khả năng trượt

Lực trượt khi đó sẽ là P"=F-Pd=kmd,lftgo) (178)

Rõ ràng lực P” tăng và lực P° giảm tỉ lệ thuận với k Nếu hệ số ma sát tăng, những

lực này cũng tăng

„PP

Để mối ghép hoạt động một cách chắc chắn, cân phải làm sao cho ứ số - gần

bằng 1 Điều kiện này được duy trì khi K<1:50 (với f=0,1, tỉ số P"/P'>0,8) Nếu k tăng, tỉ

số P”/Pˆ giảm (với f=0,! và k>1:20, tỉ số P”/P'<0,6) Khi K=1:10 va f cực tiểu = 0,5, lực

P*” sẽ bằng không (có nghĩa là phá vỡ điểu kiện tự hãm : K=2tgơ < 2f < 1:10) Khi K <

1:50, lực P” giảm không đáng kể.(Khi K=1:100, tỉ số P”/P' sẽ lớn hơn khoảng 10% so với

khi K=1:50) Đồng thời sự giảm K cồn gây ra một loạt hiện tượng xấu ~ tăng sự xê dich

dọc trục khi ép, tăng độ nhạy đối với sự quá tải bởi các lực P' Các độ còn được để cử cho

các mối ghép có độ đôi là K=1:50 + 1:30 (vùng gạch chéo trên hình 633), với những độ

côn đó tỉ số P”/P' =0,8+0,6 và giữ được trị số trung bình 0,5 ngay cả khi f=0,05

Các ống lót siết (xem hình 631đ,h) được tạo ra để giảm độ ống lót có độ côn

đưới 1:100

Khả năng chịu các lực hướng về phía đỉnh côn của các mối ghép siết lớn hơn đáng

kể và được quyết định bởi sức bên cắt của ren đai ốc siết Khi đó không có các hạn định

cho việc chọn góc côn Thông thường áp dụng độ côn K=1:20+1:10, đôi khi tới 1:5 để tăng khổ năng chịu tải đọc trục ở hướng từ đỉnh côn, giảm sự trượt dọc trục khi siết,

cũngnhư để đễ thực hiện các thao tác mài ra (đòi hỏi phải tháo lấp moayơ nhiêu lần)

Sự lắp ráp các mối ghép côn

Độ đôi tong các mối ghép côn được điều chỉnh bằng một trong những phương pháp sau đây: 1) ép bằng lực quy định;

2) ép trục bằng va đập định mức;

3) ép đủ khoảng cách xê dịch dọc trục h đã tính toán (độ đôi đọc trục);

4) lắp ráp nhiệt (làm nóng chỉ tiết bao hoặc làm lạnh chỉ tiết bị bao)

Phương pháp ép bằng lực tính toán (hình 634a) không đủ chính xác bởi lực ép phụ

thuộc vào hệ số ma sát mà có thể biến động lớn

Như thí nghiệm đã chứng minh, sự ép bằng va đập định mức - để khối nặng | roi từ

một độ cao nhất định cho ta những kết quả ổn định hơn Khối nặng và độ cao rơi xuống

được chọn theo cách thử nghiệm, bằng cách tăng lần lượt lực va đập cho đến khi có được khả năng chịu lực quy định

Phương pháp ép đủ khoảng xê dịch đã tính toán là chính xác nhất Moayơ được đặt

khít lên côn của trục, bằng tay hoặc bằng một lực nhỏ, sau đó ép đủ khoảng cách đã tính

Nhiệt độ nóng cần thiết r=102-Â + (180)

ad

Nhiệt độ lạnh ?=10 ` ft, (181) trong đó A - độ đôi đường kính cần thiết tm;

al

œ, và œ, — các hệ số giãn đài các vật liệu chí tiết bao và trục; t„ nhiệt độ trong xưởng

Khác với các mối ghép trụ có đôi mà trong đó nhiệt độ làm nóng (làm lạnh) chỉ ảnh

hưởng tới độ hở lắp ráp, nhưng không ảnh hưởng đến độ dôi cuối cùng, ở các mối ghép côn,

nhiệt độ này trực tiếp quyết định độ dôi Trong trường hợp này cần phải giữ chính xác nhiệt

độ lắp ráp, gây ra những khó khăn nhất định, đặc biệt là khi làm lạnh (do tính bạn chế trong

việc chọn các môi trường làm lạnh) Ngoài ra, sự thay đổi nhiệt độ khó mà tính được khi

chuyển các chỉ tiết đã làm nóng hoặc đã làm lạnh tới chỗ lắp ráp cũng ảnh hướng đến độ

chính xác của kết quả

Trong các mối siết, độ dôi được điều chỉnh theo cách vặn đai ốc bằng một mômen xoắn định mức hoặc (phương pháp chính xác hơn) bằng cách siết đủ khoảng cách xê dịch

moayơ đã tính toán trên trục,

Độ đôi dọc trục h được duy trì theo độ chênh lệch các dấu trên trục khi lắp ghép không độ hở đối với moayơ và sau khi siết hoặc bằng cách siết lên vai trục (h634,d) Để

điều hòa những sai lệch trong sắn xuất đối với các kích thước đường kính các côn của trục

và của lỗ (đã gây ra sự biến động đáng kể vị trí dọc trục của moayơ), giữa vai trục và moayơ, người ta bố trí các vành điều chỉnh 2 (h634đ)

Hình 634

Cách ép các mối ghép côn 4)

)

Độ dày các vành và khoảng cách định mức của vai trục tính từ mép moayơ phải

được chọn với mức dự phòng 1,5 bảo đảm sự tạo ra độ dôi trong những lần lắp ráp lại có tính đến khả năng mài rà lại mối ghép

Để dễ tháo, hợp lý nhất là đưa các bộ phận tháo vào các mối ghép siết

Thuận tiện nhất (nhưng không phải lúc nào cũng áp dụng được trong các điểu kiện khai thác) là hệ thống tháo bằng thủy lực (xem hình 763a) Khi đưa đầu theo hệ thống đường dẫn tới các bể mặt lắp ghép với áp lực 100-200 MPa, moayơ từ từ rời ra khỏi trục, đôi khi có

sự giật mạnh tương ứng sự chuyển tiếp từ ma sát tĩnh sang ma sát động

M, =10° 5 =5.10 “nda lkf (182) xi 2a] a] og] [els

Trong đó dtb — đường kính trung bình của côn, mm YG

(hinh 635); 1— chiéu dai hiệu dụng của mối ghép, mm; k — NS

ap luc trén mat lip ghép Mpa; f- hệ số ma sát S

Có thé thay tri sé d= d[1-(1/j)tgo] bing dung kinh

cực đại d của côn (xem hình 635) mà không có sai lệch lớn Hình 635 Sơ đồ tính toán

330

Mômen xoắn cực đại mà mối ghép truyền, được quyết định bởi ứng suất ép lún (œ] trên các mặt lắp ghép, cũng như bởi các ứng suất phát sinh trong trục và trong moayơ khi siết (thông thường ứng suất trong moayơ là ứng suất quyết định)

Trong bắng 25 đưa ra các trị số [Ø,] cho những vật liệu phổ biến nhất