Bài giảng Chi tiết máy - Chương 8: Trục - Nguyễn Văn Thạnh

10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 1 CHƯƠNG 8 TRỤC 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 2 8.1 KHAÙI NIEÄM CHUNG 8.1.1. ÑÒNH NGHÓA Truïc laø chi tieát maùy duøng ñeå ñôõ caùc tieát maùy quay, ñeå truyeàn moâmen xoaén hoaëc caû hai nhieäm vuï treân. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 3 8.1.2.PHAÂN LOAÏI a) Theo ñaëc ñieåm chòu taûi - Truïc taâm: chæ chòu moâmen uoán, duøng ñeå ñôõ caùc tieát maùy, coù theå quay hoaëc khoâng quay vôùi tieát maùy laép noùi treân. - Truïc truyeàn: vöøa chòu moâmen uoán (ñôõ caùc tieát maùy quay) vöøa truyeàn moâmen xoaén treân truïc. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 4 b) Theo hình daïng ñöôøng taâm truïc - Truïc khuyûu: bieán chuyeån ñoäng quay thaønh chuyeån ñoäng tònh tieán vaø ngöôïc laïi. - Truïc thaúng: coù ñöôøng taâm truïc laø moät ñöôøng thaúng. - Truïc meàm: truïc coù hình daïng ñöôøng taâm truïc thay ñoåi vôùi ñoä uoán cong truïc khaù lôùn. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 5 c) Theo caáu taïo truïc thaúng phaân ra: - Truïc trôn: coù ñöôøng kính khoâng thay ñoåi suoát chieàu daøi truïc. - Truïc baäc: goàm nhieàu ñoaïn coù ñöôøng kính khaùc nhau. - Truïc ñaëc vaø truïc roãng 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 6 8.2. KEÁT CAÁU TRUÏC Truïc thöôøng ñöôïc cheá taïo ôû daïng truï troøn goàm nhieàu ñoaïn coù ñöôøng kính khaùc nhau ( truïc baäc), keát caáu truïc ñôn giaûn bao goàm: - Ngoõng truïc A: phaàn truïc tieáp xuùc vôùi oå truïc (oå tröôït hoaëc oå laên). Đöôøng kính ngoõng truïc thöôøng ñöôïc tieâuâ chuaån hoùa theo ñöôøng kính trong cuûa oå laên: 12, 15, 17, 20, 25, 30, 35, 40, 45...; - Thaân truïc B: phaàn truïc ñeå laép caùc chi tieát maùy quay nhö baùnh ñai, baùnh raêng, ñóa xích, khôùp noái... . Đöôøng kính thaân truïc caàn laáy theo tieâuâ chuaån trong daõy soá sau: 10; 10,5; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 50; 52; 55; 60; 63; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130; 140; 150; 160. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 7 - Caùc beà maët chuyeån tieáp: phaàn truïc naèm giöõa hai ñoaïn truïc, ñeå coá ñònh truïc theo phöông doïc truïc nhö: vai truïc (maët ñònh vò vaø goùc löôïn); maët coân; baïc; vít vaø ñai oác. Ñöôøng kính caùc beà maët chuyeån tieáp khoâng caàn laáy theo tieâu chuaån. Keát caáu truïc laø hôïp lyù khi ñöôøng kính caùc ñoaïn truïc phuø hôïp vôùi söï thay ñoåi cuûa taûi troïng, thuaän tieän cho laép gheùp caùc chi tieát leân truïc ñoàng thôøi thuaän tieän cho vieäc gia coâng ñaït ñoä chính xaùc caàn thieát. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 8 8.2.2. CAÙC BIEÄN PHAÙP NAÂNG CAO SÖÙC BEÀN MOÛI CUÛA TRUÏC • Vì truïc chòu öùng suaát thay ñoåi cho neân thöôøng bò hoûng do moûi, ñeå naâng cao söùc beàn moûi cuûa truïc, giaûm söï taäp trung öùng suaát ngoaøi nhöõng bieän phaùp veà coâng ngheä nhö phun bi, laên neùn, toâi... , ----> Khi ñònh keát caáu truïc caàn chuù yù caùc bieän phaùp laøm giaûm taäp trung öùng suaát taïi caùc choã laép chi tieát maùy: 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 9 1) Laøm daøy phaàn truïc choã laép mayô (taêng ñoä beàn moûi leân 1,3...1,5 laàn). 2) Vaùt meùp mayô. 3) Laøm moûng beà daøy mayô. 4) Laøm raõnh giaûm taûi (taêng ñoä beàn moûi leânâ 1,...1,25 laàn). 5) Duøng oáng loùt hay roùt vaøo mayô vaät lieäu coù tính ñaøn hoài thaáp. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 10 1) Raõnh thoaùt ñaù maøi. 2) Goùc löôïn coù baùn kính coá ñònh. 3) Voøng caùch trung gian. 4) Goùc löôïn khoeùt vaøo beân trong coù daïng elíp. 5) Hình daïng caùc goùc löôïn toái öu khi caùc traïng thaùi öùng suaát khaùc nhau. 6) Raõnh giaûm taûi. 7) Khoeùt loã treân ñoaïn truïc coù ñöôøng kính lôùn hôn. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 11 ÔÛ nhöõng nôi söû duïng caùc moái gheùp nhö then, then hoa... coù theå taêng söùc beàn moûi baèng caùc phöông phaùp nhö: 1) Söû duïng kieåu gheùp then hoa thaân khai (vì coù chieàu daøy ñaùy lôùn nhaát trong caùc loaïi then hoa). 2) Ñöôøng kính trong cuûa moái gheùp then baèng chieàu daøy truïc, ôû beà maët beân caïnh hoaëc taïi nhöõng choã tieáp xuùc taïi ñaàu moái gheùp vôùi truïc phaûi laøm goùc löôïn ñeå ôû nhöõng choã ñoù coù söï taäp trung öùng suaát nhoû nhaát. 3) Raõnh then neân ñöôïc cheá taïo baêng dao phay ñóa nhö vaäy ñoaïn cuoái then ñöôïc vaùt thaønh cung troøn ñeå giaûm taäp trung öùng suaát. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 12 8.3. VAÄT LIEÄU CHEÁ TAÏO TRUÏC Vaät lieäu truïc vaø phöông phaùp nhieät luyeän ñöôïc löïa choïn theo nhöõng tieâu chuaån veà khaû naêng laøm vieäc cuûa truïc, thöôøng duøng theùp caùc bon vaø theùp hôïp kim vì chuùng coù cô tính cao, coù khaû naêng taêng beàn vaø deã gia coâng. Phoâi truïc coù ñöôøng kính nhoû hôn 150mm duøng phoâi caùn, lôùn hôn 150mm vaø truïc ñònh hình duøng phoâi reøn, hieám khi duøng phoâi ñuùc. - Ña soá caùc truïc duøng theùp caùc bon vaø theùp hôïp kim 45, 40Cr nhieät luyeän. - Ñoái vôùi truïc chòu öùng suaát lôùn vaø truïc söû duïng trong caùc maùy moùc quan troïng duøng theùp hôïp kim: 40CrNi, 40CrNiMoA, 30CrMnTi, 30CrMnSiA... Truïc cheá taïo töø caùc loaïi theùp naøy thöôøng ñöôïc toâi caûi thieään, toâi roài ram ôû nhieät ñoä cao... 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 13 - Ñoái vôùc caùc truïc quay nhanh vaø oå truïc laø oå tröôït thì ñoøi hoûi ngoõng truïc phaûi coù ñoä raén cao, thöôøng ñöôïc cheá taïo töø theùpthaám carbon nhö 20Cr, 12CrNi3A, 18CrMnTi... - Ñeå cheá taïo caùc truïc ñònh hình (nhö truïc khuyûu) coù caùc maët bích vaø loã lôùn, nhöõng truïc naëng ngöôøi ta söû duïng gang chòu beàn cao (grafit daïng caàu) vaø gang bieán tính. Caùc truïc sau khi tieän phaûi maøi caùc beà maët laép, caùc ñaàu truïc phaûi vaùt meùp ñeå deã daøng laép gheùp. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 14 8.4. CAÙC DAÏNG HOÛNG VAØ CHÆ TIEÂU TÍNH TOAÙÙN TRUÏC 8.4.1. CAÙC DAÏNG HOÛNG Caùc daïng hoûng chuû yeáu cuûa truïc bao goàm gaõy truïc, moøn truïc, khoâng ñuû ñoä cöùng... Gaõy truïc: do quaù taûi hay do nhöõng nguyeân nhaân sau: - Thöôøng xuyeân laøm vieäc quaù taûi do ñaùnh giaù khoâng ñuùng ñaëc ñieåm vaø trò soá cuûa taûi troïng trong tính toaùn. - Khoâng ñaùng giaù ñuùng aûnh höôûng cuûa söï taäp trung öùng suaát do keát caáu truïc gaây neân. - Coù söï taäp trung öùng suaát lôùn do chaát löôïng cheá taïo xaáu - Söû duïng vaø laép raùp khoâng ñuùng kyõ thuaät hoaëc laép khoâng ñuùng kieåu laép gheùp Moøn truïc: ñoái vôùi ngoõng truïc laép oå tröôït khi tính toaùn, söû duïng sai yeâu caàu kyõ thuaät thì maøng daàu boâi trôn khoâng hình thaønh ñöôïc sinh ra ma saùt treân beà maët laøm vieäc, ngoõng truïc bò moøn nhanh, truïc coù theå bò dính , xöôùc vaø maát khaû naêng laøm vieäc. Truïïc khoâng ñuû ñoä cöùng: truïc bò bieán daïng aûnh höôûng ñeán khaû naêng laøm vieäc cuûa caùc tieát maùy. Ngoaøi ra truïc coøn coù theå hoûng do bieán daïng xoaén hay do dao ñoäng. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 15 8.4.2. CHÆ TIEÂU TÍNH • Chæ tieâu quan troïng nhaát veà khaû naêng laøm vieäc cuûa truïc laø ñoä beàn, Ngoaøi ra: - Ñeå chi tieát maùy laøm vieäc ñöôïc bình thöôøng ta phaûi tính chuùng theo ñoä cöùng, - Ñoái vôùi truïc quay nhanh ta coøn phaûi tính toaùn truïc theo ñoä oån ñònh dao ñoäng. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 16 8.5. TÍNH TOAÙN TRUÏC THEO CHÆ TIEÂU ÑOÄ BEÀN: • Tính toaùn truïc theo 3 böôùc: – Tính sô boä, – Tính chính xác, – Kieåm nghieäm söùc beàn moûi theo heä soá an toaøn. 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 17 8.5.1 Tính sơ bộ: 8.5.2 Tính chính xác: 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 18 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 19 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 20 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 21 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 22 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 23 8.5.2 Tính kiểm nghiệm: 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 24 8.6. TÍNH TOÁN TRỤC THEO CHỈ TIÊU ĐỘ CỨNG: 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 25 8.7. TRÌNH TỰ TÍNH THIẾT KẾ TOÁN TRỤC 10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 26 HẾT CHƯƠNG 8