Cơ học máy - Chương 13: Trục

1Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
Chương 13 TRỤC
1. Khái niệm chung
Công dụng: trục dùng để truyền mômen xoắn và đỡ các chi tiết máy quay
Phân loại theo khả năng chịu lực: trục truyền, trục tâm
Phân loại theo hình dạng đường tâm: trục thẳng,trục khuỷu, trục mềm
Phân loại theo cấu tạo trục thẳng: trục trơn, trục bậc, trục rỗng
2. Kết cấu trục
Trục có 3 phần chính
• Thân trục (đường kính tiêu chuẩn trang 344)
• Ngõng trục (đường kính tiêu chuẩn theo ổ trục)
• Vai trục
Ngoài ra trên trục còn có phần phụ như ren trên
trục, ren lỗ, góc lượn, góc vát, rãnh giảm tập
trung ứng suất, rãnh dẫn dầu .
23. Vật liệu chế tạo trục
• Thép cácbon hàm lượng trung bình như thép 40, 45 được dùng phổ biến
nhất
• Thép cácbon hàm lượng thấp như thép 15, 20 thường dùng khi thấm
than cho trục
• Thép hợp kim như 40Cr, 30CrMnTi dùng cho các trục yêu cầu chất
lượng cao
4. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính
• Gãy trục do quá tải hay do mõi uốn
• Trục không đủ độ cứng gây biến dạng qúa mức cho phép
Do đó trục được tính theo chỉ tiêu sức bền và chỉ tiêu độ cứng
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
35. Tính trục theo chỉ tiêu độ bền
3 bước tính trục
5.1 Tính sơ bộ
Tính đường kính sơ bộ của trục chỉ theo mômen xoắn
Thường dưa vào kinh nghiệm để chọn đường kính sơ bộ
5.2 Tính chính xác
Qua các bước tính sau để xác định đường kính chính xác của trục dựa
vào cả mômen uốn và xoắn
1. Phác thảo sơ đồ trục
3
][
5
τ
Tdsb ≥
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
42. Đặt lực tác động lên trục
3. Thay trục bằng 1 dầm sức bền tĩnh định
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
54. Giải phóng liên kết, tính phản lực gối tựa
Sử dụng các phương trình cân bằng lực và mômen để xác định các
phản lực tại các gối tựa
Phương trình cân bằng mômen quanh điểm A trong mặt phẳng đứng
Phương trình cân bằng lực theo phương y
Trong mặt phẳng ngang
Phương trình cân bằng mômen quanh điểm A trong mặt phẳng ngang
Phương trình cân bằng lực theo phương x
0)2()( 2211 =+++++−−=∑ BYRRAX RbaFbaMaFMM
∑ =−−+−=↓ 021 BYRRAYY RFFRF
0)2()( 21 =+++−−=∑ BXTTAY RbaFbaaFM
∑ =−++−=↓ 021 BXTTAXX RFFRF
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
65. Vẽ các biểu đồ nội lực : 
biểu đồ mômen trong mặt phẳng đứng
biểu đồ mômen trong mặt phẳng ngang
biểu đồ mômen xoắn.
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
76. Xác định mômen tương đương và đường kính trục tại tiết diện nguy
hiểm
7. Vẽ kết cấu trục
222 75.0 TMMM yxtd ++=
3
][1.0 σ
tdMd ≥
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
85.3 Tính kiểm nghiệm
Mục đích của bước tính này là kiểm nghiệm các yếu tố ảnh hưởng đến
sức bền mõi của trục
Hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất pháp
Hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất tiếp
][
22
s
ss
ss
s ≥
+
=
τσ
τσ
m
aK
s
σψβε
σ
σ
σ
σ
σσ +
= −1
m
aK
s
τψβε
τ
τ
τ
τ
ττ +
= −1
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
96. Tính trục theo độ cứng
Điều kiện bền
Độ võng
Góc xoay
Góc xoắn
Các giá trị độ võng, góc xoay, góc xoắn tính theo giáo trình SBVL
][ ff ≤
][θθ ≤
][ϕϕ ≤
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
10
7. Trình tự thiết kế
1. Chọn vật liệu
2. Xác định lực tác động lên trục
3. Xác định kích thước chiều dài trục
4. Tính chính xác trục theo chỉ tiêu sức bền
5. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
6. Vẽ kết cấu trục
7. Kiểm tra độ cứng trục cho các trục quan trọng
HẾT CHƯƠNG 13
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng