Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần III: Các chi tiết máy đỡ nối - Chương X: Trục

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần III: Các chi tiết máy đỡ nối - Chương X: Trục

1. PHÁÖN III CAÏC CHI TIÃÚT MAÏY ÂÅÎ NÄÚI CHÆÅNG X TRUÛC 10.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu vaì phán loaûi truûc ƒ Truûc duìng âãø âåî caïc chi tiãút maïy quay (baïnh ràng, âéa xêch ), âãø truyãön momen xoàõn hoàûc âãø thæûc hiãûn caí hai nhiãûm vuû trãn. ƒ Theo âàûc âiãøm chëu læûc, phán thaình : + Truûc truyãön : væìa âåî caïc chi tiãút maïy quay væìa truyãön momen xoàõn ⇒ chëu caí momen uäún láùn momen xoàõn + Truûc tám : chè âåî chi tiãút maïy ⇒ chè chëu momen uäún ƒ Theo hçnh daûng âæåìng tám truûc, phán thaình (hçnh 10.1): + Truûc thàóng : âæåìng tám truûc laì âæåìng thàóng, loaûi naìy thäng duûng + Truûc khuyíu: âæåìng tám truûc laì âæåìng gáúp khuïc, duìng trong caïc maïy båm kiãøu pêttäng, âäüng cå âäút trong + Truûc mãöm : hçnh daûng âæåìng tám truûc coï thãø thay âäøi trong quaï trçnh chuyãøn âäüng, duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng vaì momen xoàõn giæîa caïc bäü pháûn maïy coï vë trê tæång âäúi thay âäøi khi laìm viãûc. a) Truûc trån c) Truûc khuyíu b) Truûc báûc Hçnh 10.1 d) Truûc mãöm ƒ Theo cáúu taûo, phán thaình : truûc trån (âæåìng kênh truûc khäng âäøi trãn suäút chiãöu daìi truûc), truûc báûc (coï daûng truû troìn, gäöm nhiãöu âoaûn truûc coï âæåìng kênh khaïc nhau), truûc âàûc, truûc räùng 2. Kãút cáúu vaì váût liãûu truûc a) Kãút cáúu truûc ƒ Kãút cáúu truûc âæåüc xaïc âënh dæûa trãn : + Trë säú vaì sæû phán bäú læûc taïc duûng lãn truûc Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 103
2. + Caïch bäú trê vaì cäú âënh caïc chi tiãút maïy trãn truûc + Phæång phaïp gia cäng, yãu cáöu vãö làõp gheïp v.v. ƒ Truûc thæåìng âæåüc chãú taûo dæåïi daûng truûc báûc. Truûc trån êt duìng vç khäng phuì håüp våïi âàûc âiãøm phán bäú æïng suáút khaïc nhau theo chiãöu daìi truûc vaì làõp gheïp khoï khàn. Khi cáön giaím khäúi læåüng, duìng truûc räùng (tuy nhiãn giaï thaình chãú taûo truûc räùng khaï âàõt). ƒ Truûc thæåìng bao gäöm caïc pháön chênh sau : baïnh ràng baûc chàûn gåì truûc äø làn näúi truûc raînh then thán truûc ngoîng truûc Hçnh 10.2 ¾ Ngoîng truûc : pháön tiãúp xuïc giæîa truûc vaì äø truûc. Âæåìng kênh ngoîng truûc chäù làõp våïi äø làn phaíi láúy theo giaï trë tiãu chuáøn : 8; 9; 10; 12; 15; 17; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65; ¾ Thán truûc : pháön truûc duìng âãø làõp caïc chi tiãút maïy quay (nhæ baïnh ràng, baïnh âai, âéa xêch, khåïp näúi ). Âæåìng kênh thán truûc nãn láúy theo daîy säú tiãu chuáøn âãø thuáûn låüi cho viãûc kiãøm tra kêch thæåïc :15 ; 16 ; 17 ;18 ; 19 ; 20 ; 21 ; 22 ; 24 ; 25 ; 26 ; 28 ; 30 ; 32 ; 34 ; 36 ; 38 ; 40 ; 42 ; 45 ; 48 ; 50 ; 52 ; 55 ; 60 ¾ Caïc âoaûn truûc chuyãøn tiãúp : pháön nàòm giæîa hai âoaûn truûc coï âæåìng kênh khaïc nhau. Caïc pháön truûc chuyãøn tiãúp coï thãø laì: + Raînh thoaït âaï maìi (hçnh 10.3a), tuy nhiãn raînh naìy laìm tàng táûp trung æïng suáút ⇒ chè duìng cho truûc chëu momen uäún nhoí. + Goïc læåün våïi baïn kênh khäng âäøi hay thay âäøi (hçnh 10.3b), giuïp giaím båït táûp trung æïng suáút vaì thæåìng âæåüc duìng åí caïc truûc chëu taíi låïn. Âãø giaím táûp trung æïng suáút åí caïc âoaûn truûc chuyãøn tiãúp, baïn kênh goïc læåün nãn láúy låïn nháút coï thãø âæåüc (goïc læåün trãn truûc phaíi nhoí hån goïc læåün hay caûnh vaït cuía chi tiãút maïy làõp trãn truûc, âãø chi tiãút maïy coï thãø tyì saït vaìo màût âënh vë cuía vai truûc). + Raînh giaím taíi (hçnh 10.3c) Hçnh 10.3 a) raînh thoaït âaï maìi (c) raînh giaím taíi (b) goïc læåün Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 104
3. ƒ Âãø cäú âënh caïc chi tiãút maïy trãn truûc : + Theo phæång tiãúp tuyãún (giæî cho chi tiãút maïy khäng quay tæång âäúi so våïi truûc) : duìng then, then hoa, truûc âënh hçnh; gheïp bàòng âäü däi + Theo phæång doüc truûc : duìng vai truûc, gåì truûc, baûc (hçnh 10.2), voìng haîm loì xo (hçnh 10.4a), vêt (hçnh 10.4b), màût cän + âai äúc (hçnh 10.4c), voìng chàûn + buläng (hçnh 10.4c), gheïp bàòng âäü däi §é c«n 1/10 vêt Hçnh 10.4c : Gheïp bàòng màût cän Hçnh 10.4b : Cäú âënh baïnh Hçnh 10.4a : Voìng haîm loì xo ràng trãn truûc bàòng vêt ƒ Biãûn phaïp náng cao âäü bãön moíi cuía truûc Truûc chëu æïng suáút thay âäøi ⇒ thæåìng hoíng do moíi. Vãút næït do moîi thæåìng xaíy ra åí chäù táûp trung æïng suáút (chäù thay âäøi âæåìng kênh truûc nhæ vai truûc, gåì truûc, chäù coï raînh then, raînh luìi âaï maìi, chäù gheïp bàòng âäü däi ) ⇒ Âãø náng cao sæïc bãön moíi cuía truûc : + Vãö màût kãút cáúu : Tàng baïn kênh goïc læåün åí chäù chuyãøn tiãúp giæîa hai báûc truûc; âæåìng kênh hai âoaûn truûc kãö nhau nãn chãnh lãûch nhau caìng êt caìng täút; vaït meïp läù trãn truûc. Âäúi våïi raînh then, duìng dao phay âéa thay vç duìng dao phay ngoïn âãø phay raînh then (hçnh 10.5a). Âäúi våïi mäúi gheïp coï âäü däi, chäù tiãúp xuïc giæîa moayå vaì truûc chëu táûp trung æïng suáút låïn ⇒ coï thãø vaït meïp hay tàng âäü mãöm cuía meïp moayå (laìm moíng moayå taûi pháön meïp - hçnh 10.5b). Lµm mÒm moay¬ + gãc l−în H7/k6 Φ Dao phay ngãn Dao phay ®Üa Hçnh 10.5a Hçnh 10.5b + Vãö màût cäng nghãû : Duìng caïc phæång phaïp nhæ làn neïn, phun bi âãø san phàóng caïc máúp mä bãö màût; tháúm than, tháúm xianua räöi täi âãø tàng âäü ràõn bãö màût; gia cäng nhàôn bãö màût truûc nhàòm laìm giaím caïc máúp mä. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 105
4. b) Váût liãûu truûc ƒ Yãu cáöu : Âäü bãön cao, êt nhaûy våïi táûp trung æïng suáút, coï thãø nhiãût luyãûn vaì dãù gia cäng ƒ Chuí yãúu duìng theïp caïcbon vaì theïp håüp kim : + Truûc chëu æïng suáút khäng låïn : theïp CT5 khäng nhiãût luyãûn + Khi yãu cáöu coï khaí nàng taíi tæång âäúi cao : theïp C35, C45, C50 nhiãût luyãûn (thæåìng hoïa). + Khi chëu æïng suáút låïn, laìm viãûc trong maïy quan troüng : theïp 40Cr, 40CrNi täi caíi thiãûn hay täi bãö màût bàòng doìng âiãûn cao táön. + Truûc quay nhanh, làõp äø træåüt, ngoîng truûc cáön coï âäü ràõn cao : theïp C20, 20Cr tháúm than räöi täi (⇒ tàng âäü chëu moìn). ƒ Thæåìng duìng phäi reìn hay phäi caïn âãø chãú taûo truûc, êt duìng phäi âuïc. 10.2. Phæång phaïp tênh toaïn thiãút kãú truûc 1. Caïc daûng hoíng chuí yãúu vaì chè tiãu tênh toaïn ƒ Pháön låïn caïc truûc, nháút laì caïc truûc åí maïy quay nhanh thæåìng bë gaîy hoíng vç moíi do taïc duûng cuía æïng suáút thay âäøi coï chu kyì ⇒ âäü bãön moíi cuía truûc laì chè tiãu quan troüng nháút vãö khaí nàng laìm viãûc cuía truûc ⇒ tênh toaïn truûc theo âäü bãön moíi. ƒ Khi truûc chëu quaï taíi âäüt ngäüt, chàóng haûn khi måí maïy, truûc coï thãø bë biãún daûng dæ quaï låïn hoàûc gaîy hoíng ⇒ cáön kiãøm nghiãûm truûc theo âäü bãön ténh. ƒ Âäü æïng uäún cuía truûc coï aính hæåíng âãún sæû laìm viãûc cuía caïc chi tiãút maïy quay vaì äø truûc. Vê duû khi truûc làõp baïnh ràng bë voîng nhiãöu ⇒ phaï hoíng sæû àn θ y khåïp chênh xaïc cuía càûp baïnh ràng ⇒ taíi troüng phán bäú khäng âãöu doüc theo bãö räüng vaình ràng. Khi goïc xoay cuía truûc taûi chäù äø truûc quaï låïn ⇒ laìm moìn veût meïp äø; laìm thay âäøi khe håí giæîa ngoîng truûc vaì loït äø, phaï huíy maìng dáöu bäi trån ma saït æåït trong äø træåüt Hçnh 10.6 (hçnh 10.6). Biãún daûng xoàõn cuía caïc âoaûn truûc trong caïc cå cáúu nhæ âáöu phán âäü maïy phay, aính hæåíng âãún âäü chênh xaïc cuía chi tiãút gia cäng. Biãún daûng xoàõn cuía truûc liãön baïnh ràng ⇒ tàng sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng trãn bãö räüng vaình ràng vaì giæîa caïc baïnh ràng Do váûy, bãn caûnh âäü bãön, cuîng cáön tênh toaïn truûc theo âäü cæïng uäún vaì âäü cæïng xoàõn. ƒ Âäúi våïi caïc truûc quay nhanh, truûc coìn coï thãø bë hoíng do dao âäüng ⇒ trong nhæîng træåìng håüp naìy, cuîng cáön kiãøm nghiãûm truûc vãö dao âäüng. 2. Tênh toaïn truûc vãö âäü bãön ƒ Chè tiãu quan troüng nháút âäúi våïi pháön låïn caïc truûc laì âäü bãön, ngoaìi ra laì âäü cæïng vaì âäúi våïi caïc truûc quay nhanh laì âäü äøn âënh dao âäüng. ƒ Tênh thiãút kãú truûc vãö âäü bãön bao gäöm caïc bæåïc sau âáy : choün váût liãûu truûc, xaïc âënh caïc æïng suáút cho pheïp; tênh så bäü âæåìng kênh truûc; tênh gáön âuïng âæåìng kênh caïc âoaûn truûc; kiãøm nghiãûm truûc vãö âäü bãön moíi (tênh chênh xaïc truûc), kiãøm nghiãûm truûc vãö quaï taíi. a) Tênh så bäü âæåìng kênh truûc Âãø tênh toaïn âäü bãön cuía truûc, cáön phaíi xaïc âënh momen xoàõn, momen uäún trãn caïc tiãút diãûn truûc. Tuy nhiãn, luïc âáöu chè biãút momen xoàõn taïc duûng lãn truûc, chæa biãút kêch thæåïc caïc pháön chuí yãúu cuía truûc (nhæ chiãöu daìi caïc âoaûn truûc ), nãn chæa thãø xaïc âënh âæåüc momen uäún ⇒ chæa thãø xaïc âënh Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 106
5. chênh xaïc âæåìng kênh caïc âoaûn truûc. Do váûy træåïc hãút phaíi dæûa vaìo momen xoàõn T hoàûc caïc cäng thæïc kinh nghiãûm âãø xaïc âënh så bäü âæåìng kênh truûc. ƒ Tênh theo momen xoàõn T TT[] Âiãöu kiãûn bãön vãö xoàõn : τ= ≈3 ≤ τ W0,2d0 T 9,55.106 N Suy ra : d ≥=3 3 [mm] 0, 2[]ττ 0, 2[] .n N : cäng suáút truyãön qua truûc [KW], n : säú voìng quay cuía truûc trong 1 phuït [voìng/phuït], [τ]: æïng suáút xoàõn cho pheïp. Våïi váût liãûu truûc laì theïp CT5, theïp 45, 40Cr coï thãø láúy [τ=] (15 ÷ 50)MPa , trë säú nhoí âäúi våïi truûc vaìo cuía häüp giaím täúc, trë säú låïn - truûc ra. ƒ Tênh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm + Âæåìng kênh âáöu vaìo cuía häüp giaím täúc näúi våïi âäüng cå âiãûn bàòng khåïp näúi : d(0,81,2)d=÷ dongco våïi dâäüngcå : âæåìng kênh truûc âäüng cå. + Âæåìng kênh truûc bë dáùn : d = (0,3÷0,35).a våïi a laì khoaíng caïch truûc. b) Tênh gáön âuïng âæåìng kênh caïc âoaûn truûc Tæì âæåìng kênh truûc så bäü, âënh så bäü kãút cáúu truûc, chiãöu daìi caïc âoaûn truûc , sau âoï tênh toaïn momen uäún trãn caïc tiãút diãûn truûc. Bæåïc tênh gáön âuïng truûc nhàòm xaïc âënh âæåìng kênh caïc âoaûn truûc dæûa trãn taïc duûng âäöng thåìi cuía momen uäún vaì momen xoàõn. Coï thãø tiãún haình theo caïc bæåïc sau âáy: ¾ Xaïc âënh taíi troüng taïc duûng lãn truûc Taíi troüng taïc duûng lãn truûc gäöm momen xoàõn; læûc taïc duûng khi àn khåïp trong bäü truyãön baïnh ràng, truûc vêt, baïnh vêt ; læûc càng âai, læûc càng xêch; læûc lãûch tám do sæû khäng âäöng truûc khi làõp hai næía khåïp näúi. Troüng læåüng baín thán truûc, læûc ma saït trong caïc äø truûc thæåìng âæåüc boí qua khi tênh toaïn. ƒ Læûc taïc duûng khi àn khåïp trong bäü truyãön baïnh ràng truû ràng nghiãng chàóng haûn, bao gäöm : læûc voìng Ft, læûc hæåïng tám Fr, læûc doüc truûc Fa, coi nhæ táûp trung taûi tám àn khåïp vaì âàût taûi âiãøm giæîa bãö räüng baïnh ràng. Khi dåìi vãö tám truûc, læûc Ft tæång âæång våïi mäüt læûc Ft âàût taûi tám truûc vaì momen xoàõn T; læûc Fa tæång âæång våïi mäüt læûc Fa âàût taûi tám truûc vaì momen uäún Mu. ƒ Âäúi våïi bäü truyãön âai/xêch, læûc taïc duûng Fr lãn truûc do læûc càng âai/xêch taûo nãn. Caïc læûc naìy âãöu laì læûc hæåïng tám, coï âiãøm âàût nàòm trãn âæåìng tám truûc, taûi âiãøm giæîa bãö räüng baïnh âai/âéa xêch, hæåïng tæì baïnh âai/xêch làõp trãn truûc âãún tám baïnh âai/xêch kia. F r Fr F r (I) (I) F t (I) Fa (I) a) Baïnh ràng truû ràng ngiãng b) Baïnh âai, baïnh xêch ƒ Khi duìng khåïp näúi, do Hsæçnhû khäng 10.7 âä: öngLæ ûctám taïc giæ duîaûng ca lãnïc tru truûc âæåûc üc näúi ⇒ trãn khåïp näúi xuáút hiãûn læûc hæåïng tám Fk , tênh gáön âuïng theo cäng thæïc : F(0,20,3).Fkt≈ ÷ våïi Ft laì læûc voìng trãn khåïp näúi Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 107
6. 2T Ft = , T : momen xoàõn, D1 : âæåìng kênh voìng troìn qua tám caïc chäút nãúu duìng näúi truûc chäút âaìn D1 häöi. Læûc Fk coï âiãøm âàût nàòm trãn âæåìng tám truûc, phæång chiãöu báút kyì phuû thuäüc sai säú ngáùu nhiãn khi làõp gheïp khåïp näúi, nhæng trong så âäö tênh toaïn, nãn choün phæång chiãöu nhæ thãú naìo âãø læûc Fk laìm tàng æïng suáút vaì biãún daûng do læûc voìng cuía caïc chi tiãút quay khaïc làõp trãn truûc gáy nãn. Ft FBy FAy y FK FBx FAx z a b c O x Mux M uy T Hçnh 10.8: Vê duû vãö så âäö tênh vaì biãøu âäö mämen ¾ Xaïc âënh chiãöu daìi caïc âoaûn truûc, vë trê âiãøm âàût caïc læûc taïc duûng lãn truûc, vë trê âiãøm âàût caïc læûc taûi caïc äø truûc. + Dæûa trãn âæåìng kênh truûc så bäü ⇒ tiãún haình âënh så bäü kãút cáúu truûc. Khi xaïc âënh âæåìng kênh caïc âoaûn truûc, cáön dæûa vaìo caïc yãu cáöu vãö làõp gheïp : thaïo làõp thuáûn tiãûn; yãu cáöu vãö cäng nghãû : thuáûn tiãûn khi gia cäng; yãu cáöu vãö cäú âënh vaì âënh vë caïc chi tiãút maïy trãn truûc + Tæì âæåìng kênh chäù làõp äø truûc ⇒ tra säø tay äø làn âãø tçm chiãöu räüng äø làn hay xaïc âënh chiãöu daìi äø træåüt. Dæûa vaìo âæåìng kênh truûc chäù làõp baïnh ràng, baïnh vêt, baïnh xêch, baïnh âai, khåïp näúi ⇒ xaïc âënh chiãöu daìi moayå cuía caïc chi tiãút maïy noïi trãn. + Dæûa vaìo så âäö âäüng cuía truûc vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuû thãø, chiãöu daìi moayå cuía caïc chi tiãút quay, chiãöu räüng äø, khe håí cáön thiãút vaì mäüt säú yãúu täú khaïc âãø xaïc âënh chiãöu daìi caïc âoaûn truûc. + Xaïc âënh vë trê âiãøm âàût caïc læûc taïc duûng lãn truûc, vë trê âiãøm âàût caïc læûc taûi äø truûc. ¾ Láûp så âäö tênh toaïn truûc Truûc âæåüc xem nhæ mäüt dáöm âàût trãn caïc gäúi tæûa laì caïc äø truûc (hçnh 10.8). ¾ Tênh phaín læûc taïc duûng taûi caïc gäúi âåî trong màût phàóng zOy vaì zOx. Veî biãøu âäö momen uäún Muy vaì Mux trong caïc màût phàóng zOy vaì zOx. Veî biãøu âäö momen xoàõn T ¾ Tênh momen uäún täøng Mu vaì momen tæång âæång Mtd taûi caïc tiãút diãûn nguy hiãøm 22 MMMuuxuy=+ 22 MM0,75Ttd=+ u [Nmm] Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 108
7. ¾ Tênh âæåìng kênh truûc taûi caïc tiãút diãûn noïi trãn M td Ta coï : d ≥ 3 0,1.[]σ Våïi []σ : æïng suáút cho pheïp cuía theïp laìm truûc (tra baíng trong caïc säø tay thiãút kãú). ¾ Âënh kãút cáúu truûc Dæûa theo âæåìng kênh cuía caïc tiãút diãûn truûc væìa tênh âæåüc vaì chiãöu daìi caïc âoaûn truûc tæång æïng, âäöng thåìi chuï yï âãún yãu cáöu vãö làõp gheïp (thaïo làõp thuáûn tiãûn, khäng laìm hoíng caïc bãö màût truûc) vaì yãu cáöu cäng nghãû (baío âaím âäü chênh xaïc vaì thuáûn tiãûn khi gia cäng), yãu cáöu vãö cäú âënh vaì âënh vë caïc chi tiãút maïy trãn truûc, âãø xaïc âënh âáöy âuí kãút cáúu truûc. c) Kiãøm nghiãûm truûc vãö âäü bãön moíi (tênh chênh xaïc truûc) ƒ Trãn âáy, khi xaïc âënh âæåìng kênh truûc, chæa xeït âãún mäüt säú yãúu täú aính hæåíng âãún âäü bãön moíi cuía truûc nhæ âàûc tênh thay âäøi cuía chu kyì æïng suáút, caïc yãúu täú gáy táûp trung æïng suáút, yãúu täú kêch thæåïc, cháút læåüng bãö màût .v.v Vç váûy sau khi âënh kãút cáúu truûc, cáön kiãøm nghiãûm truûc vãö âäü bãön moíi coï xeït âãún caïc yãúu täú aính hæåíng nãu trãn. ƒ Kãút cáúu truûc væìa thiãút kãú baío âaím âäü bãön moíi nãúu hãû säú an toaìn taûi caïc tiãút diãûn nguy hiãøm thoía maîn âiãöu kiãûn : s.s ss=≥στ [] (10.1) 22 ssστ+ Trong âoï : []s1,52=÷ : hãû säú an toaìn cho pheïp. Khi cáön tàng âäü cæïng truûc, láúy [s] = 2,5÷3 vaì khäng cáön kiãøm tra âäü cæïng cuía truûc. σ−1 sσ : hãû säú an toaìn chè xeït riãng æïng suáút uäún : sσ = kσ σam+ψσ σ βε. σ τ−1 sτ : hãû säú an toaìn chè xeït riãng æïng suáút xoàõn : sτ = kτ τam+ψτ τ βε. τ Våïi : στ−−11; : giåïi haûn moíi uäún vaì moíi xoàõn trong chu trçnh âäúi xæïng cuía máùu nhàôn coï âæåìng kênh 7÷10mm στaa; : biãn âäü æïng suáút uäún vaì æïng suáút xoàõn trong tiãút diãûn cuía truûc στmm; : æïng suáút uäún vaì æïng suáút xoàõn trung bçnh ψψστ; : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía æïng suáút trung bçnh âãún âäü bãön moíi εεστ; : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía kêch thæåïc tiãút diãûn truûc âãún âäü bãön moíi k;kστ: hãû säú táûp trung æïng suáút thæûc tãú khi uäún vaì khi xoàõn β : hãû säú tàng bãön bãö màût ƒ Nãúu khäng thoía maîn âiãöu kiãûn (10.1) coï thãø : + Tàng âæåìng kênh truûc hoàûc choün váût liãûu coï âäü bãön cao hån. + Tçm caïc biãûn phaïp giaím táûp trung æïng suáút (vê duû, duìng dao phay âéa thay vç duìng dao phay ngoïn âãø phay raînh then, tàng baïn kênh goïc læåün) hoàûc duìng caïc biãûn phaïp tàng bãön bãö màût. ƒ Caïch xaïc âënh æïng suáút trong caïc tiãút diãûn truûc Dæåïi taïc duûng cuía momen uäún Mu vaì momen xoàõn T, trong caïc tiãút diãûn truûc xuáút hiãûn æïng suáút xoàõn τ vaì æïng suáút uäún σu (boí qua æïng suáút keïo hoàûc neïn do læûc doüc truûc sinh ra). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 109
8. ¾ ÆÏng suáút uäún trãn truûc thay âäøi theo chu trçnh âäúi xæïng : Mu σ=m 0 ; σ=σamax = Wu våïi : Wu : momen chäúng uäún cuía tiãút diãûn truûc. πd3 Truûc âàûc, tiãút diãûn troìn, âæåìng kênh d : W = u 32 ¾ ÆÏng suáút xoàõn trãn truûc thay âäøi theo : + Chu trçnh maûch âäüng nãúu truûc quay mäüt chiãöu : τmax T τ=τ=ma = 22W0 våïi : W0 : momen chäúng xoàõn cuía tiãút diãûn truûc. πd3 Truûc âàûc, tiãút diãûn troìn, âæåìng kênh d : W = 0 16 + Chu trçnh âäúi xæïng nãúu truûc quay hai chiãöu : T τ=mamax0; τ=τ= W0 d) Kiãøm nghiãûm truûc vãö âäü bãön quaï taíi Âiãöu kiãûn bãön khi chëu quaï taíi : σ=σ+τ≤σ223 td u []qt (theo thuyãút bãön thãú nàng biãún âäøi hçnh daïng) Mqt Tqt Våïi : σ=u vaì : τ= Wu W0 33 Truûc tiãút diãûn troìn, âæåìng kênh d : W0,1d;W0,2du0== σ , T : momen uäún vaì momen xoàõn quaï taíi taûi tiãút diãûn nguy hiãøm [ ]qt qt 3. Tênh truûc vãö âäü cæïng a) Tênh âäü cæïng uäún Âiãöu kiãûn baío âaím âäü cæïng uäún cuía truûc : ff≤ [ ]; ϕ ≤ϕ[ ] Våïi : f, ϕ : âäü voîng, goïc xoay cuía tiãút diãûn truûc; [f], [ϕ]: âäü voîng, goïc xoay cho pheïp b) Tênh âäü cæïng xoàõn Âiãöu kiãûn baío âaím âäü cæïng xoàõn cuía truûc: θ ≤θ[ ] Våïi : θ : goïc xoàõn cuía truûc; [θ]: goïc xoàõn cho pheïp. Caïc giaï trë cuía f, ϕ vaì θ âæåüc âënh theo phæång phaïp cuía män hoüc Sæïc bãön váût liãûu. 4. Tênh toaïn truûc vãö dao âäüng ƒ Khi truûc laìm viãûc, dao âäüng xuáút hiãûn do sæû thay âäøi coï chu kyì cuía taíi troüng, do sæû khäng cán bàòng cuía caïc khäúi læåüng quay (⇒ gáy ra læûc quaïn tênh ly tám). Truûc coï thãø dao âäüng ngang, dao âäüng doüc, dao âäüng xoàõn. ƒ Âäúi våïi pháön låïn caïc truûc quay nhanh, læûc kêch thêch chuí yãúu laì læûc ly tám do caïc chi tiãút maïy quay máút cán bàòng gáy ra. Táön säú dao âäüng cuía læûc ly tám bàòng táön säú quay cuía truûc. Khi táön säú quay cuía truûc bàòng hoàûc bàòng bäüi säú cuía táön säú dao âäüng riãng cuía truûc thç xaíy ra hiãûn tæåüng cäüng hæåíng. Váûn täúc goïc cuía truûc khi xaíy ra cäüng hæåíng goüi laì váûn täúc goïc tåïi haûn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 110
9. Âãø traïnh cäüng hæåíng, thæåìng cho truûc laìm viãûc tháúp hån hay cao hån váûn täúc goïc tåïi haûn. ƒ Tênh toaïn truûc vãö dao âäüng laì mäüt baìi toaïn phæïc taûp. ÅÍ âáy chè xeït baìi toaïn âån giaín vãö dao âäüng ngang cuía truûc do læûc ly tám gáy nãn. Xeït mäüt truûc coï làõp mäüt âéa coï khäúi læåüng m, troüng tám cuía âéa nàòm caïch âæåìng tám truûc mäüt khoaíng e vaì âéa âàût caïch âãöu hai äø truûc. Boí qua aính hæåíng cuía khäúi læåüng truûc. Khi truûc quay âãöu våïi váûn täúc goïc ω, læûc ly tám Q taïc duûng lãn truûc laìm truûc bë voîng mäüt læåüng y. Ta coï : Qm(ye)=ω2 + (10.2) l Ql3 Trong âoï : y = 48EJ Våïi J : momen quaïn tênh cuía tiãút diãûn truûc, l : khoaíng caïch hai e gäúi âåî truûc, E : mäâun âaìn häöi. 48EJ Suy ra : Q.yCy== (10.3) Q l3 48EJ Våïi C = 3 laì læûc gáy nãn âäü voîng bàòng mäüt âån vë. l y Tæì (10.2) vaì (10.3), suy ra : m(ye)Cyω+=2 e e ⇒ y = (10.4) C −1 mω2 Hçnh 10.8 C Tæì (10.4), ta tháúy : khi ω tàng thç y tàng. Khi ω= thç y → ∞ , khi âoï xaíy ra hiãûn tæåüng cäüng m C hæåíng, truûc seî bë phaï hoíng. Váûn täúc goïc tåïi haûn cuía truûc : ω= . th m 60 30 C Säú voìng quay tåïi haûn cuía truûc trong mäüt phuït : n =ω= th2mππ th G Gmg Nãúu goüi yt laì âäü voîng ténh do troüng læåüng G = m.g cuía truûc gáy ra thç yt = ⇒ C == . C yytt 30 g Tæì âoï suy ra : n th = (10.5) π yt Nhæ váûy âãø traïnh cäüng hæåíng laìm hoíng truûc, váûn täúc quay cuía truûc khi laìm viãûc äøn âënh phaíi nhoí hån hay låïn hån váûn täúc tåïi haûn. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 111