Bài giảng Thiết kế máy: Chương X- Trục

Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 103 PHÁƯN III CẠC CHI TIÃÚT MẠY ÂÅỴ NÄÚI CHỈÅNG X TRỦC 10.1. Khại niãûm chung 1. Giåïi thiãûu vaì phán loải trủc ƒ Trủc duìng âãø âåỵ cạc chi tiãút mạy quay (bạnh ràng, âéa xêch..), âãø truyãưn momen xồõn hồûc âãø thỉûc hiãûn caí hai nhiãûm vủ trãn. ƒ Theo âàûc âiãøm chëu lỉûc, phán thaình : + Trủc truyãưn : vỉìa âåỵ cạc chi tiãút mạy quay vỉìa truyãưn momen xồõn ⇒ chëu caí momen uäún láùn momen xồõn + Trủc tám : chè âåỵ chi tiãút mạy ⇒ chè chëu momen uäún ƒ Theo hçnh dảng âỉåìng tám trủc, phán thaình (hçnh 10.1): + Trủc thàĩng : âỉåìng tám trủc laì âỉåìng thàĩng, loải naìy thäng dủng + Trủc khuyíu: âỉåìng tám trủc laì âỉåìng gáúp khục, duìng trong cạc mạy båm kiãøu pêttäng, âäüng cå âäút trong... + Trủc mãưm : hçnh dảng âỉåìng tám trủc cọ thãø thay âäøi trong quạ trçnh chuyãøn âäüng, duìng âãø truyãưn chuyãøn âäüng vaì momen xồõn giỉỵa cạc bäü pháûn mạy cọ vë trê tỉång âäúi thay âäøi khi laìm viãûc. ƒ Theo cáúu tảo, phán thaình : trủc trån (âỉåìng kênh trủc khäng âäøi trãn suäút chiãưu daìi trủc), trủc báûc (cọ dảng trủ troìn, gäưm nhiãưu âoản trủc cọ âỉåìng kênh khạc nhau), trủc âàûc, trủc räùng 2. Kãút cáúu vaì váût liãûu trủc a) Kãút cáúu trủc ƒ Kãút cáúu trủc âỉåüc xạc âënh dỉûa trãn : + Trë säú vaì sỉû phán bäú lỉûc tạc dủng lãn trủc a) Trủc trån b) Trủc báûc c) Trủc khuyíuHçnh 10.1 d) Trủc mãưm Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 104 + Cạch bäú trê vaì cäú âënh cạc chi tiãút mạy trãn trủc + Phỉång phạp gia cäng, yãu cáưu vãư làõp ghẹp v.v. ƒ Trủc thỉåìng âỉåüc chãú tảo dỉåïi dảng trủc báûc. Trủc trån êt duìng vç khäng phuì håüp våïi âàûc âiãøm phán bäú ỉïng suáút khạc nhau theo chiãưu daìi trủc vaì làõp ghẹp khọ khàn. Khi cáưn giaím khäúi lỉåüng, duìng trủc räùng (tuy nhiãn giạ thaình chãú tảo trủc räùng khạ âàõt). ƒ Trủc thỉåìng bao gäưm cạc pháưn chênh sau : ¾ Ngoỵng trủc : pháưn tiãúp xục giỉỵa trủc vaì äø trủc. Âỉåìng kênh ngoỵng trủc chäù làõp våïi äø làn phaíi láúy theo giạ trë tiãu chuáøn : 8; 9; 10; 12; 15; 17; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65;... ¾ Thán trủc : pháưn trủc duìng âãø làõp cạc chi tiãút mạy quay (nhỉ bạnh ràng, bạnh âai, âéa xêch, khåïïp näúi...). Âỉåìng kênh thán trủc nãn láúy theo daỵy säú tiãu chuáøn âãø thuáûn låüi cho viãûc kiãøm tra kêch thỉåïc :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 Cạc âoản trủc chuyãøn tiãúp : pháưn nàịm giỉỵa hai âoản trủc cọ âỉåìng kênh khạc nhau. Cạc pháưn trủc chuyãøn tiãúp cọ thãø laì: + Raỵnh thoạt âạ maìi (hçnh 10.3a), tuy nhiãn raỵnh naìy laìm tàng táûp trung ỉïng suáút ⇒ chè duìng cho trủc chëu momen uäún nhoí. + Gọc lỉåün våïi bạn kênh khäng âäøi hay thay âäøi (hçnh 10.3b), giụp giaím båït táûp trung ỉïng suáút vaì thỉåìng âỉåüc duìng åí cạc trủc chëu taíi låïn. Âãø giaím táûp trung ỉïng suáút åí cạc âoản trủc chuyãøn tiãúp, bạn kênh gọc lỉåün nãn láúy låïn nháút cọ thãø âỉåüc (gọc lỉåün trãn trủc phaíi nhoí hån gọc lỉåün hay cảnh vạt cuía chi tiãút mạy làõp trãn trủc, âãø chi tiãút mạy cọ thãø tyì sạt vaìo màût âënh vë cuía vai trủc). + Raỵnh giaím taíi (hçnh 10.3c)... (c) raỵnh giaím taíia) raỵnh thoạt âạ maìi (b) gọc lỉåün Hçnh 10.3 näúi trủc bạnh ràng äø làn gåì trủc bảc chàûn thán trủc Hçnh 10.2 raỵnh then ngoỵng trủc Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 105 ƒ Âãø cäú âënh cạc chi tiãút mạy trãn trủc : + Theo phỉång tiãúp tuyãún (giỉỵ cho chi tiãút mạy khäng quay tỉång âäúi so våïi trủc) : duìng then, then hoa, trủc âënh hçnh; ghẹp bàịng âäü däi... + Theo phỉång doüc trủc : duìng vai trủc, gåì trủc, bảc (hçnh 10.2), voìng haỵm loì xo (hçnh 10.4a), vêt (hçnh 10.4b), màût cän + âai äúc (hçnh 10.4c), voìng chàûn + buläng (hçnh 10.4c), ghẹp bàịng âäü däi... ƒ Biãûn phạp náng cao âäü bãưn moíi cuía trủc Trủc chëu ỉïng suáút thay âäøi ⇒ thỉåìng hoíng do moíi. Vãút nỉït do moỵi thỉåìng xaíy ra åí chäù táûp trung ỉïng suáút (chäù thay âäøi âỉåìng kênh trủc nhỉ vai trủc, gåì trủc, chäù cọ raỵnh then, raỵnh luìi âạ maìi, chäù ghẹp bàịng âäü däi..) ⇒ Âãø náng cao sỉïc bãưn moíi cuía trủc : + Vãư màût kãút cáúu : Tàng bạn kênh gọc lỉåün åí chäù chuyãøn tiãúp giỉỵa hai báûc trủc; âỉåìng kênh hai âoản trủc kãư nhau nãn chãnh lãûch nhau caìng êt caìng täút; vạt mẹp läù trãn trủc. Âäúi våïi raỵnh then, duìng dao phay âéa thay vç duìng dao phay ngọn âãø phay raỵnh then (hçnh 10.5a). Âäúi våïi mäúi ghẹp cọ âäü däi, chäù tiãúp xục giỉỵa moayå vaì trủc chëu táûp trung ỉïng suáút låïn ⇒ cọ thãø vạt mẹp hay tàng âäü mãưm cuía mẹp moayå (laìm moíng moayå tải pháưn mẹp - hçnh 10.5b). + Vãư màût cäng nghãû : Duìng cạc phỉång phạp nhỉ làn nẹn, phun bi âãø san phàĩng cạc máúp mä bãư màût; tháúm than, tháúm xianua räưi täi âãø tàng âäü ràõn bãư màût; gia cäng nhàơn bãư màût trủc nhàịm laìm giaím cạc máúp mä. Hçnh 10.4a : Voìng haỵm loì xo Dao phay ngãn Dao phay ®Üa Hçnh 10.5a Φ… H 7/ k6 Lµm mỊm moay¬ + gãc l−ỵn Hçnh 10.5b Hçnh 10.4b : Cäú âënh bạnh ràng trãn trủc bàịng vêt vêt §é c«n 1/10 Hçnh 10.4c : Ghẹp bàịng màût cän Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 106 b) Váût liãûu trủc ƒ Yãu cáưu : Âäü bãưn cao, êt nhảy våïi táûp trung ỉïng suáút, cọ thãø nhiãût luyãûn vaì dãù gia cäng ƒ Chuí yãúu duìng thẹp cạcbon vaì thẹp håüp kim : + Trủc chëu ỉïng suáút khäng låïn : thẹp CT5 khäng nhiãût luyãûn + Khi yãu cáưu cọ khaí nàng taíi tỉång âäúi cao : thẹp C35, C45, C50.. nhiãût luyãûn (thỉåìng họa). + Khi chëu ỉïng suáút låïn, laìm viãûc trong mạy quan troüng : thẹp 40Cr, 40CrNi.. täi caíi thiãûn hay täi bãư màût bàịng doìng âiãûn cao táưn. + Trủc quay nhanh, làõp äø trỉåüt, ngoỵng trủc cáưn cọ âäü ràõn cao : thẹp C20, 20Cr.. tháúm than räưi täi (⇒ tàng âäü chëu moìn). ƒ Thỉåìng duìng phäi reìn hay phäi cạn âãø chãú tảo trủc, êt duìng phäi âục. 10.2. Phỉång phạp tênh toạn thiãút kãú trủc 1. Cạc dảng hoíng chuí yãúu vaì chè tiãu tênh toạn ƒ Pháưn låïn cạc trủc, nháút laì cạc trủc åí mạy quay nhanh thỉåìng bë gaỵy hoíng vç moíi do tạc dủng cuía ỉïng suáút thay âäøi cọ chu kyì ⇒ âäü bãưn moíi cuía trủc laì chè tiãu quan troüng nháút vãư khaí nàng laìm viãûc cuía trủc ⇒ tênh toạn trủc theo âäü bãưn moíi. ƒ Khi trủc chëu quạ taíi âäüt ngäüt, chàĩng hản khi måí mạy, trủc cọ thãø bë biãún dảng dỉ quạ låïn hồûc gaỵy hoíng ⇒ cáưn kiãøm nghiãûm trủc theo âäü bãưn ténh. ƒ Âäü ỉïng uäún cuía trủc cọ aính hỉåíng âãún sỉû laìm viãûc cuía cạc chi tiãút mạy quay vaì äø trủc. Vê dủ khi trủc làõp bạnh ràng bë voỵng nhiãưu ⇒ phạ hoíng sỉû àn khåïp chênh xạc cuía càûp bạnh ràng ⇒ taíi troüng phán bäú khäng âãưu doüc theo bãư räüng vaình ràng. Khi gọc xoay cuía trủc tải chäù äø trủc quạ låïn ⇒ laìm moìn vẻt mẹp äø; laìm thay âäøi khe håí giỉỵa ngoỵng trủc vaì lọt äø, phạ huíy maìng dáưu bäi trån ma sạt ỉåït trong äø trỉåüt (hçnh 10.6). Biãún dảng xồõn cuía cạc âoản trủc trong cạc cå cáúu nhỉ âáưu phán âäü mạy phay, ... aính hỉåíng âãún âäü chênh xạc cuía chi tiãút gia cäng. Biãún dảng xồõn cuía trủc liãưn bạnh ràng ⇒ tàng sỉû phán bäú khäng âãưu cuía taíi troüng trãn bãư räüng vaình ràng vaì giỉỵa cạc bạnh ràng ... Do váûy, bãn cảnh âäü bãưn, cuỵng cáưn tênh toạn trủc theo âäü cỉïng uäún vaì âäü cỉïng xồõn. ƒ Âäúi våïi cạc trủc quay nhanh, trủc coìn cọ thãø bë hoíng do dao âäüng ⇒ trong nhỉỵng trỉåìng håüp naìy, cuỵng cáưn kiãøm nghiãûm trủc vãư dao âäüng. 2. Tênh toạn trủc vãư âäü bãưn ƒ Chè tiãu quan troüng nháút âäúi våïi pháưn låïn cạc trủc laì âäü bãưn, ngoaìi ra laì âäü cỉïng vaì âäúi våïi cạc trủc quay nhanh laì âäü äøn âënh dao âäüng. ƒ Tênh thiãút kãú trủc vãư âäü bãưn bao gäưm cạc bỉåïc sau âáy : choün váût liãûu trủc, xạc âënh cạc ỉïng suáút cho phẹp; tênh så bäü âỉåìng kênh trủc; tênh gáưn âụng âỉåìng kênh cạc âoản trủc; kiãøm nghiãûm trủc vãư âäü bãưn moíi (tênh chênh xạc trủc), kiãøm nghiãûm trủc vãư quạ taíi. a) Tênh så bäü âỉåìng kênh trủc Âãø tênh toạn âäü bãưn cuía trủc, cáưn phaíi xạc âënh momen xồõn, momen uäún... trãn cạc tiãút diãûn trủc. Tuy nhiãn, lục âáưu chè biãút momen xồõn tạc dủng lãn trủc, chỉa biãút kêch thỉåïc cạc pháưn chuí yãúu cuía trủc (nhỉ chiãưu daìi cạc âoản trủc...), nãn chỉa thãø xạc âënh âỉåüc momen uäún ⇒ chỉa thãø xạc âënh θ y Hçnh 10.6 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 107 chênh xạc âỉåìng kênh cạc âoản trủc. Do váûy trỉåïc hãút phaíi dỉûa vaìo momen xồõn T hồûc cạc cäng thỉïc kinh nghiãûm âãø xạc âënh så bäü âỉåìng kênh trủc. ƒ Tênh theo momen xồõn T Âiãưu kiãûn bãưn vãư xồõn : [ ]3 0 T T W 0,2d τ = ≈ ≤ τ Suy ra : [ ] [ ] 6 33 T 9,55.10 Nd 0,2 0,2 .n ≥ =τ τ [mm] N : cäng suáút truyãưn qua trủc [KW], n : säú voìng quay cuía trủc trong 1 phụt [voìng/phụt], [τ]: ỉïng suáút xồõn cho phẹp. Våïi váût liãûu trủc laì thẹp CT5, thẹp 45, 40Cr cọ thãø láúy [ ] (15 50)MPaτ = ÷ , trë säú nhoí âäúi våïi trủc vaìo cuía häüp giaím täúc, trë säú låïn - trủc ra. ƒ Tênh theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm + Âỉåìng kênh âáưu vaìo cuía häüp giaím täúc näúi våïi âäüng cå âiãûn bàịng khåïp näúi : dongcod (0,8 1, 2)d= ÷ våïi dâäüngcå : âỉåìng kênh trủc âäüng cå. + Âỉåìng kênh trủc bë dáùn : d = (0,3÷0,35).a våïi a laì khoaíng cạch trủc. b) Tênh gáưn âụng âỉåìng kênh cạc âoản trủc Tỉì âỉåìng kênh trủc så bäü, âënh så bäü kãút cáúu trủc, chiãưu daìi cạc âoản trủc..., sau âọ tênh toạn momen uäún trãn cạc tiãút diãûn trủc. Bỉåïc tênh gáưn âụng trủc nhàịm xạc âënh âỉåìng kênh cạc âoản trủc dỉûa trãn tạc dủng âäưng thåìi cuía momen uäún vaì momen xồõn. Cọ thãø tiãún haình theo cạc bỉåïc sau âáy: ¾ Xạc âënh taíi troüng tạc dủng lãn trủc Taíi troüng tạc dủng lãn trủc gäưm momen xồõn; lỉûc tạc dủng khi àn khåïp trong bäü truyãưn bạnh ràng, trủc vêt, bạnh vêt...; lỉûc càng âai, lỉûc càng xêch; lỉûc lãûch tám do sỉû khäng âäưng trủc khi làõp hai nỉía khåïp näúi. Troüng lỉåüng baín thán trủc, lỉûc ma sạt trong cạc äø trủc thỉåìng âỉåüc boí qua khi tênh toạn. ƒ Lỉûc tạc dủng khi àn khåïp trong bäü truyãưn bạnh ràng trủ ràng nghiãng chàĩng hản, bao gäưm : lỉûc voìng Ft, lỉûc hỉåïng tám Fr, lỉûc doüc trủc Fa, coi nhỉ táûp trung tải tám àn khåïp vaì âàût tải âiãøm giỉỵa bãư räüng bạnh ràng. Khi dåìi vãư tám trủc, lỉûc Ft tỉång âỉång våïi mäüt lỉûc Ft âàût tải tám trủc vaì momen xồõn T; lỉûc Fa tỉång âỉång våïi mäüt lỉûc Fa âàût tải tám trủc vaì momen uäún Mu. ƒ Âäúi våïi bäü truyãưn âai/xêch, lỉûc tạc dủng Fr lãn trủc do lỉûc càng âai/xêch tảo nãn. Cạc lỉûc naìy âãưu laì lỉûc hỉåïng tám, cọ âiãøm âàût nàịm trãn âỉåìng tám trủc, tải âiãøm giỉỵa bãư räüng bạnh âai/âéa xêch, hỉåïng tỉì bạnh âai/xêch làõp trãn trủc âãún tám bạnh âai/xêch kia. ƒ Khi duìng khåïp näúi, do sỉû khäng âäưng tám giỉỵa cạc trủc âỉåüc näúi ⇒ trãn khåïp näúi xuáút hiãûn lỉûc hỉåïng tám Fk , tênh gáưn âụng theo cäng thỉïc : k tF (0, 2 0,3).F≈ ÷ våïi Ft laì lỉûc voìng trãn khåïp näúi Hçnh 10.7 : Lỉûc tạc dủng lãn trủc (I) Fr Fr (I) b) Bạnh âai, bạnh xêch Fr Ft (I) Fa a) Bạnh ràng trủ ràng ngiãng (I) Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 108 t 1 2TF D = , T : momen xồõn, D1 : âỉåìng kênh voìng troìn qua tám cạc chäút nãúu duìng näúi trủc chäút âaìn häưi. Lỉûc Fk cọ âiãøm âàût nàịm trãn âỉåìng tám trủc, phỉång chiãưu báút kyì phủ thuäüc sai säú ngáùu nhiãn khi làõp ghẹp khåïp näúi, nhỉng trong så âäư tênh toạn, nãn choün phỉång chiãưu nhỉ thãú naìo âãø lỉûc Fk laìm tàng ỉïng suáút vaì biãún dảng do lỉûc voìng cuía cạc chi tiãút quay khạc làõp trãn trủc gáy nãn. ¾ Xạc âënh chiãưu daìi cạc âoản trủc, vë trê âiãøm âàût cạc lỉûc tạc dủng lãn trủc, vë trê âiãøm âàût cạc lỉûc tải cạc äø trủc. + Dỉûa trãn âỉåìng kênh trủc så bäü ⇒ tiãún haình âënh så bäü kãút cáúu trủc. Khi xạc âënh âỉåìng kênh cạc âoản trủc, cáưn dỉûa vaìo cạc yãu cáưu vãư làõp ghẹp : thạo làõp thuáûn tiãûn; yãu cáưu vãư cäng nghãû : thuáûn tiãûn khi gia cäng; yãu cáưu vãư cäú âënh vaì âënh vë cạc chi tiãút mạy trãn trủc... + Tỉì âỉåìng kênh chäù làõp äø trủc ⇒ tra säø tay äø làn âãø tçm chiãưu räüng äø làn hay xạc âënh chiãưu daìi äø trỉåüt. Dỉûa vaìo âỉåìng kênh trủc chäù làõp bạnh ràng, bạnh vêt, bạnh xêch, bạnh âai, khåïp näúi ⇒ xạc âënh chiãưu daìi moayå cuía cạc chi tiãút mạy nọi trãn. + Dỉûa vaìo så âäư âäüng cuía trủc vaì âiãưu kiãûn laìm viãûc củ thãø, chiãưu daìi moayå cuía cạc chi tiãút quay, chiãưu räüng äø, khe håí cáưn thiãút vaì mäüt säú yãúu täú khạc âãø xạc âënh chiãưu daìi cạc âoản trủc. + Xạc âënh vë trê âiãøm âàût cạc lỉûc tạc dủng lãn trủc, vë trê âiãøm âàût cạc lỉûc tải äø trủc. ¾ Láûp så âäư tênh toạn trủc Trủc âỉåüc xem nhỉ mäüt dáưm âàût trãn cạc gäúi tỉûa laì cạc äø trủc (hçnh 10.8). ¾ Tênh phaín lỉûc tạc dủng tải cạc gäúi âåỵ trong màût phàĩng zOy vaì zOx. Veỵ biãøu âäư momen uäún Muy vaì Mux trong cạc màût phàĩng zOy vaì zOx. Veỵ biãøu âäư momen xồõn T ¾ Tênh momen uäún täøng Mu vaì momen tỉång âỉång Mtd tải cạc tiãút diãûn nguy hiãøm 2 2u ux uyM M M= + 2 2td uM M 0,75T= + [Nmm] Mux Muy T Ft FBy FBxFK FAy FAx Hçnh 10.8: Vê dủ vãư så âäư tênh vaì biãøu âäư mämen a b y c z O x Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 109 ¾ Tênh âỉåìng kênh trủc tải cạc tiãút diãûn nọi trãn Ta cọ : [ ]td3 Md 0,1. ≥ σ Våïi [ ]σ : ỉïng suáút cho phẹp cuía thẹp laìm trủc (tra baíng trong cạc säø tay thiãút kãú). ¾ Âënh kãút cáúu trủc Dỉûa theo âỉåìng kênh cuía cạc tiãút diãûn trủc vỉìa tênh âỉåüc vaì chiãưu daìi cạc âoản trủc tỉång ỉïng, âäưng thåìi chụ yï âãún yãu cáưu vãư làõp ghẹp (thạo làõp thuáûn tiãûn, khäng laìm hoíng cạc bãư màût trủc) vaì yãu cáưu cäng nghãû (baío âaím âäü chênh xạc vaì thuáûn tiãûn khi gia cäng), yãu cáưu vãư cäú âënh vaì âënh vë cạc chi tiãút mạy trãn trủc, âãø xạc âënh âáưy âuí kãút cáúu trủc. c) Kiãøm nghiãûm trủc vãư âäü bãưn moíi (tênh chênh xạc trủc) ƒ Trãn âáy, khi xạc âënh âỉåìng kênh trủc, chỉa xẹt âãún mäüt säú yãúu täú aính hỉåíng âãún âäü bãưn moíi cuía trủc nhỉ âàûc tênh thay âäøi cuía chu kyì ỉïng suáút, cạc yãúu täú gáy táûp trung ỉïng suáút, yãúu täú kêch thỉåïc, cháút lỉåüng bãư màût .v.v... Vç váûy sau khi âënh kãút cáúu trủc, cáưn kiãøm nghiãûm trủc vãư âäü bãưn moíi cọ xẹt âãún cạc yãúu täú aính hỉåíng nãu trãn. ƒ Kãút cáúu trủc vỉìa thiãút kãú baío âaím âäü bãưn moíi nãúu hãû säú an toaìn tải cạc tiãút diãûn nguy hiãøm thoía maỵn âiãưu kiãûn : [ ] 2 2 s .ss s s s σ τ σ τ = ≥+ (10.1) Trong âọ : [ ]s 1,5 2= ÷ : hãû säú an toaìn cho phẹp. Khi cáưn tàng âäü cỉïng trủc, láúy [s] = 2,5÷3 vaì khäng cáưn kiãøm tra âäü cỉïng cuía trủc. sσ : hãû säú an toaìn chè xẹt riãng ỉïng suáút uäún : 1 a m s k . − σ σ σ σ σ= σ +ψ σβε sτ : hãû säú an toaìn chè xẹt riãng ỉïng suáút xồõn : 1 a m s k . − τ τ τ τ τ= τ +ψ τβε Våïi : 1 1;− −σ τ : giåïi hản moíi uäún vaì moíi xồõn trong chu trçnh âäúi xỉïng cuía máùu nhàơn cọ âỉåìng kênh 7÷10mm a a;σ τ : biãn âäü ỉïng suáút uäún vaì ỉïng suáút xồõn trong tiãút diãûn cuía trủc m m;σ τ : ỉïng suáút uäún vaì ỉïng suáút xồõn trung bçnh ;σ τψ ψ : hãû säú xẹt âãún aính hỉåíng cuía ỉïng suáút trung bçnh âãún âäü bãưn moíi ;σ τε ε : hãû säú xẹt âãún aính hỉåíng cuía kêch thỉåïc tiãút diãûn trủc âãún âäü bãưn moíi k ;kσ τ : hãû säú táûp trung ỉïng suáút thỉûc tãú khi uäún vaì khi xồõn β : hãû säú tàng bãưn bãư màût ƒ Nãúu khäng thoía maỵn âiãưu kiãûn (10.1) cọ thãø : + Tàng âỉåìng kênh trủc hồûc choün váût liãûu cọ âäü bãưn cao hån. + Tçm cạc biãûn phạp giaím táûp trung ỉïng suáút (vê dủ, duìng dao phay âéa thay vç duìng dao phay ngọn âãø phay raỵnh then, tàng bạn kênh gọc lỉåün) hồûc duìng cạc biãûn phạp tàng bãưn bãư màût. ƒ Cạch xạc âënh ỉïng suáút trong cạc tiãút diãûn trủc Dỉåïi tạc dủng cuía momen uäún Mu vaì momen xồõn T, trong cạc tiãút diãûn trủc xuáút hiãûn ỉïng suáút xồõn τ vaì ỉïng suáút uäún σu (boí qua ỉïng suáút kẹo hồûc nẹn do lỉûc doüc trủc sinh ra). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 110 ¾ ỈÏng suáút uäún trãn trủc thay âäøi theo chu trçnh âäúi xỉïng : m 0σ = ; ua max u M W σ = σ = våïi : Wu : momen chäúng uäún cuía tiãút diãûn trủc. Trủc âàûc, tiãút diãûn troìn, âỉåìng kênh d : 3 u dW 32 π= ¾ ỈÏng suáút xồõn trãn trủc thay âäøi theo : + Chu trçnh mảch âäüng nãúu trủc quay mäüt chiãưu : max m a 0 T 2 2W ττ = τ = = våïi : W0 : momen chäúng xồõn cuía tiãút diãûn trủc. Trủc âàûc, tiãút diãûn troìn, âỉåìng kênh d : 3 0 dW 16 π= + Chu trçnh âäúi xỉïng nãúu trủc quay hai chiãưu : m a max 0 T0; W τ = τ = τ = d) Kiãøm nghiãûm trủc vãư âäü bãưn quạ taíi Âiãưu kiãûn bãưn khi chëu quạ taíi : [ ]2 2td u qt3σ = σ + τ ≤ σ (theo thuyãút bãưn thãú nàng biãún âäøi hçnh dạng) Våïi : qtu u M W σ = vaì : qt 0 T W τ = Trủc tiãút diãûn troìn, âỉåìng kênh d : 3 3u 0W 0,1d ;W 0,2d= = [ ]qtσ , Tqt : momen uäún vaì momen xồõn quạ taíi tải tiãút diãûn nguy hiãøm 3. Tênh trủc vãư âäü cỉïng a) Tênh âäü cỉïng uäún Âiãưu kiãûn baío âaím âäü cỉïng uäún cuía trủc : [ ]f f≤ ; [ ]ϕ ≤ ϕ Våïi : f, ϕ : âäü voỵng, gọc xoay cuía tiãút diãûn trủc; [f], [ϕ]: âäü voỵng, gọc xoay cho phẹp b) Tênh âäü cỉïng xồõn Âiãưu kiãûn baío âaím âäü cỉïng xồõn cuía trủc: [ ]θ ≤ θ Våïi : θ : gọc xồõn cuía trủc; [θ]: gọc xồõn cho phẹp. Cạc giạ trë cuía f, ϕ vaì θ âỉåüc âënh theo phỉång phạp cuía män hoüc Sỉïc bãưn váût liãûu. 4. Tênh toạn trủc vãư dao âäüng ƒ Khi trủc laìm viãûc, dao âäüng xuáút hiãûn do sỉû thay âäøi cọ chu kyì cuía taíi troüng, do sỉû khäng cán bàịng cuía cạc khäúi lỉåüng quay (⇒ gáy ra lỉûc quạn tênh ly tám). Trủc cọ thãø dao âäüng ngang, dao âäüng doüc, dao âäüng xồõn. ƒ Âäúi våïi pháưn låïn cạc trủc quay nhanh, lỉûc kêch thêch chuí yãúu laì lỉûc ly tám do cạc chi tiãút mạy quay máút cán bàịng gáy ra. Táưn säú dao âäüng cuía lỉûc ly tám bàịng táưn säú quay cuía trủc. Khi táưn säú quay cuía trủc bàịng hồûc bàịng bäüi säú cuía táưn säú dao âäüng riãng cuía trủc thç xaíy ra hiãûn tỉåüng cäüng hỉåíng. Váûn täúc gọc cuía trủc khi xaíy ra cäüng hỉåíng goüi laì váûn täúc gọc tåïi hản. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú mạy - Pháưn I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút mạy - Khoa Sỉ phảm kyỵ thuáût 111 Âãø trạnh cäüng hỉåíng, thỉåìng cho trủc laìm viãûc tháúp hån hay cao hån váûn täúc gọc tåïi hản. ƒ Tênh toạn trủc vãư dao âäüng laì mäüt baìi toạn phỉïc tảp. ÅÍ âáy chè xẹt baìi toạn âån giaín vãư dao âäüng ngang cuía trủc do lỉûc ly tám gáy nãn. Xẹt mäüt trủc cọ làõp mäüt âéa cọ khäúi lỉåüng m, troüng tám cuía âéa nàịm cạch âỉåìng tám trủc mäüt khoaíng e vaì âéa âàût cạch âãưu hai äø trủc. Boí qua aính hỉåíng cuía khäúi lỉåüng trủc. Khi trủc quay âãưu våïi váûn täúc gọc ω, lỉûc ly tám Q tạc dủng lãn trủc laìm trủc bë voỵng mäüt lỉåüng y. Ta cọ : 2Q m (y e)= ω + (10.2) Trong âọ : 3Qly 48EJ = Våïi J : momen quạn tênh cuía tiãút diãûn trủc, l : khoaíng cạch hai gäúi âåỵ trủc, E : mäâun âaìn häưi. Suy ra : 3 48EJQ .y Cy l = = (10.3) Våïi 3 48EJC l = laì lỉûc gáy nãn âäü voỵng bàịng mäüt âån vë. Tỉì (10.2) vaì (10.3), suy ra : 2m (y e) Cyω + = ⇒ 2 ey C 1 m = −ω (10.4) Tỉì (10.4), ta tháúy : khi ω tàng thç y tàng. Khi C m ω= thç y→∞ , khi âọ xaíy ra hiãûn tỉåüng cäüng hỉåíng, trủc seỵ bë phạ hoíng. Váûn täúc gọc tåïi hản cuía trủc : th C m ω = . Säú voìng quay tåïi hản cuía trủc trong mäüt phụt : th th 60 30 Cn 2 m = ω =π π Nãúu goüi yt laì âäü voỵng ténh do troüng lỉåüng G = m.g cuía trủc gáy ra thç t Gy C = ⇒ t t G mgC y y = = . Tỉì âọ suy ra : th t 30 gn y = π (10.5) Nhỉ váûy âãø trạnh cäüng hỉåíng laìm hoíng trủc, váûn täúc quay cuía trủc khi laìm viãûc äøn âënh phaíi nhoí hån hay låïn hån váûn täúc tåïi hản. l Q e y e Hçnh 10.8