ĐATN:Thiết kế máy sàng rung có hướng Khoa Cơ Khí
Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng:
0
0
max
=
==
m
x
a
W
M
τ
ττ
Trong các công thức trên, W và W
0
là mômen cản uốn và mômen cản xoắn của tiết diện
trục.Vì đoạn trục nguy hiểm (trục lệch tâm) đã được kiểm tra bền, do đó, trong phần này
ta sẽ tiến hành kiểm nghiệm độ an toàn của phần trục chịu tải lớn còn lại (phần trục lắp
ổ đỡ và lắp các chi tiết khác).
Trục có tiết diện d = 80 mm, trên trục có rãnh then, tra bảng 7-3b đối với trục có cùng
điều kiện trên, ta được:
)(95000
)(44700
3
0
3
mmW
mmW
=
=

τ
τ
σ
σ
Đối với thép cacbon trung bình:
05,0;1,0
==
τσ
ψψ
.
ε
σ
và ε
τ
-hệ số kích thước, xét ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn
mỏi.Tra bảng 7-4, ta được:
62,0;74,0
==
τσ
εε
Trục không dùng phương pháp tăng bền: β = 1.
k
σ
và k
τ
-hệ số tập trung ứng suất thức tế khi uốn và khi xoắn, tra bảng 7-6 và bảng 7-13,
ta được:
1,1;92,1
==
τσ

n
Từ các giá trị trên, ta tính được:
Svth: Nguyễn Trần Quang Sơn_Lớp: 03-C1C Trang:
73
ĐATN:Thiết kế máy sàng rung có hướng Khoa Cơ Khí
62,95
061,1
1.62,0
1,1
180
6,17
568,6
1.74,0
92,1
300
==
==
τ
σ
n
n
3,17
62,956,17
62,95.6,17
22
=
+
=⇒
n
Ta thấy:

σ
Đối với phần trục lệch tâm ta đã kiểm nghiệm độ bền. Độ bền đang kiểm tra là độ của
đoạn trục có đường kính d = 80mm.Các giá trị mômen uốn và mômen xoắn lớn nhất của
đoạn trục này là:
M
umax
= 293602,925 (N.mm)
M
xmax
= 100800 (N.mm)
).(98,0
80.2,0
100800
).(73,5
80.1,0
925,293602
3
3
mmN
mmN
==
==⇒
τ
σ
Suy ra:
).(976,598,0.373,5
22
mmN
td
=+=

max
mmN
td
=+=⇒
σ
Giá trị ứng suất này nếu đem so với giá trị ứng suất giới hạn vẫn nhỏ hơn. Do đó, trục
hoạt động an toàn khi quá tải.
Svth: Nguyễn Trần Quang Sơn_Lớp: 03-C1C Trang:
74
ĐATN:Thiết kế máy sàng rung có hướng Khoa Cơ Khí
2.5 Tính độ cứng của trục:
Trục không đủ cứng sẽ bị biến dạng lớn. Ta phân biệt biến dạng uốn và biến dạng
xoắn.Sự biến dạng làm ảnh hưởng đến tình hình làm việc của trục và các chi tiết máy
lắp trên trục như ổ trục, bánh răng, khớp nối…
Tính độ cứng uốn:
Trị số biến dạng uốn cho phép phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của kết cấu máy, theo
sách “Thiết kế chi tiết máy”:
Đối với trục lắp bánh răng, độ võng cho phép của trục lắp bánh răng nhỏ:
[ ]
my .01,0
=
; với m-môđun ăn khớp.
Góc xoay cho phép:
[ ]
rad001,0
≤
θ
Trong nghành chế tạo máy, với những trục công dụng chung:
[ ]
( )

)/(9113,17
1000
3,17911
1000
mmN
F
q
qt
===
Đồng thời, để thuận tiện tính toán, ta sử dụng khái niệm trục tương đương:
Như ta đã biết, diện tích của tiết diện khối lệch tâm là F = 14675,32 (mm
2
)-theo tính
toán của phần mềm MasterCAM.
Với tiết diện như vậy, ta có thể qui đổi thành tiết diện tròn tương đương với cùng diện
tích:
).(69,136.2
)(34,68
32,14675
)(32,14675.
22
mmRD
mmR
mmRF
==⇒
==⇔
==
π
π
Với các thông số trên, ta lập được mô hình tính với kết quả như sau:

Tính độ cứng xoắn:
Giả sử trục có đường kính không đổi, biến dạng xoắn (góc xoắn) có thể được xác định
theo công thức:
rad
GJ
LM
o
x
;
=
ϕ
Svth: Nguyễn Trần Quang Sơn_Lớp: 03-C1C Trang:
76
ĐATN:Thiết kế máy sàng rung có hướng Khoa Cơ Khí
Trong đó: φ- góc xoắn trục;
M
x
-mômen xoắn trên trục; M
x
= 100800 (N.mm)
G-môđun đàn hồi trượt; G = 8.10
3
(kN/cm
2
) = 8.10
4
(N/mm
2
)
J

γ
−
=
Trong đó: h- chiều sâu rãnh then; sơ bộ chọn then có kích thước
1220
×=×
hb
mm,
chiều sâu then trên trục: h = 6 mm.
γ-hệ số, trục có một rãnh then: γ = 0,5.
.2,1
70
6.5,0.4
1
1
=
−
=⇒
k
Suy ra:
rad
5
4
10.27,4
238,2357176.10.8
80.100800
−
==
ϕ
Góc xoắn φ phải nhỏ hơn góc xoắn cho phép.Như ta đã thấy, giá trị góc xoắn như vậy

1.25 1.25
0.63
I
TL 10:1
20
R30
R3
198
248
202
252
1000
1560
Hình 36-kết cấu trục.
Trong đó, bánh đai và bánh răng được lắp lên trục bằng then bằng.
Bán kính góc lượn được tra từ bảng 7-15 tùy theo đường kính các đoạn trục.Với trục có
đường kính từ 70÷100 mm, r = 3 mm.
Các chi tiết máy cố định theo chiều trục nhờ vai trục, nắp ổ và đai ốc hãm.
Chọn cấp chính xác chế tạo trục: IT6
Chọn độ nhẵn bề mặt trục:
Đối với trục của máy thiết kế, các vị trí đòi hỏi phải đảm bảo độ nhám bề mặt là đoạn
trục chỗ lắp ghép với ổ lăn, bánh đai và bánh răng.Ngoài ra, còn có độ nhám của vỏ máy
ở những vị trí lắp ghép với ổ lăn và bạc lót.
Độ nhám bề mặt trục và vỏ trong mối ghép với ổ lăn:
Độ nhám bề mặt trục: Ra1,25
Độ nhám bề mặt lỗ và vai trục: Ra2,5
Cấp chính xác ổ lăn: IT6
Dung sai chế tạo trục: h6
Dung sai lỗ lắp ổ lăn: Js7
Svth: Nguyễn Trần Quang Sơn_Lớp: 03-C1C Trang:

Chiều dài then:
Then lắp bánh răng: l
1
= 0,8.l
bánh răng
= 0,8.84 = 67,2 (mm).
Chiều dài then được chọn theo dãy. Ta chọn : l
1
= 63 mm.
Then lắp banh đai: l
2
= 0,8.l
bánh đai
= 0,8.65 = 52 mm.
Ta chọn : l
2
= 50 mm.
2) Tính sức bền then:
Điều kiện bền dập trên mặt cạch làm việc của then:
[ ]
./;
..
2
2
mmN
lkd
M
d
x
d

Svth: Nguyễn Trần Quang Sơn_Lớp: 03-C1C Trang:
80
ĐATN:Thiết kế máy sàng rung có hướng Khoa Cơ Khí
Trong đó:
M
x
– mômen xoắn trên trục; M
x
= 100800 N.mm
d- đường kính trục; d = 70 mm.
l- chiều dài then; ta chọn then có chiều dài bé hơn kiểm tra, vì khi cùng một kích
thước mặt cắt, then có chiều dài bé hơn sẽ chịu lực nhiều hơn. Chọn l = 50 mm.
b- chiều rộng then; b = 20 mm.
k & t- biểu thị phần then lắp trên mayơ và trên rãnh trục; k = 7,4 mm, t = 6 mm.
d
σ
&
c
τ
- ứng suất dập và ứng suất cắt thực tế.
[ ]
d
σ
&
[ ]
c
τ
- ứng suất dập và cắt cho phép.
Tra bảng 7-20:
[ ]

./6,9
60.6.70
100800.2
2
d
d
mmN
σσ
<==
Điều kiện bền cắt của then:
[ ]
./88,2
50.20.70
100800.2
2
c
c
mmN
ττ
<==
Ta thấy, tất cả các điều kiện bền của then đều đã thõa mãn, do đó, then đủ bền.
V.THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC:
Svth: Nguyễn Trần Quang Sơn_Lớp: 03-C1C Trang:
81