Tp bi ging : Chi tit mỏy -Bc i hc; s tit:45
Ging viờn biờn son: Ngụ Vn Quyt ; B mụn K thut C s, Khoa C khớ 96 Phần III
các tiết máy đỡ nối

CHNG 7: TRC

1- Khái niệm chung
1- Công dụng
Trục là một chi tiết máy dùng để đỡ các tiết máy quay, để truyền mômen xoắn
hoặc để thực hiện đồng thời cả hai nhiệm vụ trên.
2- Phân loại
Theo đặc điểm chịu tải phân ra:
- Trục tâm: chỉ dùng để đỡ các CTM và chỉ chịu mômen uốn. Ví dụ như trục tầu
hoả, trục trước hoặc sau xe đạp v.v... Trục tâm có thể quay (trục tầu hoả) hoặc không quay
(trục trước hoặc sau xe đạp).
- Trục truyền: vừa để đỡ các chi tiết máy quay, vừa để truyền mômen xoắn. Ví dụ
trục giữa xe đạp, trục trong các hộp giảm tốc ...
Theo dạng đường tâm trục phân ra:
- Trục thẳng: đường tâm trục là đường thẳng (h7.1.1a, b);
- Trục khuỷu: đường tâm trục là đường gãy khúc (h7.1.1c);
- Trục mềm: đường tâm trục là một đường thay đổi.
Theo cấu tạo trục phân ra: trục
trơn, trục bậc, trục đặc, trục rỗng.
Trục là một chi tiết phức tạp về
công nghệ và kết cấu. Trục làm việc tốt
hay xấu có ảnh hưởng trực tiếp đến sự
làm việc của các chi tiết máy lắp trên nó
hoặc của cả máy. Khi thiết kế trục cần
Hình 7.1.2: Kết cấu trục

Hình 7.1.3: Đoạn chuyển tiếp của trục

- Cố định theo phương tiếp tuyến: dùng then, then hoa, chốt hoặc lắp bằng độ dôi
v.v...
2- Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi cho trục
a- Các biện pháp kết cấu
Vì trục chịu ứng suất thay đổi nên thường bị hỏng do mỏi. Những vết nứt do mỏi
thường sinh ra ở những chỗ có tập trung ứng suất. Do đó khi định kết cấu cho trục cần chú
ý dùng các biện pháp làm giảm tập trung ứng suất.
Có thể giảm tập trung ứng suất bằng các biện pháp sau:
- Tại chỗ chuyển tiếp của các đoạn trục có đường kính khác nhau sử dụng góc lượn
(h.7.1.3b); nên dùng góc lượn có bán kính r lớn nhất có thể được, hoặc góc lượn hình e-lip
(h.7.1.3c).
- Dùng rãnh để giảm tập trung ứng suất (h.7.1.3d).
- Khi có rãnh then, nên dùng rãnh then chế tạo bằng dao phay đĩa.
- Dùng then hoa răng thân khai thay cho then hoa răng chữ nhật.
- Đối với mối ghép bằng độ dôi phải vát mép mayơ hoặc tăng độ mềm của mayơ để
áp suất giữa trục và mép mayơ giảm xuống, dẫn đến ứng suất trong mối ghép phân bố đều
hơn.
b- Các biện pháp công nghệ
- Dùng các biện pháp nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện như tôi bề mặt, thấm than,
thấm nitơ...
- Dùng biện pháp biến cứng nguội như lăn nén, phun bi...
- Dùng các biện pháp gia công tinh bề mặt như đánh bóng, mài nghiền v.v... để
giảm độ nhám bề mặt.
1

hiện ứng suất uốn và ứng suất xoắn có đặc tính thay đổi khác nhau. Nếu bỏ qua ứng suất
kéo hoặc nén do lực dọc trục sinh ra, ứng suất uốn của trục quay (một hoặc hai chiều) coi
như thay đổi theo chu trình đối xứng, do đó ứng suất trung bình và biên độ ứng suất ở tiết
diện.

mj
= 0 ;
aj
=
maxj
= M
j
/W
j

Còn ứng suất xoắn được coi là thay đổi theo chu kỳ mạch động khi trục quay một
chiều:
oj
jjmax
ajmj
W2
T
2




và thay đổi theo chu kỳ đối xứng khi trục quay hai chiều:
oj
j


M
j
=
2
yj
2
xj
MM
- mômen uốn tổng, với M
xj
và M
yj
là mô men uốn trong mặt
phẳng zox và zoy.
Do tác dụng lâu dài của ứng suât suốn và ứng suất xoắn thay đổi có chu kỳ, trục có
thể bị hỏng vì mỏi, vì vậy ứng suất uốn và ứng suất xoắn có tác dụng quyết định đến khả
năng làm việc của trục.
3- Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán
a- Các dạng hỏng
- Trục bị gẫy: trục bị gẫy có thể là do mỏi hoặc do quá tải, trong đó gẫy do mỏi là
dạng hỏng chủ yếu. Nguyên nhân trục bị gẫy do mỏi có thể là do trục làm việc quá tải
thường xuyên; do không đánh giá đặc điểm và trị số của tải trọng; do không đánh giá đúng
Tp bi ging : Chi tit mỏy -Bc i hc; s tit:45
Ging viờn biờn son: Ngụ Vn Quyt ; B mụn K thut C s, Khoa C khớ 99

ảnh hưởng của sự tập trung ứng suất do kết cấu gây nên; do gia công cơ và nhiệt luyện
kém.
- Trục không đủ độ cứng: làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc của các tiết
máy có liên quan. Trục bị võng nhiều làm thay đổi khe hở giữa ngõng trục và ổ trục, đồng


4- Tính trục về độ bền
1- Tính trục về độ bền mỏi
Tính trục về độ bền mỏi thường tiến hành qua 3 bước: tính sơ bộ, tính gần đúng và
tính chính xác (tính kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn bền s).
a- Tính sơ bộ trục
Mục đích của bước tính sơ bộ nhằm xác định đường kính sơ bộ của trục, để từ đó sơ
bộ chọn ổ để xác định kích thước chiều rộng ổ, từ đó xác định kích thước chiều dài trục,
phục vụ cho cho bước tính gần đúng trục.
Có hai phương pháp tính sơ bộ:
- Tính theo kinh nghiệm: Tính theo phương pháp này nhanh chóng, đơn giản
nhưng kém chính xác. Để tính, người ta dựa vào các công thức kinh nghiệm như :
dcv
d)2,18,0(d
trong đó: d
v
- đường kính đầu trục vào của hộp giảm tốc;
d
dc
- đường kính trục động cơ điện.
hoặc:
wbd
a)35,03,0(d
trong đó: d
bd
- đường kính trục bị dẫn;
Tp bi ging : Chi tit mỏy -Bc i hc; s tit:45
Ging viờn biờn son: Ngụ Vn Quyt ; B mụn K thut C s, Khoa C khớ 100

a

[] (MPa)
Do đó đường kính trục sẽ là:
d


2,0
T
(mm) (7.1.1)
Trong đó: T mô men xoắn tác dụng lên trục (Tmm);
[] - ứng suất xoắn cho phép (MPa) (đã được lấy giảm đi để kể đến ảnh hưởng
của mô men uốn); với trục làm bằng thép CT5, 45, 40X: [] = 23 35 MPa; Khi tính lại
tiết diện nguy hiểm [] = 12 20 MPa.
b- Tính gần đúng trục
Mục đích của bước tính này là tiến hành định sơ bộ kết cấu và các kích thước của
trục, có xét đến vấn đề lắp, tháo, cố định và định vị các tiết máy lắp trên trục...
Tính gần đúng trục thường tiến hành qua các bước sau:
- Sơ đồ hoá trục, coi trục quay như một dầm tĩnh chịu tải;
- Phân tích lực tác dụng lên trục, tính phản lực tại các gối và vẽ biểu đồ mô men uốn
và mô men xoắn.
- Tính đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm: Vì trục chịu trạng thái ứng suất
phức tạp, nên ứng suất tương đương có thể xác định theo thuyết bền thứ tư (thuyết bền thế
năng biến dạng lớn nhất):
][3
22
td


với - ứng suất pháp do mô men uốn gây nên:
=
3

2
23
2
uy
2
ux
)d2,0(
T
3
)d1,0(
MM

td
= ][
d1,0
T75,0MM
3
22
uy
2
ux




Từ công thức trên ta rút ra được: