Bài giảng Chi tiết máy - Chương 8: Trục - Nguyễn Văn Thạnh

10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 1
CHƯƠNG 8
TRỤC
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 2
8.1 KHÁI NIỆM CHUNG
8.1.1. ĐỊNH NGHĨA
Trục là chi tiết máy dùng để đỡ các tiết máy
quay, để truyền mômen xoắn hoặc cả hai
nhiệm vụ trên.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 3
8.1.2.PHÂN LOẠI
a) Theo đặc điểm chịu tải
- Trục tâm: chỉ chịu mômen uốn, dùng để đỡ các tiết
máy, có thể quay hoặc không quay với tiết máy lắp
nói trên.
- Trục truyền: vừa chịu mômen uốn (đỡ các tiết máy
quay) vừa truyền mômen xoắn trên trục.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 4
b) Theo hình dạng đường tâm trục
- Trục khuỷu: biến chuyển động quay thành chuyển
động tịnh tiến và ngược lại. 
- Trục thẳng: có đường tâm trục là một đường thẳng.
- Trục mềm: trục có hình dạng đường tâm trục thay
đổi với độ uốn cong trục khá lớn.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 5
c) Theo cấu tạo trục thẳng phân ra:
- Trục trơn: có đường kính không thay đổi suốt
chiều dài trục.
- Trục bậc: gồm nhiều đoạn có đường kính
khác nhau.
- Trục đặc và trục rỗng
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 6
8.2. KẾT CẤU TRỤC
Trục thường được chế tạo ở dạng trụ tròn gồm nhiều đoạn có
đường kính khác nhau ( trục bậc), kết cấu trục đơn giản bao
gồm:
- Ngõng trục A: phần trục tiếp xúc với ổ trục (ổ trượt hoặc ổ
lăn).
Đường kính ngõng trục thường được tiêuâ chuẩn hóa theo
đường kính trong của ổ lăn: 12, 15, 17, 20, 25, 30, 35, 40, 45...;
- Thân trục B: phần trục để lắp các chi tiết máy quay như bánh
đai, bánh răng, đĩa xích, khớp nối... .
Đường kính thân trục cần lấy theo tiêuâ chuẩn trong dãy số
sau: 10; 10,5; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24;
25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 50; 52; 55; 60; 63; 70; 
75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130; 140; 150; 160.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 7
- Các bề mặt chuyển tiếp: phần trục nằm giữa hai
đoạn trục, để cố định trục theo phương dọc trục như:
vai trục (mặt định vị và góc lượn); mặt côn; bạc; vít
và đai ốc. Đường kính các bề mặt chuyển tiếp
không cần lấy theo tiêu chuẩn.
Kết cấu trục là hợp lý khi đường kính các đoạn trục
phù hợp với sự thay đổi của tải trọng, thuận tiện cho
lắp ghép các chi tiết lên trục đồng thời thuận tiện
cho việc gia công đạt độ chính xác cần thiết.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 8
8.2.2. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO SỨC BỀN MỎI CỦA TRỤC
• Vì trục chịu ứng suất thay đổi cho nên thường bị
hỏng do mỏi, để nâng cao sức bền mỏi của trục, 
giảm sự tập trung ứng suất ngoài những biện pháp
về công nghệ như phun bi, lăn nén, tôi... , 
----> Khi định kết cấu trục cần chú ý các biện pháp
làm giảm tập trung ứng suất tại các chỗ lắp chi tiết
máy:
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 9
1) Làm dày phần trục chỗ lắp mayơ (tăng độ bền mỏi lên
1,3...1,5 lần). 
2) Vát mép mayơ.
3) Làm mỏng bề dày mayơ.
4) Làm rãnh giảm tải (tăng độ bền mỏi lênâ 1,...1,25 lần). 
5) Dùng ống lót hay rót vào mayơ vật liệu có tính đàn hồi thấp. 
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 10
1) Rãnh thoát đá mài.
2) Góc lượn có bán kính cố định.
3) Vòng cách trung gian.
4) Góc lượn khoét vào bên trong có dạng elíp.
5) Hình dạng các góc lượn tối ưu khi các trạng thái ứng suất
khác nhau.
6) Rãnh giảm tải.
7) Khoét lỗ trên đoạn trục có đường kính lớn hơn.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 11
Ở những nơi sử dụng các mối ghép như then, then 
hoa... có thể tăng sức bền mỏi bằng các phương
pháp như:
1) Sử dụng kiểu ghép then hoa thân khai (vì có chiều
dày đáy lớn nhất trong các loại then hoa).
2) Đường kính trong của mối ghép then bằng chiều
dày trục, ở bề mặt bên cạnh hoặc tại những chỗ
tiếp xúc tại đầu mối ghép với trục phải làm góc
lượn để ở những chỗ đó có sự tập trung ứng suất
nhỏ nhất.
3) Rãnh then nên được chế tạo băng dao phay đĩa như
vậy đoạn cuối then được vát thành cung tròn để
giảm tập trung ứng suất.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 12
8.3. VẬT LIỆU CHẾ TẠO TRỤC
Vật liệu trục và phương pháp nhiệt luyện được lựa chọn theo
những tiêu chuẩn về khả năng làm việc của trục, thường dùng
thép các bon và thép hợp kim vì chúng có cơ tính cao, có khả
năng tăng bền và dễ gia công.
Phôi trục có đường kính nhỏ hơn 150mm dùng phôi cán, 
lớn hơn 150mm và trục định hình dùng phôi rèn, hiếm khi dùng
phôi đúc.
- Đa số các trục dùng thép các bon và thép hợp kim 45, 40Cr 
nhiệt luyện.
- Đối với trục chịu ứng suất lớn và trục sử dụng trong các máy
móc quan trọng dùng thép hợp kim: 40CrNi, 40CrNiMoA,
30CrMnTi, 30CrMnSiA... Trục chế tạo từ các loại thép này
thường được tôi cải thiệän, tôi rồi ram ở nhiệt độ cao...
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 13
- Đối vớc các trục quay nhanh và ổ trục là ổ trượt
thì đòi hỏi ngõng trục phải có độ rắn cao, thường
được chế tạo từ thépthấm carbon như 20Cr, 
12CrNi3A, 18CrMnTi...
- Để chế tạo các trục định hình (như trục khuỷu) có
các mặt bích và lỗ lớn, những trục nặng người ta sử
dụng gang chịu bền cao (grafit dạng cầu) và gang 
biến tính.
Các trục sau khi tiện phải mài các bề mặt lắp, các
đầu trục phải vát mép để dễ dàng lắp ghép.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 14
8.4. CÁC DẠNG HỎNG VÀ CHỈ TIÊU TÍNH TOÁÙN TRỤC
8.4.1. CÁC DẠNG HỎNG
Các dạng hỏng chủ yếu của trục bao gồm gãy trục, mòn trục, không đủ
độ cứng...
Gãy trục: do quá tải hay do những nguyên nhân sau:
- Thường xuyên làm việc quá tải do đánh giá không đúng đặc điểm và
trị số của tải trọng trong tính toán.
- Không đáng giá đúng ảnh hưởng của sự tập trung ứng suất do kết cấu
trục gây nên.
- Có sự tập trung ứng suất lớn do chất lượng chế tạo xấu
- Sử dụng và lắp ráp không đúng kỹ thuật hoặc lắp không đúng kiểu
lắp ghép
Mòn trục: đối với ngõng trục lắp ổ trượt khi tính toán, sử dụng sai yêu
cầu kỹ thuật thì màng dầu bôi trơn không hình thành được sinh ra
ma sát trên bề mặt làm việc, ngõng trục bị mòn nhanh, trục có thể bị
dính , xước và mất khả năng làm việc.
Trụïc không đủ độ cứng: trục bị biến dạng ảnh hưởng đến khả năng làm
việc của các tiết máy.
Ngoài ra trục còn có thể hỏng do biến dạng xoắn hay do dao động.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 15
8.4.2. CHỈ TIÊU TÍNH
• Chỉ tiêu quan trọng nhất về khả năng làm việc của
trục là độ bền, 
Ngoài ra:
- Để chi tiết máy làm việc được bình thường ta phải
tính chúng theo độ cứng, 
- Đối với trục quay nhanh ta còn phải tính toán trục
theo độ ổn định dao động.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 16
8.5. TÍNH TOÁN TRỤC THEO CHỈ TIÊU ĐỘ BỀN:
• Tính toán trục theo 3 bước:
– Tính sơ bộ, 
– Tính chính xác,
– Kiểm nghiệm sức bền mỏi theo hệ số an toàn.
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 17
8.5.1 Tính sơ bộ:
8.5.2 Tính chính xác:
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 18
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 19
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 20
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 21
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 22
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 23
8.5.2 Tính kiểm nghiệm:
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 24
8.6. TÍNH TỐN TRỤC THEO CHỈ TIÊU ĐỘ CỨNG:
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 25
8.7. TRÌNH TỰ TÍNH THIẾT KẾ TỐN TRỤC
10/18/2009 GV:NGUYỄN VĂN THẠNH 26
HẾT CHƯƠNG 8