Hướng dẫn kỹ thuật · phương pháp và lời khuyên thực tế

Tính đường kính trục chịu xoắn

Tính chọn trục kết hợp mô-men truyền với ứng suất tiếp cho phép để xác định đường kính tối thiểu lý thuyết.

Đã xem xét ngày

Trục đặcTrục rỗngTTDDdDmin ∝ ∛(T / τadm) · f(d/D)
Hai tiết diện được ghi kích thước riêng; mô-men T được thể hiện bằng mũi tên nhỏ bên ngoài mà không che hình học.

Trục đặc

Với trục tròn đặc, τmax = 16T/(πD³). Đảo công thức để tìm đường kính nhỏ nhất.

Gợi ý thực hành: ghi rõ mô-men nhập vào là định mức, lớn nhất hay đã nhân hệ số.

Trục rỗng

Nếu k = d/D cố định, mômen quán tính cực là πD⁴(1−k⁴)/32.

Với trục chịu tải chu kỳ, kiểm tra mỏi thường nghiêm ngặt hơn kiểm tra tĩnh.

Kiểm tra thiết kế thực

τmax = 16T/(πD³)

Kết quả phải được kiểm tra thêm về mỏi, khía, rãnh then, độ cứng, tốc độ tới hạn và khả năng chế tạo.

Cách này hiệu quả nhưng làm tăng khối lượng, quán tính và kích thước tổng thể.

4. Đặc hay rỗng?

Trục rỗng có thể cho tỷ lệ khối lượng–độ cứng tốt vì vật liệu gần trục đóng góp ít vào mô men cực.

Tuy nhiên phải quy định d/D hoặc chiều dày thành. Sau đó kiểm tra chế tạo, lắp ráp, mối hàn có thể có và mất ổn định cục bộ.

5. Danh sách kiểm tra trước khi phê duyệt

Đường kính lý thuyết chỉ là bước đầu.

  • Chọn kích thước thực sự có sẵn và tính lại.
  • Kiểm tra góc xoắn và độ cứng.
  • Xét tập trung ứng suất do vai và rãnh.
  • Kiểm tra uốn cộng xoắn bằng Von Mises tại cùng điểm.
  • Phân tích mỏi nếu mô-men hoặc uốn biến thiên.
  • Kiểm tra tốc độ tới hạn, ổ lăn, rãnh then và liên kết.

Áp dụng số

Ví dụ trục đặc

T = 1.000 N·m và τcp = 60 MPa.

  1. Đồng nhất đơn vị.
  2. Tính Dmin = [16T/(πτcp)]^(1/3).
  3. Chọn đường kính thực tế lớn hơn.
  4. Tính lại d = 31,8 mm và τ = 78,61 MPa.

Kết quả: Đường kính lý thuyết khoảng 44 mm; lựa chọn thực có thể lớn hơn.

Xoắn Saint-Venant của trục tròn. Mở nguồn chính xác ↗

Để kiểm tra và tìm hiểu sâu

Tài liệu trực tiếp

Mỗi liên kết dẫn tới đúng trang của khóa học, tiêu chuẩn hoặc ấn phẩm đã dùng, không phải trang chủ chung.

  1. Hệ đơn vị quốc tế, ấn bản thứ 9MIT OpenCourseWareTài liệu chính thức về đơn vị, ký hiệu và chuyển đổi.
  2. University PhysicsOpenStaxCác chương mở về cơ học, chất lưu, điện và nhiệt.