Trụclà những thành phần quan trọng trong hệ thống cơ khí, đóng vai trò là xương sống hỗ trợ tất cả các thành phần truyền động trong khi truyền mô men xoắn và mô men uốn ổ trục. Thiết kế của trục không chỉ tập trung vào các đặc điểm riêng lẻ của nó mà còn phải xem xét sự tích hợp của nó với cấu trúc tổng thể của hệ thống trục. Tùy thuộc vào loại tải trọng gặp phải trong quá trình chuyển động và truyền lực, trục có thể được phân loại thành trục chính, trục truyền động và trục quay. Chúng cũng có thể được phân loại dựa trên hình dạng trục của chúng thành trục thẳng, trục lệch tâm, trục khuỷu và trục mềm.
Trục chính
1.Trục chính cố định
Loại trục chính này chỉ chịu được mô men uốn trong khi vẫn đứng yên. Cấu trúc đơn giản và độ cứng tốt của nó làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng như trục xe đạp.
2.Trục chính quay
Không giống như trục cố định, trục quay cũng chịu mô men uốn khi chuyển động. Chúng thường được tìm thấy trong trục bánh xe lửa.
Trục truyền động
Trục truyền động được thiết kế để truyền mô-men xoắn và thường dài hơn do tốc độ quay cao. Để ngăn ngừa rung động nghiêm trọng do lực ly tâm gây ra, khối lượng của trục truyền động được phân bổ đều dọc theo chu vi của nó. Các trục truyền động hiện đại thường sử dụng thiết kế rỗng, cung cấp tốc độ tới hạn cao hơn so với trục đặc, giúp chúng an toàn hơn và tiết kiệm vật liệu hơn. Ví dụ, trục truyền động ô tô thường được làm từ các tấm thép có độ dày đồng đều, trong khi các loại xe hạng nặng thường sử dụng ống thép liền mạch.
Trục quay
Trục quay có đặc điểm độc đáo là chúng có thể chịu được cả mômen uốn và mômen xoắn, khiến chúng trở thành một trong những thành phần phổ biến nhất trong thiết bị cơ khí.
Trục thẳng
Trục thẳng có trục tuyến tính và có thể được phân loại thành trục quang học và trục bậc. Trục thẳng thường được làm bằng đất, nhưng có thể được thiết kế rỗng để giảm trọng lượng trong khi vẫn duy trì độ cứng và độ ổn định xoắn.
1.Trục quang học
Có hình dạng đơn giản và dễ sản xuất, những trục này chủ yếu được sử dụng để truyền động.
2.Trục bậc thang
Một trục có mặt cắt dọc bậc được gọi là trục bậc. Thiết kế này giúp lắp đặt và định vị các thành phần dễ dàng hơn, dẫn đến phân phối tải hiệu quả hơn. Mặc dù hình dạng của nó giống như một thanh dầm có độ bền đồng đều, nhưng nó có nhiều điểm tập trung ứng suất. Do những đặc điểm này, trục bậc được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng truyền động khác nhau.
3.Trục cam
Trục cam là một thành phần quan trọng trong động cơ piston. Trong động cơ bốn thì, trục cam thường hoạt động ở một nửa tốc độ của trục khuỷu, nhưng nó vẫn duy trì tốc độ quay cao và phải chịu được mô-men xoắn đáng kể. Do đó, thiết kế của trục cam đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về độ bền và khả năng hỗ trợ của nó.
Trục cam thường được làm từ gang chuyên dụng, mặc dù một số được chế tạo từ vật liệu rèn để tăng độ bền. Thiết kế của trục cam đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc động cơ tổng thể.
4.Trục Spline
Trục Spline được đặt tên theo hình dạng đặc biệt của chúng, có rãnh then dọc trên bề mặt. Các rãnh then này cho phép các thành phần quay được lắp vào trục để duy trì chuyển động quay đồng bộ. Ngoài khả năng quay này, trục spline còn cho phép chuyển động theo trục, với một số thiết kế kết hợp cơ chế khóa đáng tin cậy cho các ứng dụng trong hệ thống phanh và lái.
Một biến thể khác là trục dạng ống lồng, bao gồm các ống trong và ngoài. Ống ngoài có răng bên trong, trong khi ống trong có răng bên ngoài, cho phép chúng khớp với nhau một cách liền mạch. Thiết kế này không chỉ truyền mô-men xoắn quay mà còn cung cấp khả năng kéo dài và co lại theo chiều dài, khiến nó trở nên lý tưởng để sử dụng trong cơ cấu chuyển số truyền động.
5.Trục bánh răng
Khi khoảng cách từ vòng tròn deendum của bánh răng đến đáy rãnh then là tối thiểu, bánh răng và trục được tích hợp thành một khối duy nhất, được gọi là trục bánh răng. Thành phần cơ khí này hỗ trợ các bộ phận quay và hoạt động kết hợp với chúng để truyền chuyển động, mô men xoắn hoặc mô men uốn.
6.Trục giun
Trục vít thường được chế tạo thành một khối thống nhất tích hợp cả vít và trục.
7.Trục rỗng
Một trục được thiết kế với tâm rỗng được gọi là trục rỗng. Khi truyền mô men xoắn, lớp ngoài của trục rỗng chịu ứng suất cắt cao nhất, cho phép sử dụng vật liệu hiệu quả hơn. Trong điều kiện mô men uốn của trục rỗng và trục đặc bằng nhau, trục rỗng giảm đáng kể trọng lượng mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.
Trục khuỷu
Trục khuỷu là một thành phần quan trọng trong động cơ, thường được làm từ thép kết cấu cacbon hoặc gang dẻo. Nó có hai phần chính: trục khuỷu chính và trục khuỷu thanh truyền. Trục khuỷu chính được lắp trên khối động cơ, trong khi trục khuỷu thanh truyền kết nối với đầu lớn của thanh truyền. Đầu nhỏ của thanh truyền được liên kết với piston trong xi lanh, tạo thành cơ cấu tay quay-thanh trượt cổ điển.
Trục lệch tâm
Trục lệch tâm được định nghĩa là trục có trục không thẳng hàng với tâm của nó. Không giống như các trục thông thường, chủ yếu tạo điều kiện cho các thành phần quay, trục lệch tâm có khả năng truyền cả tỷ số truyền và vòng quay. Để điều chỉnh khoảng cách tâm giữa các trục, trục lệch tâm thường được sử dụng trong các cơ cấu liên kết phẳng, chẳng hạn như hệ thống truyền động đai chữ V.
Trục linh hoạt
Trục linh hoạt chủ yếu được thiết kế để truyền mô-men xoắn và chuyển động. Do độ cứng uốn thấp hơn đáng kể so với độ cứng xoắn, trục linh hoạt có thể dễ dàng di chuyển xung quanh các chướng ngại vật khác nhau, cho phép truyền tải đường dài giữa nguồn điện chính và máy làm việc.
Các trục này tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền chuyển động giữa hai trục có chuyển động tương đối mà không cần thêm các thiết bị truyền trung gian, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đường dài. Thiết kế đơn giản và chi phí thấp góp phần vào sự phổ biến của chúng trong nhiều hệ thống cơ khí khác nhau. Ngoài ra, các trục linh hoạt giúp hấp thụ các cú sốc và rung động, nâng cao hiệu suất tổng thể.
Các ứng dụng phổ biến bao gồm các công cụ điện cầm tay, một số hệ thống truyền động trong máy công cụ, máy đo quãng đường và các thiết bị điều khiển từ xa.
1.Trục linh hoạt loại điện
Trục mềm loại công suất có kết nối cố định tại đầu khớp trục mềm, được trang bị ống trượt bên trong khớp ống. Các trục này chủ yếu được thiết kế để truyền mô-men xoắn. Một yêu cầu cơ bản đối với trục mềm loại công suất là độ cứng xoắn đủ. Thông thường, các trục này bao gồm các cơ chế chống đảo ngược để đảm bảo truyền một chiều. Lớp ngoài được chế tạo bằng dây thép có đường kính lớn hơn và một số thiết kế không bao gồm thanh lõi, tăng cường cả khả năng chống mài mòn và tính linh hoạt.
2.Trục linh hoạt loại điều khiển
Trục mềm loại điều khiển chủ yếu được thiết kế để truyền chuyển động. Mô men xoắn mà chúng truyền chủ yếu được sử dụng để vượt qua mô men xoắn ma sát được tạo ra giữa trục mềm dạng dây và ống. Ngoài độ cứng uốn thấp, các trục này cũng phải có độ cứng xoắn đủ. So với trục mềm loại công suất, trục mềm loại điều khiển được đặc trưng bởi các đặc điểm cấu trúc của chúng, bao gồm sự hiện diện của thanh lõi, số lớp quấn nhiều hơn và đường kính dây nhỏ hơn.
Cấu trúc của trục linh hoạt
Trục mềm thường bao gồm một số thành phần: trục mềm dạng dây, khớp trục mềm, ống mềm và khớp ống mềm.
1.Trục mềm dây
Trục mềm bằng dây, còn được gọi là trục mềm, được cấu tạo từ nhiều lớp dây thép quấn lại với nhau, tạo thành mặt cắt ngang hình tròn. Mỗi lớp bao gồm nhiều sợi dây quấn cùng lúc, tạo cho nó cấu trúc tương tự như lò xo nhiều sợi. Lớp dây trong cùng được quấn quanh một thanh lõi, với các lớp liền kề được quấn theo hướng ngược nhau. Thiết kế này thường được sử dụng trong máy móc nông nghiệp.
2. Khớp trục linh hoạt
Khớp trục linh hoạt được thiết kế để kết nối trục công suất đầu ra với các thành phần làm việc. Có hai loại kết nối: cố định và trượt. Loại cố định thường được sử dụng cho các trục linh hoạt ngắn hơn hoặc trong các ứng dụng mà bán kính uốn vẫn tương đối không đổi. Ngược lại, loại trượt được sử dụng khi bán kính uốn thay đổi đáng kể trong quá trình vận hành, cho phép chuyển động lớn hơn bên trong ống để thích ứng với các thay đổi về chiều dài khi ống uốn cong.
3.Ống và mối nối ống
Ống mềm, còn được gọi là vỏ bảo vệ, có tác dụng bảo vệ trục mềm của dây khỏi tiếp xúc với các thành phần bên ngoài, đảm bảo an toàn cho người vận hành. Ngoài ra, nó có thể lưu trữ chất bôi trơn và ngăn bụi bẩn xâm nhập. Trong quá trình vận hành, ống mềm cung cấp hỗ trợ, giúp trục mềm dễ xử lý hơn. Đáng chú ý, ống mềm không quay cùng với trục mềm trong quá trình truyền, cho phép vận hành trơn tru và hiệu quả.
Hiểu biết về các loại và chức năng khác nhau của trục là rất quan trọng đối với các kỹ sư và nhà thiết kế để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy tối ưu trong các hệ thống cơ khí. Bằng cách lựa chọn loại trục phù hợp cho các ứng dụng cụ thể, người ta có thể nâng cao hiệu quả và tuổi thọ của máy móc. Để biết thêm thông tin chi tiết về các thành phần cơ khí và ứng dụng của chúng, hãy theo dõi các bản cập nhật mới nhất của chúng tôi!
Thời gian đăng: 15-10-2024
