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 125


CHNG X: Khớp nối

Đ1- Khái niệm chung
1- Khái niệm và phân loại
Khớp nối dùng để nối các trục hoặc chi tiết máy. Ngoài ra khớp nối còn được dùng để
làm một số công việc khác như: đóng mở cơ cấu, giảm tải trọng động, ngăn ngừa quá tải,
điều chỉnh tốc độ...
Theo công dụng khớp nối được chia thành:
Nối trục: Dùng để nối cố định các trục, chỉ khi nào dừng máy, tháo nối trục thì các
trục mới rời nhau. Nối trục có các loại: nối trục chặt, nối trục bù, nối trục đàn hồi v.v...
Ly hợp: Dùng để nối hoặc tách các trục hoặc các chi tiết máy quay khác trong bất kỳ
lúc nào. Ly hợp có các loại: ly hợp ăn khớp, ly hợp ma sát, ly hợp điện từ...
Ly hợp tự động: Có thể tự động nối hoặc tách các trục hoặc các chi tiết máy quay
khác. Ly hợp tự động có các loại: ly hợp an toàn, ly hợp ly tâm, ly hợp một chiều...
2- Sơ lược về tính toán khớp nối
Các loại khớp nối thông dụng đã được tiêu chuẩn hoá. Các kích thước chủ yếu của khớp
nối được cho trong các sổ tay. Khớp nối được chọn theo mô men xoắn theo điều kiện:
T
t
= KT T
b
m (10.1)
trong đó:
T
t
- mômen xoắn tính toán;
T - mômen xoắn danh nghĩa;

K - hệ số chế độ làm việc (tra bảng);
T
b
- mômen xoắn cho phép của khớp nối (tra bảng).
Chú ý: với mỗi trị số mômen xoắn, khớp nối có một số đường kính trong khác nhau
để thích ứng với đường kính trục khác nhau. Sau khi tra được các kích thước cơ bản của
khớp nối, trong trường hợp cần thiết còn cần kiểm nghiệm độ bền của khâu yếu nhất trong
khớp nối.

2- Nối trục
1- Nối trục chặt: dùng để nối cứng các trục có đường tâm trên một đường thẳng và
không di chuyển tương đối với nhau.
a- Nối trục ống (hình 10.1):
đường kính trục không quá 60
70mm.
Trong tính toán phải kiểm nghịêm
điều kiện bền của ống:


x
x
dD
KTD




)(2,0
44
(10.2)

và phải kiểm nghiệm điều kiện bền
cắt của chốt:


c
c
c
dd
KT




2
4
(10.3)
trong đó:
Các kích thước D, d như trên hình,
d
c
- đường kính chốt,
Các đại lượng T, K như ở công thức
(10.1).
b- Nối trục đĩa: (hình 10.2)
dùng rất phổ biến. Trong tính toán cần kiểm
Hình 10.1: Nối trục ống


Hình 10.2: Nối trục đĩa


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 126

nghiệm bu lông bắt mặt bích (có hoặc không có khe
hở).
2-Nối trục bù: Nối các trục bị nghiêng hoặc bị lệch
đối với nhau một khoảng nhỏ do chế tạo, lắp ghép thiếu
chính xác, hoặc do biến dạng đàn hồi (hình 10.3). Nối
trục bù phân thành:
a-Nối trục răng (hình 10.4): dùng nhiều trong
thực tế với mômen xoắn khá lớn T = 700 ~ 10
6
Nm, vận
tốc v < 25 m/s, hiệu suất khá cao ( = 0,985 0,995),
nhưng thường kèm theo lực hướng tâm phụ F
r
= (0,15
0,2)F
t
,với F
t
là lực vòng tra theo đường kính D
o
.
Trong tính toán, ngoài việc phải kiểm nghiệm:
T
t
= KT T
bảng


còn phải kiểm nghiệm độ bền mòn của răng theo công
thức:


p
bzmo
KT
p
22
9,
(10.4)
trong đó:
m mô đun,
z số răng,
b chiều dài răng.
b- Nối trục xích (hình
10.5): dùng nhiều trong máy
mỏ, thường quay một chiều vận
tốc thấp (n < 1500v/p).
Trong tính toán cần kiểm
nghiệm hệ số an toàn cho xích
theo quan hệ:


s
F
Q
s
t




)5,12,1(
(10.5)

c-Nối trục có đệm vuông,
nối trục chữ thập (hình 10.6):
chế tạo tương đối đơn giản, có
thể chịu được tải lớn, vận tốc
thấp (loại chữ thập), vận tốc
tương đối cao(loại đệm vuông
tếch tô lít).
Trong tính toán phải kiểm
nghiệm về áp suất:
- đối với nối trục chữ thập:
p
max
=

p
hD
KT

2
8
(3.4-6)
- đối với nối trục đêm vuông:
p
max
=


p
ha
KT

2
8
(3.4-7)
trong đó các kích thước như trên hình vẽ.
d- Nối trục bản lề: (hình 10.7)dùng để nối
hai trục có đường tâm nghiêng với nhau một góc

Hình 10.3: Độ lệch của nối trục bù

Hình 10.4: Nối trục răng

Hình 10.5: Nối trục xích

Hình 10.6: Nối trục có đệm vuông
(nối trục chữ thập)
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 127

40 ~ 45
0
, hoặc góc giữa hai trục thay đổi khi máy làm việc. Nối trục bản lề gồm hai nửa
nối trục A và B có hình cái chạc, nối với nhau bằng bộ phận chữ thập C. Bộ phận này có
thể chuyển động tương đối đối với chạc nhờ hai cặp bản lề. Vì hai cặp bản lề vuông góc với
nhau nên nối trục có thể truyền chuyển động quay giữa các trục có góc nghiêng lớn.
















Hình 10.7: Nối trục chữ thập

3- Nối trục đàn hồi: Giảm được va đập và
chấn động, đề phòng cộng hưởng, bù được
phần nào độ lệch của trục .
Nối trục đàn hồi có nhiều loại :
a- Nối trục lò xo xoắn ốc trụ (hình 10.8):
Thường nối các chi tiết ăn khớp có tải
lớn (bánh răng, bánh vít) với trục.
Trong tính toán phải kiểm nghiệm lò xo.
b- Nối trục vòng đàn hồi (hình 3. 4.9):
Cấu tạo tương đối đơn giản, dùng khá
phổ biến với tải trung bình.
Trong tính toán phải nghiệm bền dập
cho vòng đàn hồi và nghiệm bền uốn cho
chốt.

c- Nối trục răng lò xo (hình 10.10):
Chế tạo tương đối phức tạp, truyền
được tải lớn và chịu va đập.
Trong tính toán phải kiểm nghiệm bền
cho răng và lò xo.














Hình 10..9 Nối trục vòng đàn hồi

Hình 10.8 Nối trục lò xo xoắn ốc trụ
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 128

Đ3- Ly hợp:
1- Ly hợp ăn khớp
Ly hợp ăn khớp lại bao gồm ly hợp
vấu và ly hợp răng.






a-Ly hợp vấu (hình 10.11): một
nửa ly hợp được lắp với trục, nửa kia
lắp trên đoạn cuối của trục thứ hai
bằng then dẫn hướng hoặc then hoa.
Đóng mở ly hợp nhờ tay gạt móc vào
răng 5. Khi đóng ly hợp, vấu của
chúng gài vào nhau, nhờ đó
mômen xoắn được truyền đi, bề mặt
làm việc là bề mặt bên của các vấu.
Tiết diện vấu hình chữ nhật (hình
10.11b) ít dùng vì khó định tâm, tiết
diện vấu hình thang cân (hình
10.11c) dùng khi trục quay 2 chiều,
tiết diện vấu hình thang lệch (hình 10.11d) dùng khi trục quay 1 chiều. Vòng 4 dùng để
định tâm các trục.
Trong tính toán phải kiểm nghiệm sức bền dập và uốn cho vấu:

d
1
d
bhzD
KT2

(10.8)
trong đó: z- số vấu, các kích thước như trên hình vẽ.
b-Ly hợp răng (hình 10.12): có kết cấu tương tự như nối trục răng. Đóng mở ly hợp

bằng cách di động dọc trục một trong hai nửa ly hợp. Để dễ đóng mở, răng thẳng prôfin
thân khai phải được vê đầu răng. Đôi khi dùng bánh răng di động để làm nửa ly hợp có
răng ngoài (hình 10.12b). Ly hợp hoà đồng bộ (hình 10.12c) thường dùng trong hộp số
ôtô là một dạng của ly hợp răng (xem thêm [1]).














Hình 10.12: Ly hợp răng
2 Ly hợp ma sát
Ly hợp ma sát truyền mô men xoắn nhờ ma sát sinh ra khi ép các bề mặt tiếp xúc. Khi
đóng ly hợp, mômen xoắn tăng dần theo mức độ tăng lực ép.

a)




Hình 3.4.11: Ly hợp vấu
b)


c)
b) c) d)
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 129

ưu điểm :
- Cho phép đóng ly hợp bất kỳ lúc nào;
- Thao tác êm, không có va đập;
- Có khả năng thay đổi vận tốc trục bị dẫn một cách điều hoà;
- Có thể điều chỉnh thời gian khởi động (thời gian tăng tốc) của trục bị dẫn;
- Có thể điều chỉnh trị số mômen giới hạn truyền qua ly hợp, vì vậy có thể dùng ly hợp
ma sát để ngăn quá tải.
Nhược điểm:
- Không bảo đảm chính xác tốc độ (do có trượt);
- Không cho phép các trục lệch nhau;
- Lực dọc trục khá lớn.
Theo hình dạng bề mặt ma sát, ly hợp ma sát được phân thành ba loại:
- Ly hợp đĩa ma sát (hình 10.13a);
- Ly hợp côn ma sát (hình 10.13b);
- Ly hợp côn trụ ma sát.
a- Ly hợp côn ma sát (hình 10.13b)
Bề mặt làm việc là bề mặt côn (mặt
côn trong thường cố định). Để tránh tự
hãm, góc nghiêng > = arctgf (f là hệ
số ma sát bề mặt tiếp xúc).Thường lấy
= 8
0
15
0

. Để có đủ ma sát cần có lực dọc
trục :

tb
a
Df
KT
F
'
2
(10.9)
trong đó: f = f /sin

- hệ số ma sát thay thế.
ở đây phải kiểm nghiệm áp suất trung bình trên bề mặt làm việc:

p
bd
F
p
k
a


sin
4
(10.10)
b- Ly hợp đĩa ma sát (hình 10.13a)
Bề mặt làm việc vuông góc với trục. Đĩa 1 cố định, đĩa 3 di động, có thể gắn đệm ma sát
2 vào một trong hai đĩa đó. Để có đủ ma sát cần có lực dọc trục :

tb
a
rf
KT
F
'
(10.11)
trong đó: - r
tb
= (D
1
+D
2
)/4 - bán kính trung bình của bề mặt làm việc,
- Thường lấy D
1
/D
2
= 2 1,5.
c- Ly hợp nhiều đĩa ma sát (hình 10.14)
Để có đủ ma sát cần có
lực dọc trục :

tb
a
zrf
KT
F
'
(10.12)

trong đó : z là số đĩa, các
thông khác như trên.
ở đây cũng phải
kiểm nghiệm áp suất
trung bình trên bề mặt
làm việc:


p
DD
F
p
a



2
2
2
1
4

(10.13)
Hình 10.13: Ly hợp ma sát

Hình 10.14: Ly hợp nhiều đĩa ma sát