Khi mô-men xoắn được truyền giữa trục và moay-ơ thông qua mối ghép then, lực tác dụng lên then làm phát sinh ứng suất cắt trong tiết diện chịu lực của then. Vì vậy, một trong những điều kiện cơ bản để đánh giá khả năng truyền mô-men của mối ghép là kiểm tra độ bền cắt của then.
1. Mô-men xoắn truyền cho phép theo độ bền cắt của then
Mô-men xoắn truyền cho phép được xác định theo công thức:
Trong đó
Tính mô-men xoắn truyền cho phép theo độ bền cắt của then
Tcắt =
τallow × b × Lf × d / 2
Nhập các thông số của then và trục:
MPa
mm
mm
mm
Mô-men xoắn truyền cho phép
0
N·m
= 0 N·mm
Phép tính
Lưu ý:
Kết quả trên là mô-men xoắn truyền cho phép được xác định
theo điều kiện độ bền cắt của then. Khi thiết kế mối ghép then
cần tiếp tục kiểm tra điều kiện ép mặt.
Tuy nhiên, kiểm tra độ bền cắt chưa phản ánh đầy đủ khả năng chịu tải của mối ghép then. Trong thực tế, ứng suất ép mặt thường là điều kiện cần được đặc biệt chú ý, do đó cần tiếp tục kiểm tra mô-men xoắn truyền cho phép theo độ bền ép mặt.
2. Mô-men xoắn truyền cho phép theo ép mặt – một then
Khi truyền mô-men xoắn, bề mặt làm việc của then tiếp xúc với rãnh then trên trục và moay-ơ, tạo ra ứng suất ép mặt. Trong thực tế thiết kế, đây thường là một trong những điều kiện quan trọng khi kiểm nghiệm độ bền của mối ghép then.
Đối với mối ghép sử dụng một then, mô-men xoắn truyền cho phép theo điều kiện ép mặt được xác định theo công thức:
Trong đó:
Tính mô-men xoắn truyền cho phép theo độ bền ép mặt – một then
Tép =
pallow × h × Lf × d / 4
Nhập các thông số của then và trục:
MPa
mm
mm
mm
Mô-men xoắn truyền cho phép theo ép mặt
0
N·m
= 0 N·mm
Phép tính
Lưu ý 1:
Kết quả trên là mô-men xoắn truyền cho phép được xác định
theo điều kiện ép mặt đối với mối ghép sử dụng một then.
Lưu ý 2: Ứng suất ép mặt cho phép p_allow phụ thuộc vào vật liệu của các chi tiết tham gia tiếp xúc, điều kiện tải và hệ số an toàn. Khi tính toán chính thức, cần tra giá trị ứng suất cho phép phù hợp với vật liệu và điều kiện làm việc thực tế.
Trong trường hợp cần tính toán nhanh hoặc ước lượng sơ bộ, đối với thép mềm có thể lấy: p_allow ≤ 6 kgf/mm². Quy đổi sang hệ SI: 6 kgf/mm² ≈ 58,8 MPa
Do đó, để tính nhanh có thể sử dụng gần đúng: p_allow ≈ 60 MPa
Giá trị 60 MPa chỉ nên sử dụng cho tính toán sơ bộ. Khi thiết kế chính thức cần xác định p_allow theo vật liệu thực tế và hệ số an toàn phù hợp.
3. Mô-men truyền cho phép theo ép mặt – nhiều then
Khi mô-men xoắn cần truyền lớn, một mối ghép có thể sử dụng nhiều then. Tuy nhiên, do sai số gia công và lắp ráp, tải trọng thực tế không phân bố hoàn toàn đều lên tất cả các then. Vì vậy, ngoài số lượng then, khi tính toán cần xét đến hệ số phân bố tải.
Điều kiện ép mặt có dạng: 
Trong đó:
Biên soạn: Lý Quang Việt
Tính toán then
Với điều kiện cho phép:
Suy ra mô-men xoắn truyền cho phép:
Tính mô-men xoắn truyền cho phép theo độ bền ép mặt – nhiều then
Tép,n =
ψ × pA × d × Lf × h × c × kef / 4
Nhập các thông số tính toán:
MPa
—
mm
mm
mm
then
—
Mô-men xoắn truyền cho phép theo ép mặt
0
N·m
= 0 N·mm
Phép tính
Lưu ý:
Khi sử dụng nhiều then, tải trọng có thể không phân bố đều
giữa các then. Hệ số kef được sử dụng để xét đến
ảnh hưởng của sự phân bố tải không đều này.
Điểm cần lưu ý là không nên đơn giản lấy khả năng truyền mô-men của một then nhân với số lượng then. Thành phần kₑf được sử dụng để xét đến thực tế rằng các then có thể không cùng chịu tải như nhau.
Biên soạn: Lý Quang Việt
Tính toán then
