Bài tập lớn Dung sai lắp ghép đề số 10 Học viện Kĩ thuật Quân sự Chuẩn chỉ nuôn

Cho bộ phận máy như hình vẽ II1 , chuyển động được chuyền từ động cơ điện qua bánh đai 6 đến trục 1 nhờ mối ghép then hoa và giữa trụ và bánh đai 3 lắp cố định trên trục thông qua mối ghép trụ trơn (bằng lắp ghép có độ dôi hoặc kết hợp với mối ghép then) để chuyền mô men xoắn lên trục tiếp theo. Trục 1 được đỡ trên 2 ổ lăn 4 lắp trong lỗ thân máy số 2. Bánh đai 6 được không chế chuyển động dọc trục nhờ bu lông 7 và vòng đệm 10, vòng đệm 8 chặn ổ, nắp ổ số 5.

Bài tập lớn dung sai

I/- Tính toán khe hở hoặc độ dôi trong mối ghép giữa trục và bạc.

- Dung sai của lỗ : TD= ES – EI = 0,025 – 0 = 0,025

- Dung sai của trục: Td= es – ei = - 0,025 – (- 0,050) = 0,025

- Đặc tính của mối ghép: Ta thấy đây là mối ghép có độ hở

Smax = Dmax - dmin = ES – ei = 0,025 – (- 0,050) = 0,075

Smin = Dmin - dmax = EI – es = 0 – (-0,025) = 0,025

2

- Dung sai của lỗ: TD= ES – EI = - 0,007 – (- 0,028 ) = 0,021.

- Dung sai của trục: Td= es – ei = 0,028 – 0,015 = 0,013

- Đặc tính của mối ghép: Ta thấy đây là mối ghép có độ dôi

Nmax = dmax- Dmin = es – EI = 0,028 – (- 0,028 ) = 0,056

Nmin = dmin- Dmax = ei – ES = 0,015 – (- 0,007 ) = 0,008

TD Td

b- Lắp ghép phối hợp:

6

730

- Mô đun đàn hồi của chi tiết Thép 35X : ED= 2,1.1011 N/m2

- Mô đun đàn hồi của chi tiết trục (bị bao) thép : Ed = 2,1.1011 N/m2

- Hệ số Poátxông của bạc (bánh răng) Thép 35X : D = 0,3

- Hệ số Poátxông của trục (Thép 30Г) : d = 0,3

- Vật liệu chi tiết Bạc (bánh răng) Thép 35X có : = 28.107 N/m2

- Vật liệu chi tiết trục Thép 30Г có : = 32 107 N/m2

8,2N N 76,86

* Theo bài ta có độ nhám bề mặt của lỗ : Rz = 3,2 ( m)

- Tra bảng 3-15: Tương đương với cấp độ nhám bề mặt 8

- Vậy tra bảng 3-10: Có cấp chính xác cho lỗ là IT6

- Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho hệ thống lỗ: 50 6H

- Tra bảng ta có: ES = + 0,016 ; EI = +0,000

* Theo bài ra ta có độ nhám bề mặt của trục : Rz = 3,2 ( m)

- Tra bảng 3-15: Tương đương với cấp độ nhám bề mặt 8

- Vậy tra bảng 3-10: Có cấp chính xác cho trục là IT6

- Do đó: Tra bảng theo TCVN 2245-77 ta chọn kiêu lắp ghép cho trục

1- Xác định các thông số kích thước cơ bản của ổ:

- Tra bảng về thông số ổ lăn: ổ lăn 306 là loại ổ bi đỡ một dãy cỡ nặng cócác thông số:

01 Ký hiệu quy ước ổ 306

2 – Chọn kiểu lắp ghép vòng trong với trục và vòng ngoài với vỏ máy.

Theo bài ra thì tải trọng vòng ngoài là 3T: Tra bảng II – 5 ta có:

Tải trọng hướng tâm

tác dụng lên ổ lăn

Vòng quay Dạng tải trọng

Vòng trong Vòng ngoàiKhông đổi về phương

và quay lực quay có trị

số lớn hơn

Vòng trong Cục bộ (e) Chu kỳ (e)

a- Chọn kiểu lắp ghép cho vòng ngoài của ổ lăn với vỏ máy::

- Vòng trong tải trọng chu kì

- Theo bài ra ta chọn lắp ghép theo hệ thống lỗ:

- Cấp chính xác của ổ lăn là cấp 6

- Tính cường độ tải trọng PR:

- Trong đó: B’= B – 2r =19 – 2.2 = 15

- Tra bảng 3 – 20 (trang 89): Ta có hệ số tính đến mức giảm độ dôi: F =1

- Tra bảng 3 – 21 (trang 89): Ta có hệ số phân bố không đều của lực hướng tâm FA= 1

Từ điều kiện làm việc cuả ổ lăn làm việc là 1 Tra bảng 3-19 ta có:Tải trọng

va đập và rung động nhẹ, quá tải đến 150% ta có hệ số tải trọng động K = 1 d

4- Phân tích chọn kiểu lắp giữa bạc với trục, giữa nắp với lỗ thân máy.

a- Chọn kiểu lắp giữa bạc với trục:

- Bạc (8) làm nhiệm vụ, chống sự dịch chuyển dọc trục của bánh răng (3),nên bạc không chịu tải trọng hướng tâm hay mô men xoắn Do đó ta chọnkiểu lắp cho bạc với trục có khe hở nhỏ và không để đường kính ngoài

chùm vòng ngoài ổ bi

Do đó ta chọn kiểu lắp cho bạc là H7

Tra bảng ta có: 0,021

030

 -Đối với trục: Theo như phần 2 đã tính toán, chọn kiểu lắp: h6

Tra bảng ta có: 30h6hay 3000,013

b- Chọn kiểu lắp giữa nắp và lỗ thân máy:

- Nắp (5) làm nhiệm vụ chặn ổ bi chống sự dịch chuyển dọc trục của ổ sangphải, giữ chất bôi trơn của ổ không để chảy ra ngoài Nắp được cố định nhờ các bulông nên ta chọn kiểu lắp có khe hở nhỏ để khi tháo lắp được dễ dàng mà vẫn đảmbảo yêu cầu kỹ thuật

IV/- Xác định xác suất xuất hiện khe hở và độ dôi :

- Theo kích thước mối ghép giữa trục 1 và bạc 8 ở phần 4 câu 3 và theo bảng

+ Smax= Dmax- dmin = ES – ei = 16,5+ 13 = 29,5

+ Nmax= dmax - Dmin= es – EI = 0 + 16,5 = 16,5

-Để xác định sai lệch X1 ,X của các kích thước trong đó so với kích thước 2

TB là: 1 2 2 1 332 132 5,9

Theo lý thuyết xác suất thống kê toán học, xác suất xuất hiện mỗi ghép có

khe hở tuân theo luật phân bố chuẩn

Đặc trưng của quy luật phân bố là :

Điểm c ứng với giá trị N=0 và S=0 có tọa độ là x ,từ đồ thị ta có: c

6,5

1,15,9

Tra bảng tích phân Laplas, ta được:

Vậy xác suất xuất hiện độ dôi và khe hở tính theo phần trăm là:

( ) 0,5 ( 1,1) 0,5 0,3643 0,1357

( ) 0,5 ( 1,1) 0,5 0,3643 0,8643

Xác suất xuất hiện khe hở khi lắp loạt kích thước trục và lỗ:86,43% và xác suất

xuất hiện dộ dôi khi lắp ghép loạt kích thước trục với lỗ là:13,57%

V/- Lắp ghép then:

1- Chọn kích thước then:

- Kích thước trục và lỗ: Lấy theo (câu 2): 50

1 Chọn kiểu then: loại III

- Các thông số của then tra bảng 5-17 (SGK) có:

r lớnnhất

- Chiều dài then ta chọn : l = 35 mm

2- Quyết định kiểu lắp cho mối ghép then giữa trục và bánh răng:

- Then được sản xuất hàng loạt, quá trình làm việc không chịu tải dọc trục màchỉ truyền mô men xoắn nhỏ Vậy ta chọn kiểu lắp trung gian với các kíchthước sau:

+ Chiều rộng then: h9 Tra bảng: 14h9

+ Chiều rộng rãnh then trên trục: 14N9

+ Chiều rộng rãnh then trên bánh răng: 14Js9

+ Chiều dài then :35h14 350,0000,620



+ Chiều cao then: 9h11

3- Lập sơ đồ phân bố dung sai mối ghép:

12

: MDS chiều rộng rãnh then trên trục

: MDS chiều rộng rãnh then trên trục

4- Vẽ mối ghép và tách từng chi tiết, ghi lên đó ký hiệu lắp ghép, sai lệch

bằng chữ và số Các yếu tố hình dáng hình học khác và độ bóng bề mặt.

6 50 6

H p



C CC

1- Mối lắp ghép then giữa trục và bánh răng

0,042 0,026

14

-000 , 0 620 , 0

VI/- Lắp ghép then hoa:

Lắp ghép giữa bánh đai 6 và trục 1 bằng then hoa

1- Phân tích chọn then hoa:

- Từ kết quả tính toán ổ lăn :

- Đường kính trong của ổ lăn là: 30

Vậy chọn đường kính ngoài của then hoa là: ; chọn D = 28

Chọn then hoa loại trung bình Tra bảng 52- 24 có kích thước then hoa là:

z x d x D = 6 x 23 x 28

z.d.D then zSố

đườngkính d(mm)

đườngkínhD(mm)

Bềdàythen b(mm)

d1khôngnhỏhơn

akhôngnhỏhơn

f

rkhôngqualớn

kínhthướcdanhnghĩa

Sailệchgiớihạn

Trong đó: z - Là số then trong mối ghép then hoa

d - Là đường kính trong của trục và lỗ then hoa

D- Là đường kính ngoài của trục và lỗ then hoa

b - Là chiều dày then và chiều rộng của rãnh then

2- Phân tích chọn kiểu lắp ghép cho mối ghép:

Theo TCVN trong mối ghép then hoa có 3 phương pháp đồng tâm các chi tiết then hoa:

Đồng tâm theo đường kính ngoài (D)

- Đồng tâm theo đường kính trong (d)

- Đồng tâm theo bề mặt bên (b)

Theo bài trong mối ghép chi tiết quay không đảo chiều, lỗ then đòi hỏi có độcứng không cao Để đơn giản và đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật ta chọn

phương pháp đồng tâm theo vòng đường kính ngoài (D) Để đảm bảo dẫn hướng và tránh va đập, ngoài việc chế tạo chính xác đường kính ngoài ta cần chế tạo chính xác các kích thước bề mặt (b) Từ phân tích trên và các thông

số cơ bản của then hoa ta chọn được kiểu lắp:

3-Lắp ghép then bánh răng

021 , 0 021 , 0

14



Tra bảng dung sai ta có:

0,130 0,000 0,300 0,430

8

7

F f

4- Vẽ mối ghép, tách chi tiết, ghi ký hiệu lắp ghép, sai lệch bằng chữ và

số mối ghép và chi tiết.

VII/- Mối ghép ren:

Bánh đai được cố định theo phương dọc trục nhờ bu lông 7 bắt vào đầu trục 1.Tra bảng II-6 có:

- Đường kính ren: Dr = d – (10-:-20)mm Theo phần VI : Ta có: d= 23

ta chọn; Dr = 23 - 11 = 12 (mm)

- Bước ren: P = 1,5 (mm)

- Cấp chính xác và sai lệch:

11 23

11

H a





0,010 0,022



8 6 7

F f

0,020 0,041





0,028 0,010



0,013 0,000



0,021 0,000



- Miền dung sai của đai ốc: 7H

- Miền dung sai của bu lông: 6g

Chọn ren hệ mét, vậy mối ghép ren đã chọn sẽ là: 12 1,57

6

H

g

Theo TCVN 2248-77xác định kích thước danh nghĩa của đường kính ngoài,

đường kính trung bình và đường kính trong của ren là: (Tra bảng 37, 38 trang 101

-105 "Sổ tay dung sai" ta có kết quả sau):

Chi

tiết Đường kính

Kích thước (mm) TCVN 2248-77 Sai lệch (mm)

Danhnghĩa

Lớnnhất

- Tra bảng II-7 ta có:

Sai số đường kính trung bình đai: D2= 0,429

Nửa góc frôfin bên phải: ( )

b Kết luận: Ren đai ốc đạt yêu cầu

VIII/- Truyền động bánh răng.

- Các dữ liệu của đầu bài đã cho

Bánh răng của bộ phận máy đã cho là bánh trụ răng thẳng, của hộp tốc độ thông dụng, chế độ làm việc cơ bản của bánh răng như bảng II-8 là:

1 Quyết định mức chính xác cho mức chính xác động học, làm việc êm

và tiếp xúc mặt răng, chọn răng đối tiếp mặt răng.

- Cấp chính xác: Vì bánh răng trong bộ phận máy đã cho là bánh răng trụ thẳng của hộp tốc độ thông dụng, có vận tốc V= 610 m/s Theo bảng 5.1 và 5.2 (BTDS) ta chọn cấp chính xác cho mức chính xác động học là cấp 7.Độ chính xác cho mức làm việc êm và tiếp xúc mặt răng là cấp 7 Truyền động phân độ nên chiều quay thay đổi, yêu cầu khe hở nhỏ do vậy chọn dạng ăn khớp E

- Cấp sai lệch khoảng cách trục là: II

- Giá trị khe hở cạnh răng cần thiết : J nmin= 40 m

- Ký hiệu cấp chính xác truyền động bánh răng:

- Theo chiều cao răng:

- Theo chiều dài răng:

- Theo chiều cao răng:

- Theo chiều dài răng:

* Sai lệch khoảng cách trục

fa = 20

IX/- Ghi kích thước cho bản vẽ chi tiết.

Bài toán nghịch Kích thước danh nghĩa khâu thành phần A i (mm) Sai lệch khâu khép

A 11 A 12 A 13 A 14 A 15 A 11 A 12 A 13 A 14 A 15

40 B+0,5 A 4-1

6 i

6 5

A11

A03

A03 A12

A13

A04 A9

- Khâu khép kín: A01.

- Khâu thành phần tăng:A8

Vậy có:

- Khâu thành phần giảm: A1; A2; A3; A4; A5; A6; A7;

* Xác định dạng bài toán: Đây là bài toán nghịch vì:

- Đã biết kích thước danh nghĩa, các khâu thành phần

- Biết kích thước giới hạn khâu kép kín

- Ta đi tìm dung sai, sai lệch khâu thành phần

- Chọn khâu A8 là khâu bù và nó là khâu tăng

- Các khâu từ A1-:-A7 là khâu giảm tra sai lệch trục cơ bản (Trục cơ bản có vịtrí miền dung sai là h)

1 8

8

1( m it it P ig ig)

1 8

8

1( m it it P ig ig)

* Xác định dạng bài toán: Đây là bài toán nghịch vì:

- Đã biết kích thước danh nghĩa, các khâu thành phần

- Biết kích thước giới hạn khâu kép kín

- Ta đi tìm dung sai, sai lệch khâu thành phần

- Tra bảng 3-1 trang 30 (DSLG) ta có cấp chính xác chọn được là IT6.

- Chọn khâu A9 là khâu bù và là khâu tăng

- Các khâu từ A10 là khâu giảm tra sai lệch trục cơ bản (Trục cơ bản có vị trímiền dung sai là h)

10,400 ( 0,070) ( 0,084) ( 1).0,302 0,0561

- Đã biết kích thước danh nghĩa, các sai lệch giới hạn khâu thành phần

- Ta đi tìm dung sai, sai lệch khâu kép kín

* Giải:

- Vì xác định kích thước giải bài toán thuận của chuỗi kính thước.+ Kích thước danh nghĩa của A3 theo công thức:

A A12  A2 19,5 19 0,5 

+ Dung sai của được xác định theo công thức:

+ Sai lệch của được xác định theo công thức:

p m

- Đây là bài toán thuận vì:

- Đã biết kích thước danh nghĩa, các sai lệch giới hạn khâu thành phần

- Ta đi tìm dung sai, sai lệch khâu kép kín

+ Sai lệch của được xác định theo công thức:

- Đây là bài toán thuận vì:

- Đã biết kích thước danh nghĩa, các sai lệch giới hạn khâu thành phần

- Ta đi tìm dung sai, sai lệch khâu kép kín

* Giải:

- Vì xác định kích thước giải bài toán thuận của chuỗi kính thước.+ Kích thước danh nghĩa của A3 theo công thức:

A A14 (A3A4A5) 65 (35 10 19) 1    

+ Dung sai của được xác định theo công thức:

+ Sai lệch của được xác định theo công thức:

- Đây là bài toán thuận vì:

- Đã biết kích thước danh nghĩa, các sai lệch giới hạn khâu thành phần

- Ta đi tìm dung sai, sai lệch khâu kép kín

A

X- Kiểm tra chi tiết: ( Theo mối ghép tiêu chuẩn)

1- Thiết kế ca líp thợ để kiểm tra đường kính đoạn lắp trục với bạc 8 và kích

thước lỗ bạc Giả thiết định kích thước và sai lệch cấp chính xác của mối

- Kích thước danh nghĩa của ca líp kiểm tra chi tiết lỗ:

- Kích thước danh nghĩa của ca líp kiểm tra chi tiết trục:

31



0,000 0,016

39

0,021 0,000 19,5  0,000

0,025

34

0,000 0,620

33

0,000 0,100