NAI i HOI c QUOA c GIA TP HOA CHI MINH t

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Trần Thiên Phúc THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY CÔNG DỤNG CHUNG NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH - 2011 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Phần THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY CÔNG DỤNG CHUNG Chương MỞ ĐẦU 11 Chương TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 2.1 Phân loại chọn sơ đồ hộp giảm tốc 2.2 Chọn động điện 2.3 Phân phối tỉ số truyền 2.4 Bảng thông số kỹ thuật 2.5 Ví dụ 12 12 15 20 21 23 Chương TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 3.1 Các quan hệ hình học chủ yếu truyền bánh 3.2 Thiết kế truyền bánh 3.3 Bôi trơn bánh 3.4 Ví dụ 35 35 39 62 62 Chương TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT 4.1 Các thơng số hình học chủ yếu truyền trục vít 4.2 Thiết kế truyền trục vít 4.3 Ví dụ 101 101 104 115 Chương TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 5.1 Các thơng số hình học chủ yếu truyền đai 5.2 Vận tốc tỉ số truyền 5.3 Lực ứng suất truyền đai 5.4 Hiện tượng trượt 5.5 Thiết kế truyền động đai dẹt 5.6 Thiết kế truyền động đai hình thang 5.7 Thiết kế truyền đai có bánh căng 5.8 Ví dụ 121 121 121 122 124 124 131 136 137 Chương TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 6.1 Tổng quan truyền xích 6.2 Thiết kế truyền xích 6.3 Kiểm nghiệm truyền xích 142 142 142 150 4  6.4 Thơng số truyền xích lực tác dụng lên trục 6.5 Ví dụ Chương THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 7.1 7.2 7.3 7.4 Khái niệm chung Thiết kế trục Tính mối ghép then then hoa Ví dụ Chương THIẾT KẾ Ổ TRỤC 8.1 Thiết kế gối đỡ trục dùng ổ lăn 8.2 Thiết kế gối đỡ trục dùng ổ trượt Chương KHỚP NỐI 9.1 9.2 9.3 9.4 Nối trục chặt Nối trục bù Nối trục đàn hồi Ví dụ Chương 10 THIẾT KẾ KẾT CẤU CHI TIẾT MÁY VÀ BÔI TRƠN HỘP GIẢM TOÁC 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 Cấu tạo bánh răng, trục vít, bánh vít Cấu tạo bánh đai Cấu tạo đĩa xích Hộp giảm tốc Kết cấu hộp giảm tốc hàn Bơi trơn hộp giảm tốc Chương 11 CÁC CHI TIẾT PHỤ 11.1 Định vị ổ trục vỏ hộp 11.2 ng lót nắp ổ 11.3 Vú tra mỡ ổ lăn 11.4 Lót kín phận ổ Chương 12 SỐNG LĂN 12.1 12.2 12.3 12.4 Cơ sở lý thuyết Thiết kế sống lăn Ghép nối sống lăn Ví dụ 153 153 158 158 159 169 175 185 185 211 229 229 233 238 243 244 244 253 254 256 276 276 286 286 294 297 298 313 313 320 323 325 Chương 13 DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 Dung sai, lắp ghép mặt trơn Độ nhám bề mặt Độ xác bề mặt Dung sai, lắp ghép chi tiết máy ăn khớp Dung sai, lắp ghép chi tiết máy ghép Dung sai, lắp ghép chi tiết đỡ Các quy định việc trình bày dung sai, lắp ghép thuyết minh vẽ Phần CÁC BẢNG TRA CỨU THÔNG SỐ 327 327 332 333 335 339 341 343 351 Chương 14 Phụ lục - bảng tra dung sai lắp ghép bề mặt trơn 353 Chương 15 Phụ lục - bảng tra dung sai hình dạng, vị trí nhám bề mặt 410 Chương 16 Phụ lục - bảng tra dung sai truyền động bánh 439 Chương 17 Phụ lục - bảng tra dung sai lắp ghép ổ lăn 469 Chương 18 Phụ lục - bảng tra dung sai lắp ghép then then hoa 476 Chương 19 Phụ lục - bảng tra tiêu chuẩn động ổ lăn - sống lăn 492 TAØI LIỆU THAM KHẢO 539 LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế chi tiết máy, cụm chi tiết máy toàn máy khí nhiệm vụ khơng thể thiếu người kỹ sư Cơ khí Cơng việc cần phải “đồng hành” với môn học, kỹ khác có liên quan Vẽ kỹ thuật, Dung sai - Lắp ghép, tra cứu bảng biểu… Tập sách THI T K CHI TI T MÁY CÔNG D NG CHUNG đời nhằm giúp cho kỹ sư Cơ khí, sinh viên Cơ khí thuận lợi cơng tác thiết kế máy Tập sách bao gồm hai phần sau: Phần 1: THI T K CÁC CHI TI T MÁY CƠNG D NG CHUNG, trình bày bước thiết kế hệ thống truyền biến đổi chuyển động, từ chọn động điện phù hợp, thiết kế truyền trong, truyền ngồi tính tốn chi tiết máy đỡ, chi tiết máy ghép thông dụng lựa chọn dung sai, lắp ghép thích hợp cho chúng Phần 2: LI T KÊ CÁC B NG TRA C U THƠNG S , trình bày hệ thống bảng tra giá trị tiêu chuẩn, quy định phục vụ cho cơng việc tính tóan thiết kế chi tiết máy nói Tập sách hồn thành với đóng góp cơng sức cho việc trình bày hình thức, tính tốn ví dụ sưu tầm bảng tra cứu từ nguồn, kể từ nhà sản xuất nhiều sinh viên thuộc Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TPHCM Tác giả xin chân thành cám ơn ghi nhận đóng góp sinh viên Lê Thanh Quang, Võ Minh Thịnh, Nguyễn Võ Trung Chánh, Nguyễn Hồng Đức, Trương Tấn Lộc Cao Đình Điền Tập sách thực với nghiêm túc cố gắng hết mức tác giả, nhiên khó tránh khỏi sơ sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng từ quý vị để hoàn thiện tập sách Mọi ý kiến đóng góp, trao đổi nội dung tập sách xin đuợc gởi Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TPHCM Số 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, TP Hồ Chí Minh Điện thoại: 08.38654535 Email: vpkck@hcmut.edu.vn Tác giả Trần Thiên Phúc Phần THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY CÔNG DỤNG CHUNG MỞ ĐẦU 11 Chương MỞ ĐẦU 1.1 BA THÀNH PHẦN CỦA MỘT MÁY CƠ KHÍ Các máy móc khí thơng thường chia thành ba thành phần: - Thành phần sinh động điện, động đốt trong, động thủy lực khí nén… Đây thành phần có nhiệm vụ biến loại lượng thành làm nguồn lượng cho họat động hệ thống máy - Thành phần chấp hành (hay gọi cấu chấp hành) trục máy công cụ, gầu ngoạm máy đào hay tay gắp cánh tay robot… Đây thành phần có nhiệm vụ biến thành chuyển động có ích thực nhiệm vụ cụ thể hệ thống máy - Thành phần truyền biến đổi chuyển động (hay cịn gọi hệ thống dẫn động khí) Đây thành phần kết nối hai thành phần nói trên, làm nhiệm vụ chuyển từ nguồn đến nơi tiêu thụ biến đổi dạng thức chuyển động thành dạng chuyển động cần thiết Thông thường động thành phần sinh có chuyển động quay tròn (ngoại trừ động tịnh tiến linear motor với đặc điểm đắt tiền), cấu chấp hành có dạng thức chuyển động phong phú tịnh tiến, quay, lắc, quay gián đoạn…Vì lý thành phần truyền biến đổi chuyển động đóng vai trị quan trọng hệ thống máy móc 1.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN VÀ BIẾN ĐỔI CHUYỂN ĐỘNG Hệ thống truyền biến đổi chuyển động máy móc khí cấu tạo từ chi tiết máy Do đó, việc tính tốn thiết kế máy khí đồng nghĩa với việc tính toán thiết kế loại chi tiết máy Dĩ nhiên, để cơng việc tính tốn mang tính bao qt xác hơn, ta khơng tính tốn chi tiết máy độc lập đơn lẻ mà lưu ý đến ảnh hưởng lên chi tiết máy cụm chi tiết máy toàn máy Số chủng loại chi tiết máy nhiều, nhiên số chủng loại chi tiết máy thường sử dụng khơng nhiều nhóm thường gọi chi tiết máy công dụng chung Một đặc điểm cần lưu ý chi tiết máy công dụng chung hầu hết tiêu chuẩn hóa phần chúng tiêu chuẩn hóa Chính ngồi việc tính tốn thiết kế, việc tính tốn để lựa chọn theo tiêu chuẩn công việc thường thấy thiết kế chi tiết máy công dụng chung Trong khuôn khổ giới hạn tập tài liệu này, đề cập đến tính tốn thiết kế lựa chọn chi tiết máy cơng dụng chung mà thơi CHƯƠNG 12 Chương TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 2.1 PHÂN LOẠI VÀ CHỌN SƠ ĐỒ HỘP GIẢM TỐC Hộp giảm tốc cấu gồm truyền bánh hay trục vít, tạo thành tổ hợp biệt lập để giảm số vịng quay truyền cơng suất từ động đến máy công tác u điểm hộp giảm tốc hiệu suất cao, có khả truyền công suất khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắn sử dụng đơn giản Hộp giảm tốc phân loại theo đặc điểm: - Loại truyền động (bánh trụ, bánh cơn, trục vít, bánh - trục vít) - Số cấp (một cấp, hai cấp…) - Vị trí tương đối trục không gian (nằm ngang, thẳng đứng…) - Đặc điểm sơ đồ động (khai triển, đồng trục, có cấp tách đôi…) 2.1.1 Hộp giảm tốc bánh đồng trục u điểm Cho phép giảm kích thước chiều dài, trọng lượng hộp giảm tốc so với loại hộp giảm tốc khác Nhược điểm - Nhược điểm hộp giảm tốc đồng trục khả tải trọng cấp nhanh chưa dùng hết lực sinh trình ăn khớp bánh cấp TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN, PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 13 chậm lớn nhiều so với cấp nhanh, khoảng cách trục cấp lại - Hạn chế khả chọn phương án bố trí kết cấu chung cuả thiết bị dẫn động có đầu trục vào đầu trục - Khó bơi trơn phận ổ trục hộp - Khoảng cách gối đỡ trục trung gian lớn, muốn bảo đảm trục đủ bền cứng cần phải tăng đường kính trục - Do đó, hộp giảm tốc đồng trục dùng 2.1.2 Hộp giảm tốc phân đôi (cấp nhanh cấp chậm) u điểm - Tải trọng phân bố ổ trục - Sử dụng hết khả vật liệu chế tạo bánh cấp chậm cấp nhanh - Bánh phân bố đối xứng so với ổ, tập trung tải trọng theo chiều dài so với sơ đồ khai triển thông thường Nhược điểm - Chiều rộng hộp giảm tốc tăng lên - Cấu tạo phận ổ phức tạp - Số lượng chi tiết gia công tăng Lưu ý: Khi chọn ổ cho hộp giảm tốc phân đơi nên chọn loại ổ cho trục cịn lại có khả điều chỉnh vị trí theo chiều trục để bù lại sai số góc nghiêng banh (ổ tự lựa) 2.1.3 Hộp giảm tốc khai triển Thường dùng với phạm vi tỉ số truyền u = ÷ 30, giới hạn umax = 50 (tiêu chuẩn GOST 2188 – 55 CHƯƠNG 14 Nhược điểm - Bánh phân bố không đối xứng gối tựa Vì tải trọng phân bố khơng ổ trục - Các ổ trục chọn theo phản lực lớn nên trọng lượng hộp giảm tốc có tăng so với loại sơ đồ khác 2.1.4 Hộp giảm tốc côn - trụ u điểm Truyền momen xoắn chuyển động quay trục giao Nhược điểm - Giá thành đắt, khó chế tạo địi hỏi khắt khe dung sai - Khó lắp ráp - Khối lượng kích thước lớn so với hộp giảm tốc bánh trụ 2.1.5 Hộp giảm tốc trục vít Tùy theo vị trí tương đối giữ trục vít bánh vít, sơ đồ hộp giảm tốc trụv vít chia thành ba loại chính: trục vít đặt bên, đặt đặt cạnh Đối với hộp giảm tốc trục vít đặt dưới, xác suất rơi bột kim loại, sản phẩm mài mòn vào chỗ ăn khớp so với loại có trục vít đặt Hộp giảm tốc có trục vít đặt cạnh dùng để dẫn động cấu xoay cần trục CHƯƠNG 13 336 13.4.2 Cấp xác truyền động ăn khớp Tiêu chuẩn Việt Nam quy định 12 cấp xác chế tạo bánh truyền động, chúng ký hiệu giảm dần từ tinh đến thô theo dãy số 1, 2,…, 12 Hiện cịn số cấp xác chưa đưa vào sử dụng nên tiêu chuẩn chưa quy định trị số sai lệch giới hạn dung sai thống số nói cấp Ba thơng số đánh giá mức xác động học, mức làm việc êm mức tiếp xúc bánh truyền chọn cấp xác khác dựa chức hoạt động bánh truyền Như trình bày phần trên, thơng số quan trọng chức hoạt động bánh truyền lựa chọn cấp xác cao hơn, thơng số cịn lại chọn cấp xác thấp Tuy nhiên, việc phối hợp mức có cấp xác khác phải tuân theo nguyên tắc: mức làm việc êm bánh truyền có cấp xác khơng cao q hai cấp thấp cấp so với mức xác động học; mức tiếp xúc cấp xác chênh lệch khơng q cấp so với mức làm việc êm 13.4.3 Tiêu chuẩn Việt Nam dung sai - lắp ghép chi tiết máy ăn khớp a) Lựa chọn tiêu đánh giá mức xác Người thiết kế chọn cấp xác cho truyền động bánh cách tính toán cụ thể (dựa quan hệ động học, tính tốn bền…), dùng phương pháp chun gia (xác định kinh nghiệm), tra bảng Tài liệu cung cấp bảng khuyến dụng lựa chọn cấp xác cho bánh truyền theo tốc độ vòng phương pháp tạo hình bánh (bảng 16.14), lựa chọn cấp xác theo tính thiết bị dùng bánh (bảng 16.15) Tùy thuộc vào cấp xác chế tạo mà người ta lựa chọn cụ thể thông số kiểm tra thông số đánh giá mức xác Chúng ta tham khảo bảng 16.3, 16.4, 16.5 để chọn thông số kiểm tra phù hợp cho việc đánh giá mức xác động học, mức làm việc êm mức tiếp xúc b) Mức xác động học Để đánh giá mức xác động học, tiêu chuẩn Việt Nam quy định người thiết kế chọn dùng theo cấp xác tiêu sau: sai số động học bánh (F’ir), sai số tích lũy bước k bước (Fpr Fpkr), độ đảo hướng tâm vành (Frr), sai số lăn (Fcr), độ dao động khoảng pháp tuyến chung (Fvwr), độ dao động khoảng cách trục đo sau vòng quay (F”ir) sai số động học truyền (F’ior) Đối với truyền động bánh trụ thân khai có mơđun từ 1mm đến 55mm, đường kính vịng chia đến 6.300mm, chiều rộng vành đến 14.250mm, tham khảo tiêu chuẩn quy định dung sai cho phép tiêu đánh giá mức xác động học trình bày bảng 16.7 16.8 Đối với truyền bánh trụ thân khai, trị số dung sai sai lệch giới hạn tiêu sai số động học truyền F’ior dung sai tính theo cơng thức: F’io = F’i1 + F’i2 với F’i1, F’i2 dung sai động học bánh thứ thứ truyền DUNG SAI LẮP GHÉP 337 c) Mức làm việc êm Để đánh giá mức làm việc êm, tiêu chuẩn Việt Nam quy định người thiết kế chọn dùng theo cấp xác tiêu sau: sai số động học cục bánh (f’ir), sai số bước ăn khớp (fpbr), sai số bước (fptr), sai số profile (ffr), độ dao động khoảng cách trục đo sau (f”ir), sai số chu kỳ tần số bánh (fzzr), sai số chu kỳ tần số k bánh (fzkr), sai số chu kỳ tần số truyền (fzzor) sai số chu kỳ tần số k truyền (fzkor) Đối với truyền động bánh trụ thân khai có mơđun từ 1mm đến 55mm, đường kính vịng chia đến 6.300mm, chiều rộng vành đến 14.250mm, tham khảo tiêu chuẩn quy định dung sai cho phép tiêu đánh giá mức làm việc êm trình bày bảng 16.10 16.11 d) Mức tiếp xúc Để đánh giá mức tiếp xúc răng, tiêu chuẩn Việt Nam quy định người thiết kế chọn dùng theo cấp xác tiêu sau: sai số hướng (Fβr), sai số tổng đường tiếp (Fkr), sai số bước dọc tính theo phương pháp tuyến (Fpxnr), độ khơng song song trục (fxr), độ xiên trục (fyr), vết tiếp xúc tổng truyền vết tiếp xúc tức thời truyền Đối với truyền động bánh trụ thân khai có mơđun từ 1mm đến 55mm, đường kính vịng chia đến 6.300mm, chiều rộng vành đến 14.250mm, tham khảo tiêu chuẩn quy định dung sai cho phép tiêu đánh giá mức tiếp xúc trình bày bảng 16.12 16.13 e) Mức khe hở cạnh Các truyền hoạt động bình thường phải bảo đảm khe hở cạnh lớn giá trị khe hở cạnh cần thiết jnmin, không lớn giá trị khe hở cho phép lớn Để đánh giá mức khe hở cạnh răng, tiêu chuẩn Việt Nam quy định người thiết kế chọn dùng tiêu sau: độ dịch chuyển phụ nhỏ profile gốc (EHS), sai lệch nhỏ khoảng pháp tuyến chung (Ews), sai lệch nhỏ khoảng pháp tuyến chung trung bình (Ewms), sai lệch giới hạn khoảng cách tâm đo Ea”s Ea”I, sai lệch nhỏ chiều dày (Ecs), sai lệch giới hạn khoảng cách trục (far) (dùng cho truyền có khoảng cách trục không điều chỉnh được) trị số khe hở cạnh cần thiết (jnmin) (dùng cho truyền có khoảng cách trục điều chỉnh được) Đối với truyền động bánh trụ thân khai có mơđun từ 1mm đến 55mm, đường kính vịng chia đến 6.300mm, chiều rộng vành đến 14.250mm, tham khảo tiêu chuẩn quy định dung sai cho phép tiêu đánh giá mức khe hở cạnh trình bày bảng từ 16.17 đến 16.25 Việc lựa chọn giá trị thích hợp bảng phụ thuộc vào dạng đối tiếp truyền cấp xác chế tạo chúng Căn vào cấp xác bánh truyền, tiêu chuẩn quy định dạng đối tiếp bánh dùng cho truyền Dạng đối tiếp bánh truyền lựa chọn theo trị số khe hở cạnh cần thiết jnmin (tham khảo bảng 16.16) Đối với bánh trụ, cone, hypoide truyền động trục vít trụ với module từ 1mm trở lên, tiêu chuẩn Việt Nam quy định dạng đối tiếp ký hiệu là: H, E, D, C, B A theo hướng tăng dần giá trị khe hở cạnh cần thiết jnmin tăng dần từ H đến A CHƯƠNG 13 338 Hình 13.1 Dạng nối tiếp bánh Tương ứng với dạng đối tiếp này, tiêu chuẩn quy định loại dung sai khe hở cạnh Tjn ký hiệu x, y, z, a, b, c, d h theo hướng giảm dần giá trị dung sai Dạng đối tiếp H, E tương ứng với loại dung sai h dạng D, C, B, A tương ứng với loại d, c, b a Riêng truyền động bánh cone, hypoide với module từ 1mm trở lên, tiêu chuẩn quy định loại dung sai a, b, c, d h Thông thường dạng đối tiếp yêu cầu loại dung sai Tjn tương ứng, ví dụ A-a, B-b Trong trường hợp cần thiết, cho phép kết hợp dạng đối tiếp với loại dung sai khơng tương ứng, ví dụ B-a, B-x Giá trị khe hở cạnh cần thiết jnmin bao gồm hai thành phần sau: - Khe hở cạnh cần thiết để bù trừ dãn nở nhiệt: jn1 = a[t1 (t1 – t) – t2 (t2 – t)]2sin, Trong a khoảng cách trục (mm), t1 t2 hệ số giãn nở nhiệt tương ứng với vật liệu bánh thân hộp (oC-1), t1, t2 nhiệt độ làm việc giới hạn bánh thân hộp mà khe hở cạnh tính theo chúng, t nhiệt độ ban đầu Với góc profile thơng thường  = 20o cơng thức trở thành jn1 = 0,684a[t1(t1 – t) – t2(t2 – t)] - Khe hở cạnh cần thiết để dịch chuyển màng dầu bôi trơn mặt làm việc chọn từ 10mn(m) đến 30mn(m) theo hướng tăng dần tốc độ làm việc truyền Như khe hở cạnh cần thiết truyền động phải thỏa điều kiện: jnmin  jn1 + jn2 Khe hở cạnh cho phép lớn là: jnmax = jnmin + (TH1 + TH2 + 2fa)2sin  Với góc profile  = 20o jnmax = jnmin + 0,684(TH1 + TH2 + 2fa), TH1,TH2 dung sai độ dịch chuyển prôfin gốc bánh dẫn bị dẫn truyền động lấy theo bảng 16.18, fa sai lệch giới hạn khoảng cách trục lấy theo bảng 16.16 DUNG SAI LẮP GHÉP 339 f) Dung sai, lắp ghép truyền bánh cone Đối với truyền động bánh cone, bánh hypoide thân khai có mơđun pháp trung bình từ 1mm đến 56mm, đường kính vịng chia trung bình đến 400mm, profile gốc thẳng với góc profile 200, tiêu chuần Việt Nam quy định theo mục TCVN 1687-86 Tương tự bánh trụ, tiêu chuẩn quy định 12 cấp xác, dạng đối tiếp loại dung sai khe hở bánh Dựa theo hướng dẫn bảng 16.30, 16.31 16.32, tiến hành lựa chọn tiêu đánh giá mức xác động học, mức làm việc êm, mức tiếp xúc Trình tự tính tốn, lựa chọn tra cứu dung sai cho phép cho tiêu mức xác khe hở cạnh tiến hành tương tự trình bày phần bánh trụ nêu g) Dung sai lắp ghép mối lắp bánh trục Thông thường, bánh lắp trục mối lắp với bề mặt trụ trơn có khơng có then Các mối lắp ghép tham khảo phần I chương này, để đơn giản thuận tiện hơn, tham khảo bảng 16.28 với mối lắp ghép khuyến dụng tùy vào chức hoạt động bánh Trên bảng này, phương pháp lắp ghép thích hợp với mối lắp trình bày 13.5 DUNG SAI, LẮP GHÉP CÁC CHI TIẾT MÁY GHÉP 13.5.1 Tiêu chuẩn Việt Nam dung sai - lắp ghép chi tiết ghép then Các loại then then bán nguyệt (thuộc loại then ghép lỏng) thường lắp cố định trục cho phép trượt dọc trục so với bạc theo kích thước chiều rộng b Chính thế, mối lắp ghép then - trục thường chọn có độ dơi nhằm bảo đảm then khơng dịch chuyển q trình sử dụng, ngược lại mối lắp then - bạc thường chọn có độ hở nhằm bù trừ sai số vị trí rãnh then chế tạo Vì mối lắp kích thước bị bao (then) với hai kích thước bao (rãnh trục rãnh bạc) nên mối lắp ghép phải chọn theo hệ thống trục Các kích thước then then bán nguyệt tham khảo bảng 18.2, 18.4, 18.5 Trong kiếu lắp tiêu chuẩn thông thường cho mối ghép then, miền dung sai bề rộng then thường chọn h9 Tùy thuộc vào số yêu cầu khác lựa chọn miền dung sai cho kích thước rãnh lỗ sau: - Kiểu lắp ghép thông dụng dùng sản xuất hàng loạt then lắp với trục theo kiểu N9 JS với bạc theo h9 h9 - Nếu chiều dài then lớn then lắp với rãnh bạc theo D10 H9 với rãnh trục theo h9 h9 - Trong sản xuất đơn then lắp với rãnh trục theo kiểu - Đối với then dẫn hướng then lắp với rãnh bạc theo P9 h9 D10 N9 với rãnh trục theo h9 h9 CHƯƠNG 13 340 Chúng ta tham khảo bảng 18.1 để lựa chọn kiểu lắp ghép cho phù hợp tùy theo tính hoạt động then Sai lệch giới hạn kích thước khơng tham gia lắp ghép mối ghép then then bán nguyệt liệt kê bảng 18.2, 18.3, 18.5 13.5.2 Tiêu chuẩn Việt Nam dung sai - lắp ghép chi tiết ghép then hoa a) Dung sai - lắp ghép then hoa chữ nhật Trong mối lắp ghép then hoa chữ nhật, trục bạc then hoa thường tiếp xúc với theo hai ba yếu tố sau đây: đường kính (d), đường kính ngồi (D) bề rộng then (b) Mục đích mối ghép bảo đảm truyền moment xoắn làm đồng tâm hai chi tiết tham gia lắp ghép Có ba phương án làm đồng tâm: đồng tâm theo bề mặt đường kính ngồi D, theo bề mặt đường kính d theo bề mặt bên b Việc lựa chọn yếu tố tiếp xúc mối ghép dựa vào phương án làm đồng tâm nói trên, cụ thể: - Khi chọn phương pháp làm đồng tâm theo D, mối lắp ghép thực theo yếu tố D b - Khi chọn phương pháp làm đồng tâm theo d, lắp ghép thực theo yếu tố d b - Khi chọn phương pháp làm đồng tâm theo b, lắp ghép thực theo yếu tố b mà Bảng 18.6 liệt kê giá trị tiêu chuẩn kích thước then hoa chữ nhật Miền dung sai kích thước lỗ trục then hoa chữ nhật trình bày bảng 18.7 18.8 Các lắp ghép gợi ý sử dụng theo ba phương án định tâm trình bày bảng 18.9, 18.10, 18.11, riêng gợi ý sử dụng lắp ghép cho chiều rộng b chọn phương án định tâm theo đường kính d đường kính ngồi D trình bày lần lược bảng 18.12 18.13 Miền dung sai đường kính khơng định tâm tất phương án trình bày bảng 18.14 b) Dung sai - lắp ghép then hoa thân khai: Đường kính danh nghĩa, module số mối ghép then hoa thân khai liệt kê bảng 18.15 Lắp ghép then hoa dạng thân khai thực theo hai yếu tố kích thước: kích thước bề mặt làm đồng tâm (đường kính vịng chân đường kính vịng đỉnh then hoa) bề mặt bên then hoa Miền dung sai khuyến dụng kích thước vịng chân Df, vịng đỉnh da, chiều dày danh nghĩa vòng chia rãnh bạc e, chiều dày danh nghĩa vòng chia trục s trình bày bảng 18.17 18.18 Miền dung sai sai lệch giới hạn chiều dày danh nghĩa vòng chia trục chiều rộng danh nghĩa vòng chia rãnh bạc then hoa thân khai tham khảo bảng 18.19 Miền dung sai đường kính khơng định tâm (khơng tham gia q trình lắp ghép) tương ứng với phương án định tâm trình bày bảng 18.20 Chúng ta sử dụng bảng 18.21 để lựa chọn thích hợp giá trị độ đảo hướng kính so với đường tâm yếu tố khơng tham gia q trình định tâm DUNG SAI LẮP GHÉP 341 13.6 DUNG SAI, LẮP GHÉP CÁC CHI TIẾT ĐỢ 13.6.1 Tiêu chuẩn Việt Nam dung sai - lắp ghép ổ lăn a) Lựa chọn kiểu lắp cho vòng ổ lăn Khi làm việc, ổ lăn tiếp xúc với trục thân hộp ở, lần lược, đường kính vịng đường kính ngồi vịng ngồi Để chọn kiểu lắp cho hai vị trí lắp này, vào kết cấu, điều kiện sử dụng, đặc tính tác dụng dạng tải trọng mà vòng ổ lăn phải chịu Các vòng ổ lăn chịu ba dạng tải trọng sau đây: dạng tải chu kỳ (tải tuần hoàn), tải cục tải dao động Khi vòng ổ lăn chịu tải hướng tâm với phương cố định (Pc) vòng cố định chịu tải cục bộ, vòng quay chịu tải chu kỳ Khi vịng ổ lăn chịu tải hướng tâm với phương quay (Pv) vịng quay chịu tải cục bộ, cịn vịng cố định chịu tải chu kỳ Khi vòng ổ lăn chịu tác dụng đồng thời hai loại lực xuất trường hợp sau đây: - Nếu Pc > Pv vịng quay chịu tải chu kì, vịng cố định chịu tải dao động - Nếu Pc < Pv vịng quay chịu tải cục (cường độ tải thay đổi theo thời gian) vòng cố định chịu tải chu kỳ Vì mục đích phân bố lượng mòn theo chu vi vòng, vòng chịu tải chu kỳ thường lắp theo kiểu lắp có độ dơi, ngược lại vịng chịu tải cục dao động thường lắp ghép kiểu lắp có độ hở để tác động va đập chấn động, vòng ổ lăn bị xê dịch chút thay đổi miền chịu lực Có thể tham khảo bảng 17.1 để chọn lắp ghép cho vòng ổ lăn chịu tải cục tải dao động Hình 13.2 Lắp ghép ổ lăn CHƯƠNG 13 342 Đối với vòng ổ lăn chịu tải chu kỳ, kiểu lắp ghép chọn phụ thuộc vào giá trị cường độ tải trọng (PR) tác dụng lên ổ Giá trị tính sau: PR  R kn F FA B kN/m đó: R - phản lực hướng kính tác dụng lên ổ (N) B’ - chiều rộng lắp ổ (chiều rộng trừ hai góc lượn mép ổ) kn - hệ số động học lắp ghép (khi tải trọng va đập rung vừa phải, tải đến 150% chọn 1; tải trọng va đập rung mạnh, tải đến 300% chọn 1,8) F - hệ số tính đến mức độ làm giảm độ dôi mối lắp ghép trục rỗng vỏ hộp có thành mỏng, tham khảo bảng 17.3 FA - hệ số tính đến phân bố không tải trọng hướng tâm dãy lăn bi ổ lăn côn hai dãy ổ bi chặn đỡ kép, có lực chiều trục A tác dụng A lên ổ Giá trị phụ thuộc vào đại lượng cotg  (với  góc tiếp xúc bi R lăn với đường lăn vịng ngồi ổ) trình bày bảng 17.4 Để chọn mối lắp thích hợp cho vòng ổ lăn chịu tải chu kỳ nói trên, tham khảo bảng 17.1 Miền dung sai lắp ghép cho vòng ổ lăn chọn theo chế độ làm việc, kích thước, kết cấu cấp xác chế tạo ổ lăn trình bày bảng 17.5 17.6 b) Lựa chọn độ xác bề mặt độ nhám bề mặt cho vị trí lắp ổ lăn Khi lựa chọn độ xác bề mặt độ nhám bề mặt cho vị trí có lắp ổ vẽ chi tiết, cần tuân theo quy định sau: - Sai lệch độ tròn sai lệch profile mặt cắt dọc tiết diện bề mặt trục lỗ thân hộp lắp với ổ lăn không vượt lần lược 1/2 dung sai đường kính áp dụng cho ổ có cấp xác 0, 1/4 dung sai đường kính áp dụng cho ổ có cấp xác - Độ đảo mặt mút vai trục vai trục giả (bạc chặn dọc trục) lỗ hộp lắp với ổ liệt kê bảng 17.7 - Độ nhám bề mặt lắp ghép với ổ lăn trình bày bảng 17.8 DUNG SAI LẮP GHÉP 343 Hình 13.3 c) Dung sai - lắp ghép ổ trượt Trong lắp ghép ổ trượt, bạc trượt lắp với trục vỏ ổ theo đường kính ngồi Các mối lắp ghép xem mối lắp ghép bề mặt trụ trơn, lựa chọn mối lắp ghép cho ổ trượt, sử dụng hướng dẫn phần I chương 13.7 CAÙC QUY ĐỊNH VỀ VIỆC TRÌNH BÀY DUNG SAI - LẮP GHÉP TRÊN THUYẾT MINH VÀ BẢN VẼ 13.7.1 Các quy định việc trình bày dung sai - lắp ghép thuyết minh Trên thuyết minh tài liệu thiết kế cần dành riêng phần để trình bày dung sai - lắp ghép sử dụng thiết kế Các giá trị trình bày dạng bảng thống kê dung sai sau: Bảng 13.1 Tên lắp ghép Ký hiệu Bao Bánh - trục Then 12 - bạc Đặc tính lắp ghép Dung sai Bị bao Độ hở Min Độ dôi max max 25 H7/k6 +0,021 +0,015 +0,002 -0,015 +0,019 -0,019 +0,015 8D10/h9 +0,098 +0,040 -0,036 +0,040 +0,134 -0,134 -0,040 Tất mối lắp sử dụng thiết kế bao gồm mối lắp có trình bày vẽ lắp (mối lắp bánh - trục, mối lắp trục - ổ, mối lắp thân hộp - ổ,…), mối lắp khơng trình bày vẽ lắp (mối lắp then - bánh răng, mối lắp then - trục,…) phải trình bày bảng thống kê dung sai CHƯƠNG 13 344 13.7.2 Các quy định việc trình bày dung sai - lắp ghép vẽ a) Bản vẽ chi tiết Bản vẽ chi tiết vẽ dành cho công đoạn tạo hình chi tiết, vẽ tất kích thước phải ghi dung sai chế tạo rõ ràng Các dung sai hình dáng, vị trí bề mặt độ nhám bề mặt phải ghi đầy đủ Riêng vẽ truyền ăn khớp, người thiết kế phải lập bảng kê thông số chế tạo, thông số kiểm tra thông số khác Cần ý vẽ chế tạo thông thường người ta tránh ghi chế độ lắp (trường hợp ngoại lệ: chi tiết cấu tạo từ nhiều chi tiết ghép lại bánh vis, ổ trượt, …) - Dung sai kích thước chế tạo, - Dung sai hình dáng, vị trí bề mặt Khi thể dung sai hình dáng, kích thước bề mặt vẽ kỹ thuật, tham khảo bảng liệt kê sau đây: Ký hiệu Ý nghĩa Dung sai độ phẳng bề mặt A 0,05mm Dung sai độ thẳng bề mặt A 0,1mm toàn chiều dài bề mặt Dung sai độ trụ bề mặt A 0,01mm Dung sai độ tròn bề mặt A 0,03mm Dung sai profile mặt cắt dọc mặt A 0,01mm DUNG SAI LẮP GHÉP Ký hiệu 345 Ý nghĩa Dung sai độ song song bề mặt B so với bề mặt A 0,1mm chiều dài 100mm Dung sai độ vng góc mặt B so với mặt A 0,1mm Dung sai độ đồng trục bề mặt A B 0,1mm Dung sai độ đối xứng mặt B so với đường tâm lỗ A 0,04mm Dung sai độ giao hai đường tâm lỗ 0,05mm Dung sai độ đảo hướng kính bề mặt C so với đường tâm chung hai mặt A, B 0,04mm Dung sai độ đảo mặt mút B so với đường tâm mặt A 01mm theo đường kính 50mm CHƯƠNG 13 346 Lưu ý: Dấu hiệu - Độ nhám bề mặt: Bảng liệt kê cách thể ký hiệu độ nhám bề mặt quy ước vẽ kỹ thuật: Ý nghĩa Ký hiệu Dấu dùng để ký hiệu độ nhám vẽ Giải thích Dấu hiệu dùng để ký hiệu độ nhám bề mặt H = (1,5 – 3)h Dấu hiệu dùng để ký hiệu độ nhám cần dẫn phương pháp gia công bề mặt Trước giá trị số khơng có chữ giá trị thông số Ra Chỉ dẫn thông số đánh giá độ nhám giá trị số thông số Các thông số khác Ra phải ghi ký hiệu vào trước giá trị số Ký hiệu nhám có bổ sung dạng gia công bề mặt Chỉ định dạng gia công bảo đảm yêu cầu độ nhám bề mặt Giá trị số Ra Rz giá trị giới hạn lớn (độ nhám thô cho phép) tính theo m Khi thể giá trị độ nhám bề mặt yêu cầu vẽ kỹ thuật, tham khảo cách ghi trình bày bảng đây: Thể độ nhám vẽ chế tạo Ý nghĩa Độ nhám bề mặt theo Ra không lớn 0,2μm bề mặt trục, 0,4μm bề mặt lỗ nhỏ 0,8μm lỗ lớn 6,3μm mặt khơng có dẫn ký hiệu độ nhám (các bề mặt cịn lại có u cầu độ nhám giống ký hiệu độ nhám đặt góc bên phải vẻ chi tiết) DUNG SAI LẮP GHÉP 347 Thể độ nhám vẽ chế tạo Ý nghĩa Yêu cầu độ nhám bề mặt theo thông số Rz ghi ký hiệu thể hình vẽ mặt phẳng lỗ Yêu cầu độ nhám bề mặt ghi đường biểu diễn bề mặt chia bánh Độ nhám bề mặt theo Ra không lớn 1,6μm bề mặt bánh trụ bánh cone Khi cần phương pháp gia cơng bảo đảm đạt độ nhám u cầu ghi bổ sung phương pháp gia công vào ký hiệu Ví dụ độ nhám bề mặt theo Ra khơng lớn 0,2μm với phương pháp đánh bóng bề mặt - Bản kê thông số truyền ăn khớp: Ký hiệu cấp xác, dạng đối tiếp loại dung sai khe hở cạnh vẽ biểu thị sau, ví dụ: 7-BTCVN1067-84, số cấp xác chung ba mức xác động học, làm việc êm,tiếp xúc răng; chữ B dạng đối tiếp bánh loại dung sai tương ứng (b) không biểu thị ký hiệu 8-7-6.BaTCVN1067-84, mức xác động học cấp mức làm việc êm cấp mức tiếp xúc cấp 6; dạng đối tiếp B, loại dung sai không tương ứng a Trên bảng vẽ chế tạo bánh cần phải thể yếu tố sau: - Đường kính đỉnh răng: da = d + 2m(ha*+) với d = m.z d = mz bánh nghiêng cos Đối với bánh trong: da = d – 2m(h*a –  ) h*a - hệ số chiều cao đầu răng, h*a = prơfin gốc tiêu chuẩn - Miền dung sai đường kính đỉnh (mặt trụ ngoài) dung sai độ đảo hướng mặt trụ xác định theo bảng16.26 Nếu khơng dùng mặt trụ ngồi làm chuẩn dung sai kích thước lấy theo dung sai kích thước tự phân bố miền dung sai giống trục sở (giống lỗ sở bánh trong) - Chiều rộng vành b với miền dung sai theo h11,h12,h13,h14 CHƯƠNG 13 348 - Kích thước mặt vát bán kính góc lượn đầu - Chiều sâu biến đổi dạng prôfin đầu - Nhám bề mặt bề mặt phôi - Độ đảo mặt mút chuẩn - Sai lệch giới hạn đường kính lỗ tương ứng với lắp ghép bánh trục - Sai lệch giới hạn yếu tố kích thước then then hoa (xem chương 18) Phần bên phải hình vẽ đặt bảng thơng số vành răng, bao gồm ba nội dung: thơng số kích thước bản, thông số kiểm tra thông số khác - Các thơng số kích thước bao gồm: + môđun - m (được chọn theo tiêu chuẩn) + số - z + góc nghiêng hướng -  ( = bánh thẳng) + prôfin gốc theo TCVN 2258-77;  = 20o + hệ số dịch chỉnh –:  = bánh khơng dịch chỉnh  = 20o h*a = 1, số tối thiểu zmin = 17  > zmin= 2(ha*  ) sin  + Cấp xác cho mức xác động học, làm việc êm, tiếp xúc bánh dạng đối tiếp - Thông số kiểm tra: bao gồm kích thước sai lệch giới hạn để kiểm tra vị trí tương quan prơfin khác tên theo phương án sau: + Dây cung không đổi S c chiều cao từ đỉnh đến dây cung khơng đổi hc hình 13.4 S c  mn  = 200     cos2 ; h c    sin   mn   ( S c  1, 387mn ; hc  0.7476mn ) + Khoảng pháp tuyến chung – W: Trị số danh nghĩa khoảng pháp tuyến chung bảng 16.29 + Kích thước mặt mút theo lăn – M đường kính lăn – D (khi kiểm tra lăn) Hình 13.4 Kích thước theo cung không đổi Khi đo chiều dày theo chuẩn trục làm việc bánh sai lệch nhỏ chiều dày Ecs dung sai chiều dày Tc lấy theo bảng 16.23 16.24 Khi đo chiều dày theo cung không đổi, với chuẩn bề mặt trụ bánh sai lệch nhỏ chiều dày lấy Ecs + 0,09Tc dung sai hiều dày lấy 0,8Tc (Ecs Tc theo bảng 16.23 16.24) DUNG SAI LẮP GHÉP 349 Khi đo khoảng pháp tuyến chung sai lệch nhỏ khoảng pháp tuyến chung trung bình –Ewme dung sai –Twm lấy theo bảng 16.19,16.20 16.21 - Các kích thước để tra cứu, kích thước cần thiết khác Ví dụ: + Đường kính chia d = zm = Góc nghiêng hướng mặt trụ cos Ví dụ: Lập vẽ chế tạo bánh trụ hình 13.5 Mơđun m Số z 68 Profin gốc - Hệ số dịch chỉnh χ Cấp xác theo TCVN1067-84 - 8-7-7-Ba Khoảng pháp thuyến chung (để kiểm tra vị w trí tương quan prơfin khác tên) Đường kính chia d TCVN 2258-77 69,28 00,,167 297 204 Hình 13.5 Ghi ký hiệu lắp ghép then hoa vẽ Trên vẽ, lắp ghép then hoa ghi ký hiệu giống lắp ghép bề mặt trơn, hình 13.6a ghi ký hiệu sau: Hình 13.6 CHƯƠNG 13 350 Trên hình 13.6 ký hiệu lắp ghép ghi theo trình tự là: Định tâm theo bề mặt – d, số then hoa z = 8, lắp ghép theo yếu tố định tâm –d 36H7/f7, miền dung sai yếu tố kích thước khơng định tâm – D H12 bạc then hoa a11 trục then hoa (bảng 18.14), lắp ghép theo yếu tố kích thước b 7D9/h9 Ghi ký hiệu lắp ghép Ký hiệu lắp ghép then hoa thân khai bao gồm yếu tố sau: đường kính danh nghĩa lắp ghép, mơ đun răng, ký hiệu lắp ghép theo yếu tố định tâm.Ví dụ: - Khi định tâm theo bề mặt bên răng: 50 × × H9/g9 Đường kính danh nghĩa lắp ghép D = 50mm, môđun m = 2mm, lắp ghép theo bề mặt bên (e,s) theo kiểu 9H/9g - Khi định tâm theo bề mặt đường kính ngồi: 50 × H7/h6 × 15 Đường kính danh nghĩa D = 50mm, lắp ghép theo đường kính ngồi D: 50H7/h6, mơ đun m = 2mm - Khi định tâm theo bề mặt đường kính trong: i50 × × 7H/g6.i - biểu thị định tâm theo đường kính (Da,df), mơđun m = 2mm Lắp ghép theo đường kính H7/g6 b) Bản vẽ lắp Bản vẽ lắp vẽ dành cho cơng đoạn lắp ráp, kiểm tra tồn hệ thống, vẽ tất kích thước tham gia lắp ráp phải ghi chế độ lắp ráp rõ ràng Trên vẽ này, cịn phải thể kích thước bao thiết bị (dành cho khâu đóng bao bì), kích thước từ chuẩn gá đặt thiết bị (mặt đế thiết bị) đến vị trí lắp với thiết bị đối tiếp (các đầu trục vào, ra), kích thước định vị boulon Các yêu cầu kỹ thuật đặt biệt dành cho q trình lắp ráp hay cơng đoạn kiểm tra sản phẩm thể bảng yêu cầu kỹ thuật (đặt kế khung tên vẽ) Cần lưu ý tuyệt đối khơng ghi kích thước chế tạo vẽ lắp