bài tập lớn dung sai và lắp ghép

bài làm 1. Lắp ghép then: 1.1. Quyết định kiểu lắp cho mối ghép trụ trơn: Đặc tính yêu cầu của lắp ghép là độ dôi giới hạn: N max = 39àm N min = -10 àm Theo bảng 2, trang 16 [1] Độ dôi giới hạn của các lắp ghép trung gian có kích thớc từ mm5001ữ (TCVN 2244-77 và TCVN 2245-77) với kích thớc danh nghĩa d DN = 56 mm, có các kiểu lắp: - Lắp ghép theo hệ thống lỗ: 6 7 56 n H - Lắp ghép theo hệ thống trục: h6 N8 56 Ta chọn kiểu lắp theo hệ thống lỗ 6 7 56 n H Tra bảng 5, trang 28 [1] ta có: Tra bảng 4, trang 20 [1] ta có: = = mEI mES H à à 0 30 756 = = mei mes n à à 20 39 656 Các sai lệch giới hạn: m192039eiesT m30030EIEST d D à à === === 1.2. Vẽ sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép: àm Sai lệch 39 30 20 0 56 àm Hình 2: Sơ đồ phân bố dung sai của lắp ghép. H7 n6 1.3. Xác định xác suất xuất hiện độ hở (độ dôi âm) của lắp ghép: Muốn xác định xác suât xuất hiện độ hở, ta phải thành lập đờng cong phân bố độ hở và độ dôi của lắp ghép. Đờng cong này là đờng cong phân bố của đại l- ợng ngẫu nhiên tổng của hai đại lợng ngẫu nhiên độc lập kích thớc lỗ (D) và kích thớc trục (d). Sai lệch bình phơng trung bình của kích thớc lỗ: m T D D à 5 6 030 6 = == Sai lệch bình phơng trung bình của kích thớc trục: m T d d à 17,3 6 2039 6 = == Theo lý thuyết xác suất, sai lệch bình phơng trung bình của đại lợng ngẫu nhiên tổng (S hoặc N) đợc tính theo công thức: m dDNS à 6 6 19 5 2 222 ),( +=+= Miền phân bố độ hở - dôi của mối ghép 6 7 56 n H là: m NS à 3666.6 ),( =ì= Trung tâm phân bố của độ hở - độ dôi là điểm ứng với giá trị độ hở hoặc độ dôi nhận đợc kích thớc lỗ và kích thớc trục có xác suất lớn nhất (kích thớc ứng với trung tâm miền dung sai) lắp với nhau. Ta có: 015,56 2 000,56030,56 = + = tb D mm 0295,56 2 020,56039,56 = + = tb D mm Độ dôi của mối ghép: ( ) mmmN à 5,14)(0145,0015,560295,56 === Trung tâm phân bố ứng với điểm có độ dôi N = 14,5 m à -3,5 0 14,5 32,5 3 ),( NS 3 ),( NS -18 -14,5 0 18 x độ hở độ dôi 2 Theo các giá trị đã xác đinh ta vẽ đờng cong phân bố độ hở - độ dôi của lắp ghép 6 7 56 n H . Trục X biểu diễn độ dôi của lắp ghép Trục x là sai lệch độ dôi - độ hở so với trung tâm phân bố. Miền X từ 0 32,5 là miền biểu thị xác suất xuất hiện độ dôi. Xác suất xuất hiện độ dôi đợc tính nh sau: ( ) ( ) ( ) 342,2 6 18 , 6 5,14 18,5,14 2121 += = ==== zzPxxP Tra bảng 6 trang 34 [1], ứng với z = 2,42 ta có ( ) 4922,042,2 = z = 3 ta có ( ) 4986,03 = 9908,04986,04922,0 =+= N P hay P N = 99,08 % Xác suất nhận đợc lắp ghép có độ dôi: P N = 92,08 % 0092,09908,01 == S P hay P S = 0,92 % Xác suất nhận đợc lắp ghép có độ hở: P S = 0,92 % 1.4. Bản vẽ lắp ghép và bản vẽ chi tiết Vẽ mối ghép chi tiết trục và bạc, trên đó ghi kích thớc danh nghĩa, các sai lệch giới hạn của kích thớc lắp ghép bằng chữ và bằng số (các trị số sai lệch đợc đặt trong dấu ngoặc, theo mm nh hình (3a)). Vẽ tách riêng từng chi tiết của mối ghép ở trạng thái độc lập rồi ghi kí hiệu sai lệch bằng chữ và bằng số nh hình (3b). 3a 3b Hình 3: Bản vẽ mối ghép và bản vẽ chi tiết bạc và trục. 1.5. Thiết kế calíp, kiểm tra kích thớc lắp ghép 6 7 56 n H 1.5.1. Lập sơ đồ phân bố miền dung sai và xác định kích thớc đo của calíp: - Xác định giá trị các thông số z và y (toạ độ xác định vị trí kích thớc dah nghĩa calip) và dung sai kích thớc calip. Đối với kích thớc lỗ H756 và kích thớc trục 656n , theo bảng 7 trang 38[1], ta xác định đợc: 3 z = 4 àm; y = 3 àm; = 0; H = 5 àm z 1 = 4 àm; y 1 = 3 àm; = 0; H 1 = 5 àm Sơ đồ phân bố miền dung sai của calíp đợc vẽ nh hình 4. Xác định kích thớc đo của calíp theo các công thức và giá trị trên sơ đồ phân bố miền dùng sai calíp. - Calíp hàm thợ đầu qua: mmyd 042,560003,0039,56Q mm ,032556 2 0,005 0,00456,039 2 H dQ mm ,0375556 2 0,005 0,00456,039 2 H dQ 1maxmòn 1 1maxmin 1 1maxmax =+=+= === =+=+= - Calíp hàm thợ đầu không qua: mm 0175,56 2 0,005 56,020 2 H dKQ mm 0225,56 2 0,005 56,020 2 H dKQ 1 minmax 1 minmax === =+=+= - Calíp nút thợ đầu qua: mm 0015,56 2 0,005 0,00456 2 H ZDQ mm 0065,56 2 0,005 0,00456,000 2 H ZDQ minmin minmax =+=+= =++=++= mm 997,550,00356,000yDQ minmòn === - Calíp nút thợ đầu không qua: mm 0275,56 2 0,005 030,56 2 H DKQ mm 0325,56 2 0,005 56,030 2 H DKQ maxmin maxmax === =+=+= Sai lệch m à H Hình 4: Sơ đồ phân bố miền dung sai calip nút và hàm thợ kiểm tra kích thớc lắp ghép 6/756 nH . 4 H7 n6 30 H=5 H=5 y=3 z=4 H 1 =5 H 1 =5 KQ Q z 1 =4 y 1 =3 giới hạn mòn KQ Q giới hạn mòn d N = 56mm 2,5 1.5.2. Vẽ calíp nút và calíp hàm Vẽ ca líp nút (hình 6) và ca líp hàm (hình 7) và ghi trên đó kích thớc của các bề mặt đo. Khi ghi nên quy định: + Đối với ca-líp hàm,kích thớc danh nghĩa ứng với kích thớc giới hạn nhỏ nhất. Sai lệch dới bằng 0, sai lệch trên bằng dung sai mang dấu dơng. + Đối với calíp nút, kích thớc danh nghĩa ứng với kích thớc giới hạn lớn nhất sai lệch trên bằng 0, sai lệch dới bằng dung sai mang dấu âm. Hình 6: Bản vẽ ca líp nút thợ kiểm tra kích thớc 756H . Hình 7: Bản vẽ chế tạo ca líp hàm thợ kiểm tra kích thớc 656n . 2- Lắp ghép ổ lăn 2.1. Xác định các kích thớc cơ bản của ổ lăn. Theo TCVN 1479-74, TCVN 1516-742 hoặc theo bảng 9a,trang 43 [1], ổ lăn ký hiệu 308 có các kích thớc cơ bản sau: d = 40 mm; D = 90 mm; B =23 mm; r = 2,5 mm. 2.2. Quyết định kiểu lắp cho mối ghép ổ lăn với trục và vỏ hộp máy, với điều kiện: Đề bài đã cho: vòng trong quay cùng với trục tải trọng tác dụng lên ổ có ph- ơng không đổi nên: - Vòng trong chịu tải trọng chu kỳ - Vòng ngoài chịu tải trọng cục bộ - Vòng ngoài có kích thớc D = 90 mm, lắp với vỏ gang không tháo chịu tải trọng có va chạm và rung động vừa phải (K ổ 1,5) ổ lăn cấp chính xác 0 theo bảng 10, trang 38[1], ta chọn kiểu lắp G7 (nếu ổ lăn chính xác hơn, ta chọn kiểu lắp có cấp chính xác hơn, ta chọn kiểu lắp có cấp chính xác cao hơn) 5 56,0065 0,005 56,0325 -0,005 Q 56H7 KQ Q KQ 56,0325 +0,005 56,0175 +0,005 56n6 - Vòng trong chịu tải trọng chu kỳ nên kiểu lắp đợc chọn theo cờng độ tải trọng hớng tâm P R . P R = B R .K ổ .F.F A Trong đó R là phản lực hớng tâm tính toán của ổ, đề bài cho R = 16000 N K ổ : hệ cố động lực học của lắp thép tra bảng 14, K ổ =1 F: hệ số tính đến mức độ giảm độ dôi của lắp thép hay trục rỗng hoặc hộp có thành mỏng tra theo bảng 12, trang 47[1], khi trục đặc F =1. F A : hệ số không đều của tải trọng hớng tâm R, tra bảng theo 13, trang 47[1]. Đề bài cho A = 0 nên F A = 1 ; B = B 2r là chiều rộng bề mặt lắp ghép, mm, B và r đã tra ở mục 2.1 ta có: B = 23 (2x 2,5) = 18 mm, ta có: P R = 18 16000 x 1 x 1 x 1 = 888,89 N/mm = KN/m. Dựa vào kích thớc lắp ghép d = 40mm và trị số P R , theo bảng 15, trang 48[1], chọn kiểu lắp vòng trong với trục là k6. Các sai lệch giới hạn kích thớc bề mặt lắp ghép tra theo bảng 4 & 5 [1]. = = mEI mES G à à 47 0 790 += += mei mes k à à 2 18 640 Trong một số lắp ghép quan trọng có độ chính xác cao, sau khi chọn kiểu lắp cho vòng chịu tải chu kỳ, cần kiểm tra độ hở hớng tâm ban đầu: Nghĩa là tính toán lợng biến dạng của các vòng lăn. Nếu lợng biến dạng đó vợt quá độ hở hớng tâm ban đầu (theo tiêu chuẩn ổ lăn) thì cần chọn kiểu lắp khác có độ dôi nhỏ hơn. 2.3. Bản vẽ lắp giữa ổ lăn với trục và vỏ hộp: Các chi tiết tham gia lắp ghép gồm có trục, vỏ hộp ổ lăn, vòng đệm và nắp. Hình 8: Mối ghép ổ lăn với trục và vỏ hộp. 2.4. Chọn kiểu lắp giữa bạc và trục, giữa nắp và vỏ hộp. 6 90 G7/d11 90G7 40 D11/k6 40 k6 Để đảm bảo dễ gia công, đoạn trục lắp với ổ và với bạc có cùng một kích thớc danh nghĩa nên có cùng miền dung sai có nghĩa miền dung sai của phần này là k6 (đã chọn ở mục 2.2). Bạc chỉ dùng để chặn, cần tháo lắp dễ dàng nghĩa là mối lắp ghép cần độ hở lớn. Độ chính xác lỗ bạc không yêu cầu cao, ta thờng sử dụng miền dung sai D11 hoặc B11. Giữ bề mặt lắp và lỗ hộp cũng có độ hở để tháo lắp dễ dàng và để bù trừ các số vị trí của các lô ren trên thân hộp khi đậy lắp. Miền dung sai của kích thớc lắp là d11 Nh vậy lắp giữa trục và bạc là: 6 11 40 k D .Độ hở nhỏ nhất của lắp ghép: S min =62àm (hình 9a) Lắp ghép giữa nắp và vỏ hộp là: 11 7 90 d G . Độ hở nhỏ nhất của lắp ghép là: S min =132àm (hình 9b) a b Hình 9(a, b) 2.5. Vẽ trục, vỏ hộp, bạc và lắp ở trạng thái độc lập: Các bản vẽ đợc thể hiện trên hình 10 rồi ký hiệu sai lệch bằng chữ và bằng số. Hình 10 7 d= 40 mm D11 +18 àm 0 k6 S mm = 62 2 +80 +240 D= 90 mm d11 -120 àm 0 G7 S mm =132 -340 +47 +12 40 k6 +0,018 +0,002 90G7 +0,047 +0,012 90 d 11 -0,120 -0,340 40D 11 0,240 0,080 2.6. Sai lệch hình dạng lắp ổ lăn đợc xác định theo quy luật của tiêu chuẩn (sai số về độ côn và ô van của bề mặt trụ và lỗ hộp không đợc vợt qua 1/2 dung sai đờng kính, đối với ổ cấp chính xác 0 & 6; không vợt qua 1/4 dung sai đờng kính, đối với ổ cấp chính xác 5 & 4). Độ nhám bề mắt xác định theo bảng 16. Các giá trị cho phép của sai lệch hình dạng và độ nhám bề mặt đợc ghi trên bản vẽ chi tiết nh hình 10. 3- Lắp ghép then 3.1. Chọn kiểu lắp: theo điều kiện đầu bài, mối ghép chịu lực thay đổi chiều, bánh răng không di trợt trên trục, quy mô sản xuất hàng loạt. Căn cứ vào bảng 17 ta chọn kiểu lắp: Then với rãnh trên trục: 9 9 h N Then với rãnh bạc: 9 9 h Js 3.2. Lập sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép: Dựa vào tiêu chuẩn (bảng 4 & 5)[1] ta tra đợc các sai lệch của kích thớc lắp ghép: Chiều rộng then: = = mei mes h à à 43 0 914 Chiều rộng rãnh trục: = = mEI mES N à à 43 0 914 Chiều rộng rãnh bạc: = += mEI mES Js à à 21 21 914 Biểu diễn các sai lệch đó trên sơ đồ hình 11 ta đợc sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép. Hình 11 8 j s 9 N9 àm +21 -21 -43 h9 b=14mm N9 14 h9 j s 9 14 h9 3.3. Vẽ mối ghép và vẽ riêng từng chi tiết tham gia vào mối ghép rồi ghi ký hiệu lắp ghép, các ký hiệu sai lệch kích thớc bằng chữ và bằng số nh hình 12. Đối với các kích thớc không tham gia lắp ghép thì sai lệch và miền dung sai đợc xác định theo bảng 18. Ví dụ chiều cao then có sai lệch theo hình 11, theo bảng 4[1] tra đợc: = = mei mes h à à 43 0 914 Hình 12. 4. Lắp ghép then hoa 4.1. Quyết định kiểu lắp cho lắp ghép then hoa Để quyết định kiểu lắp dựa vào đặc tính của lắp ghép. Đặc tính đó đợc xác định từ chức năng sử dụng của mối ghép. Theo đề bài, mối ghép then hoa cố định, tải trọng êm, độ chính xác đồng tâm không yêu cầu quá cao. Ta chọn yếu tố đồng tâm: D và theo bảng 20, trang 54[1], ta chọn kiểu lắp ghép nh sau: Kiểu lắp ghép yếu tố đồng tâm D: 6 7 js H Kiểu lắp theo yếu tố b: 7 8 js F Trong trờng hợp khác nếu có yếu tố đồng tâm ta chọn là a hoặc b thì việc chọn lắp ghép phải dạ theo bảng 21 hoặc 22. Nh vậy, kiểu lắp của lắp ghép then hoa đã chọn đợc kí hiệu nh sau: D 6 x 28 x 34 6 7 js H x 8 7 8 js F (kích thớc danh nghĩa của b tra theo bảng 19) 9 140,021 14 - 0,043 14 - 0,043 10-0,090 4.2. Lập sơ đồ phân bố miền dung sai kích thớc lắp ghép. 4.2.1. Lắp ghép theo yếu tố đồng tâm D, với kích thớc danh nghĩa 32 kiểu lắp 6 7 js H tra bảng 4 & 5 ta đợc sai lệch của các kích thớc: = += mei mes js à à 8 8 634 = += mEI mES H à à 0 25 734 Biểu diễn các sai lệch đó trên sơ đồ hình 13 ta đợc sơ đồ phân bố dung sai của lắp ghép. Hình 13. 4.2.2. Lắp theo yếu tố b: Với kích thớc danh nghĩa: 6 mm, kiểu lắp : 7 8 js F Tra bảng 4 & 5 [1] ta đợc các sai lệch kích thớc. = = mEI mES F à à 13 35 86 = += mei mes js à à 7 7 76 Sơ đồ phân bố của dung sai của lắp ghép phân bố nh hình 14. Hình 14 10 H7 j s 6 D N = 32mm -8 +8 +25 àm 0 F8 j s 7 b=6mm -7 +7 +35 àm 0 +13 [...]... 7(+ 0,025) 48 48 js6(0,008) 4.3 Vẽ mối ghép và ghi vào đó ký hiệu lắp ghép nh hình 15: Vẽ riêng từng chi tiết của mối ghép rồi ghi vào đó ký hiệu sai lệch bằng chữ và bằng số nh hình 16 Sai lệch kích thớc bề mặt không đồng tâm tra trong bảng 23[1] ở đây kích thớc bề mặt không đồng tâm d của trục không vợt quá d1 (Xem bảng 19 [1]) còn của bạc thì sai lệch và dung sai tra theo bảng 23 [1] + 0,035 8F... 8F 8 + 0,013 H 7 + 0,025 js 6 0,008 không lớn hơn d1 + 0,035 H 8 + 0,013 8 js 7 0,007 Hình 15 Hình 16 5 Lắp ghép ren 5.1 Theo đầu bài: ren ốc kẹp chặt hệ mét, ta chọn kiểu lắp có miền dung sai bu-lông là: 7h-8g và miền dung sai đai ốc 7H Ký hiệu lắp ghép ren là: M16x1,5 7H 7h 8g 5.2 Để lập sơ đồ phân bố miền dung sai ghen ta lần lợt xác định: - Giá trị danh nghĩa của các... thớc lắp và giải các chuỗi đó để đợc kích thớc của trục Xuất phát từ 6 yêu cầu chung của bộ phận lắp ta lập đợc 6 chuỗi kích thớc nh sơ đồ hình 19 Ta nhận thấy một số kích th ớc tham gia vào một số chuỗi khác nhau Kích thớc B tham gia vào chuỗi 1, chuỗi 3, chuỗi 4 ; kích thớc H, N1 tham gia vào chuỗi 1, chuỗi 6Các kích th ớc này cần thoả mãn tất cả các chuỗi mà chúng tham gia và sai lệch, dung sai kích... chuỗi là IT11 Sai lệch và dung sai của khâu giảm N3 ; N3 = 5h11 = 7-0,090(theo bảng 4) Tính sai lệch và dung sai của khâu tăng T6 EST6 = 0,200 0 + (- 0,090) = 0,110 mm ITT6 = 0,650 0,070 0,120 0,185 0,090 = 0,185 EIT6 = EST6 ITT6 = 0,110- 0,185 = - 0,075mm +0 ,110 Vậy T6 = 163 0,075 (mm) 7.3 Chọn phơng án ghi kích thớc trên bản vẽ Từ các kết quả đã xác định đợc ở các mục trên ta ghi vào bản vẽ chi... Vẽ bản chế tạo bánh răng gồm 2 phần nh hình 16 Phần bên trái là bản vẽ kết cấu bánh răng trên đó ghi kích thức và độ chính xác phôi bánh răng, Sai lệch hình dạng và độ nhám bề mặt (xác định theo các bảng 34 và 35) Phần bên phải là bảng các thông số kích thớc cơ bản, giấ trị sai lệch và dung sai các thông số kiểm tra bánh răng Hình 18 Thông số kích thớc cơ bản của bánh răng: Môđun Số răng Góc ăn khớp... =113 mm T6 = T - TT1 = 185 113 = 72 EST6 =0,110 mm 17 EIT6 = 0,110 0,072 = 0,038 mm +0 ,110 T6 = 113 0,038 mm Hình 20 Tài liệu tham khảo 1 Hớng dẫn làm bài tập dung sai: PGS.TS Ninh Đức Tốn, TS Đỗ Trọng Hùng Trờng ĐHBK Hà nội, 1997 2 Bài giảng dung sai: PGS.TS Ninh Đức Tốn Trờng ĐHBK Hà nội, 1997 18 ... dụng Xác định độ chíng xác cho các kích thờc này chính là quyết định kiểu lắp cho các mối ghép nh chúng ta đã xét ở các mục trên Kích thớc đờng kính trục lắp với bánh răng theo mục 1 56 n5 + 0,039 - 0,020 Kích thớc đờng kính trục lắp với vòng ổ lăn theo mục 2 45 k6 +0,028 +0,002 Kích thớc rãnh then và then hoa trên trục theo mục 3 và 4 rãnh then trên trục : 14N9(- 0,043) trục then hoa : D 8 ì 42 ì 48js6.7js7... bánh răng: Độ đảo vành răng Độ dao động chiều dài pháp tuyến chung Sai lệch bớc ăn khớp Sai lệch bớc vòng Vết tiếp xúc tổng Sai lệch nhỏ nhất của chiều dài pháp tuyến chung trung bình Fr = 45(àm) FvW= 28(àm) fpb= 13(àm) fpt= 14 (àm) - Theo chiều cao 45% - Theo chiều dài 60% - Ewme = 116 (àm) 7 Ghi kích thớc cho bản vẽ chi tiết 7.1 Xác định độ chính xác của kích thớc tham gia những lắp ghép thông dụng... chính xác chung của các khâu trong chuỗi là IT11 có: Sai lệch và dung sai của khâu tăng P là: P = 40H11 = 45+0,160 16 esT5 = 0 1ì 0 =0 1 eiT5 = Vậy T5 = 39- 0,240(mm) 0,400 0,160 = 0,24 1 7.2.6 Giải chuỗi 6 (hình 19f) Khâu khép kín của chuỗi : A 6 = 12+0,250- 0,450 Các khâu đã biết : N1 = 12- 0,070 mm , 01 = 25 - 0,120 mm Xác định khâu tăng T6 và khâu giảm N3 Kích thớc danh nghiã của chúng là : N3... ta Bộ thông số này gồm các thông số : Độ đảo vành răng : Frr , độ dao động chiều dài pháp tuyến chung FvWr Đối với mức làm việc êm chọn bộ thông số gồm các thông số : sai lệch bớc ăn khớp fpbr và sai lệch bớc vòng fptr 12 Đối với mức tiếp xúc mặt răng chọn thông số : vết tiếp xúc tổng Đối với mức độ hở mặt bên có thể chọn một trong các thông sô sau hoặc sai lệch nhỏ nhất của chiều dài pháp tuyến chung . thì sai lệch và dung sai tra theo bảng 23 [1]. Hình 15 Hình 16 5. Lắp ghép ren 5.1. Theo đầu bài: ren ốc kẹp chặt hệ mét, ta chọn kiểu lắp có miền dung sai bu-lông là: 7h-8g và miền dung sai. tham gia vào mối ghép rồi ghi ký hiệu lắp ghép, các ký hiệu sai lệch kích thớc bằng chữ và bằng số nh hình 12. Đối với các kích thớc không tham gia lắp ghép thì sai lệch và miền dung sai đợc. phân bố miền dung sai của lắp ghép: àm Sai lệch 39 30 20 0 56 àm Hình 2: Sơ đồ phân bố dung sai của lắp ghép. H7 n6 1.3. Xác định xác suất xuất hiện độ hở (độ dôi âm) của lắp ghép: Muốn