bài tập lớn dung sai và lắp ghép

Bản vẽ lắp ghép và bản vẽ chi tiếtVẽ 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

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: Nmax = 39m

Theo bảng 2, trang 16 [1] “ Độ dôi giới hạn của các lắp ghép trung gian có kích thớc từ 1  500mm (TCVN 2244-77 và TCVN 2245-77) ” với kích

th-ớc danh nghĩa dDN = 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:











m EI

m ES

H





0 30 7

56











m ei

m es

n





20 39 6

56

Các sai lệch giới hạn:

m 19 20 39 ei es T

m 30 0 30 EI ES T

d

D

























1.2 Vẽ sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép:

m Sai lệch

39

30

20

0

 56 m

Hình 2: Sơ đồ phân bố dung sai của lắp ghép.

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 ll-ợng 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

6

0 30







Sai lệch bình phơng trung bình của kích thớc trục:

T d

6

20 39







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

d D N

6

19 5

2 2

2 2 )

,



















Miền phân bố độ hở - dôi của mối ghép

6

7 56

n

H

 là: 6 (S,N)  6  6  36 m

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 , 56 030 , 56







tb

0295 , 56 2

020 , 56 039 , 56







tb

Độ dôi của mối ghép:

 m

mm

N  56 , 0295  56 , 015  0 , 0145 ( )  14 , 5 

Trung tâm phân bố ứng với điểm có độ dôi N = 14,5  m

-3,5 0 14,5 32,5

3( N S, ) 3( N S, )

-18 -14,5 0 18 x

độ hở độ dôi

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:

6

18 ,

6

5 , 14 18

,

5

,























x

P

Tra bảng 6 trang 34 [1], ứng với z = 2,42 ta có 2 , 42  0 , 4922

z = 3 ta có   3  0 , 4986

9908 , 0 4986 , 0 4922

,



N

Xác suất nhận đợc lắp ghép có độ dôi: PN = 92,08 %

0092 , 0 9908

,

0



S

Xác suất nhận đợc lắp ghép có độ hở: PS = 0,92 %

2

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)

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  56 H7và kích thớc trục 56n6, theo bảng 7 trang 38[1], ta xác định đợc:

z = 4 m; y = 3 m;  = 0; H = 5 m

z1 = 4 m; y1 = 3 m;  = 0; H1 = 5 m

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:

mm y

Q

mm ,0325 56 2

0,005 0,004

56,039 2

H Ζ d Q

mm ,03755 56 2

0,005 0,004

56,039 2

H Ζ d Q

1 max mòn

1 1 max min

1 1 max max







































- Calíp hàm thợ đầu không qua:

mm 0175 , 56 2

0,005 56,020

2

H d

KQ

mm 0225 , 56 2

0,005 56,020

2

H d

KQ

1 min max

1 min max





















- Calíp nút thợ đầu qua:

3

mm 0015 , 56 2

0,005 0,004

56 2

H Z D Q

mm 0065 , 56 2

0,005 0,004

56,000 2

H Z D Q

min min

min max





























mm 997 , 55 0,003 56,000

y D

- Calíp nút thợ đầu không qua:

mm 0275 , 56 2

0,005 030

, 56 2

H D

KQ

mm 0325 , 56 2

0,005 56,030

2

H D

KQ

max min

max max





















Sai lệch m

H

Hình 4: Sơ đồ phân bố miền dung sai calip nút và hàm thợ

kiểm tra kích thớc lắp ghép  56H7 /n6

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56H7

Hình 7: Bản vẽ chế tạo ca líp hàm thợ kiểm tra kích thớc 56n6

2- Lắp ghép ổ lăn

4

H7

n6

30

H 1

z 1

y 1

giới hạn mòn

giới hạn mòn

Q 56H7 KQ

Q KQ

56n6

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 (Kổ  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)

- Vòng trong chịu tải trọng chu kỳ nên kiểu lắp đợc chọn theo cờng độ tải trọng hớng tâm PR

PR =

B

R

.Kổ.F.FA Trong đó R là phản lực hớng tâm tính toán của ổ, đề bài cho R = 16000 N

Kổ: hệ cố động lực học của lắp thép tra bảng 14, Kổ =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

FA: hệ số không đều của tải trọng hớng tâm R, tra bảng theo 13, trang 47[1] Đề bài cho A = 0 nên FA = 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:

PR =

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 PR, 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]









m EI

m ES

G







47 0 7

90 









m ei

m es

k







2 18 6

40 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

5

90 G7/d11

90G7 40 D11/k6

40 k6

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.

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:

Smin=62m (hình 9a)

Lắp ghép giữa nắp và vỏ hộp là:

11

7 90

d

G

 Độ hở nhỏ nhất của lắp ghép là:

Smin =132m (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

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

6

D11

+18

m

2 +80

+240

d11

-120

m 0

G7

-340

+47 +12

40 k6 +0,018 +0,002

90G7 +0,047

+0,012

90 d11 -0,120

-0,340

40D11 0,240

0,080

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: 







m ei

m es

h





43 0 9

14 Chiều rộng rãnh trục: 









m EI

m ES

N





43 0 9

14 Chiều rộng rãnh bạc: 











m EI

m ES

Js





21 21 9

14 Biểu diễn các sai lệch đó trên sơ đồ hình 11 ta đợc sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép

Hình 11

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:











m ei

m es

h





43 0 9

14

7

js9

N9

m

+21

-21

-43

h9

N9 14 h9

j

14 h9

140,02 1

14 - 0,043

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:H js76

Kiểu lắp theo yếu tố b: F js87

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)

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 H js67 tra bảng 4 & 5 ta đợc sai lệch của các kích thớc:













m ei

m es

js





8 8 6

34











m EI

m ES

H





0 25 7

34 Biểu diễn các sai lệch đó trên sơ đồ hình 13 ta đợc sơ đồ phân bố dung sai của lắp ghép

8

H7

j

s6

D N

-8

+8

+25

m

0

Hình 13

4.2.2 Lắp theo yếu tố b:

Với kích thớc danh nghĩa: 6 mm, kiểu lắp : F js87

Tra bảng 4 & 5 [1] ta đợc các sai lệch kích thớc









m EI

m ES

F





13 35 8

6













m ei

m es

js





7 7 7

6 Sơ đồ phân bố của dung sai của lắp ghép phân bố nh hình 14

Hình 14

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

th-ớc 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]

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

g h

H

8

7

7



9

F8

j

s7

-7 +7

+35

m

0

+13

















008

,

0

025

,

0

6

7

48

s

j

H































 007 , 0

013 , 0

035 , 0 7

8 8

s j H

) 025 ,0 ( 7

48H 

















 013 , 0

035 , 0 8

8F

không lớn hơn d

1

5.2 Để lập sơ đồ phân bố miền dung sai ghen ta lần lợt xác định:

- Giá trị danh nghĩa của các kích thớc: d(D); d2(D2); d1(D1) theo bảng 24 ta có: d(D) = 16mm; d2(D2) = 15,026mm; d1(D1) = 14,376mm

- Tra bảng sai lệch của kích thớc ren theo bảng 25 & 26

Ren bu-lông M16x1,5-7h

d2 Trên : - 180m

M16x1,5-8g

d trên: -32m d1 trên: - 32m

dới: - 407m

Ren đai ốc M16x1,5-7H

D2 Trên: + 236m D1 Trên: + 375m

Dới: 0 Dới: 0 Biểu diễn các sai lệch đó trên sơ đồ ta đợc phân bố miền dung sai nh hình 17

Hình 17

6 Truyền động bánh răng

6.1 Chọn cấp chính xác cho truyền dộng bánh răng

Theo đề bài, truyền động bánh răng hình trụ của hộp tốc độ thông dụng không yêu cầu sự phối hợp chính xác về chuyển động quay, tải trọng không lớn nên trớc hết ta quyết đinh cấp chính xác cho mức làm việc êm, sau đó căn

cứ vào quan hệ giữa các mức chính xác mà qui định cho các mức chính xác cho các mức còn lại

Theo bảng 27[1], đối với truyền động bánh răng hình trụ, răng thẳng tốc

độ làm việc < 10(m/s) ta chọn cấp chính xác mức làm việc êm là cấp 7

Truyền động chủ yếu truyền tốc độ quay, không yêu cầu sự phối hợp chuyển động chính xác tiếp xúc ở cùng cấp so với mức làm việc êm

Nh vậy mức chính xác động học, ở cấp 8 mức chính xác làm việc êm và tiếp xúc ở cấp 7

Dạng đối tiếp của bánh răng : vì không yêu cầu gì đặc biệt ta chọn dạng thông dụng nhất là B và dạng dung sai độ hở mặt răng là b

Ký hiệu cắp chính xác truyền động bánh răng là : 8-7-7-BTCVN1067-84

6.2 Chọn bộ thông số kiểm tra bánh răng

Để đánh giá độ chính xác bánh răng sau gia công, ngời ta kiểm tra một số thông số hình học ảnh hởng trực tiếp đến các mức chính xác của bánh răng Các thông số đó hợp thành một bộ gọi “bộ thông số kiểm tra bánh răng”

10

D 2 D

T D

T D

D 2

T D

T D

Đối với mức chính xác động học : có thể chọn một trong chín bộ thông số cho trong bảng 28 ở đây ta chọn bộ thông số tơng đối thông dụng trong các nhà máy của nớc 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

b-ớc ăn khớp fpbr và sai lệch bớc vòng fptr

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 bình –EWme đối với bánh răng ăn khớp ngoài và +EWmi đối với bánh răng ăn khớp trong hoặc sai lệchgiới hạn khoảng cách tâm do Ea’’e ; Ea’’i ở đây chúng ta chọn thông số –

EWme

Dựa vào cấp chính xác và các kích thớc cơ bản của bánh răng ta xác định giá trị cho phép của các bộ thông số theo bảng 29,30,31,32,33a,33b,33c

Vết tiếp xúc tổng theo chiều cao : 45%

Vết tiếp xúc tổng theo chiều dài : 60%

-Evme = -(105+11) = -116(m)

Để tra bảng ta cần xác định :

Đờng kính vòng chia của bánh răng : d = mz = 2.,5  50 = 125 (mm)

6.3 Vẽ bản chế tạo bánh răng

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:

Góc ăn khớp  =200

Hệ số dịch răng = 0

Cấp chính xác - 8 –7 – 7 - B

11