đây là bài tập lớn do các thầy dạy môn dung sai tại HVKTQS biên soạn nhằm giúp các e sinh viên, học viên trong và ngoài trường có thêm tài liệu tham khảo cũng như làm bài tập lớn môn học, đề 15này tương ứng với số 15 trong danh sách lớp dung sai của các e, cũng là 1 tài liệu để các e trường khác tham khảo
Học viện kỹ thuật quân Bộ môn chế tạo máy - khoa khí Bài tập lớn Môn học : Dung sai - lắp ghép *** *** Họ Tên sinh viờn: nguyn huy c Lớp: c in t Giáo viên hớng dẫn: lờ vn s :15 Câu 1: Tính toán khe hở hay độ dôi mối ghép trục bạc : 1.1 Xác định sai lệch giới hạn kích thớc lỗ trục theo TCVN: a Lắp ghép tiêu chuẩn: Kích thớc danh nghĩa mối ghép : d = D = 50 mm Kiểu lắp : K7 h7 Tra bảng 1-1 1-2[SGK-tr202] ta có sai lệch kích thớc trục lỗ : + Trục : + Lỗ : es = 0mm = 0à m 50h7 5000,025 ei = 0, 025mm = 25à m ES = +0, 007mm = +7 m 50 K 50+0,007 0.018 EI = 0, 018mm = 18à m b Lắp ghép phối hợp: Kích thớc danh nghĩa mối ghép Kiểu lắp : d = D = 30 mm : C11 d11 Tra bảng 1-1 1-2[SGK-tr202] ta có sai lệch kích thớc trục lỗ : + Trục : + Lỗ : es = 0, 065mm = 65à m 30d11 300,065 0,195 ei = 0,195mm = 195à m ES = +0, 240mm = +240à m 30C11 30++0,240 0,110 EI = +0,110mm = +110à m 1.2.Tính kích thớc giới hạn, dung sai, đặc tính lắp ghép: a Lắp ghép tiêu chuẩn: Kích thớc giới hạn: + Trục : dmin =d + ei= 50 0,025 = 49,975 mm dmax = d + es=50 - = 50 mm + Lỗ : Dmax =D + ES = 50 + 0,007 = 50,007 mm Dmin = D +EI =50 - 0,018 = 49,982 mm Dung sai : + Trục : Td = es - ei = 0,025 mm + Lỗ : TD = ES - EI = 0,025 mm Đặc tính lắp ghép : Mối ghép mối ghép trung gian + Độ hở lớn nhất: Smax = ES - ei = 0,032 mm + Độ dôi lớn nhất: Nmax = es -EI = 0,018 mm + Dung sai mối ghép: TNS = Nmax + Smax = 0.05 mm b Lắp ghép phối hợp: Kích thớc giới hạn: + Trục : dmin dmax + Lỗ : Dmax Dmin = d + ei =30 0,195 = 29,905 = d +es =30 0,065 = 29,935 =D + ES = 30 + 0,240 = 30,240 =D + EI = 30 + 0,110 = 30,110 mm mm mm mm Dung sai : + Trục : Td = es - ei = 0,13 mm + Lỗ : TD = ES - EI = 0,13 mm Đặc tính lắp ghép : mối ghép ghép có độ hở + Độ hở lớn nhất: S max = ES - ei = 0,435 mm + Độ hở nhỏ nhất: Smin = EI - es = 0,175 mm +Dung sai độ hở: TS = Smax Smin = 0,26 mm 1.3.Sơ đồ phân bố dung sai: a.Lắp ghép tiêu chuẩn: b: Lắp ghép phối hợp: 1.4 Ghi kích thớc cho mối ghép chi tiết : a Lắp ghép tiêu chuẩn b Lắp ghép phối hợp: Câu : Tính toán chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép có độ dôi bánh trục : Độ dôi mối ghép phải thoả mãn điều kiện: a Điều kiện : Độ dôi phải đủ lớn để chống di chuyển tơng đối trục bạc dới tác dụng mômen xoắn (truyền đợc mômen xoắn): +Để chống dịch chuyển dọc trục Nmin = P Cd C D + ữ.10 + 1, ( Rzd + RZD ) l f1 Ed ED Trong : P = ,l =40 mm, f1 = 0,05 d + D12 d , với trục thép, d = 0,3 Cd = d D12 d= 50 mm, D1 = 10 mm Suy Cd 2 = 502 + 102 0,3 50 10 = 0,783 d22 + D + D , với bạc thép, D = 0,3 CD = d2 D d2 =160 mm, D = 50 mm Suy CD 2 = 1602 + 502 + 0,3 160 50 = 1,516 Ta có mô đun đàn hồi thép : Ed = ED = 2,1.1011 N/m2 Độ nhám bề mặt lỗ trục: RZd =10 ;RZD =10 Thay vào công thức, ta có: Nmin = 1,516 0, 783 + 10 + 1, 2.(10 + 10) 11 40.0, 05 2,1.10 2,1.1011 ữ = 24 àm +Để chống xoay tơng đối: Nmin = M Cd CD 12 + ữ.10 + 1, ( Rzd + RZD ) d l f Ed ED Thay số vào ta đợc: Nmin = 2.100 1,516 12 0, 783 + 10 + 1, 2.(10 + 10) 11 50.40.0, 05 2,1.10 2,1.1011 ữ =31 àm Suy Nmin = 31 àm b Điều kiện : Độ dôi không lớn để chi tiết lắp ghép không bị phá hủy (đảm bảo bền cho chi tiết): Đối với chi tiết bị bao: Nmaxtt = Td d ( Cd C D + )(d D12 ) Ed E D 2.d Với Td = 32.107 10 + 1,2.( RZD + RZd ) (N/m2) Suy Nmaxtt = 32.107.50.(0, 783 + 1,516).(50 10 ) 10 + 1, 2(10 + 10) 2.502.2,1.1011 = 107,88 ( àm ) Đối với chi tiết bao: Nmaxtt = = TD D( Cd + CD )(d 22 D ) E 10 + 1,2.( RZD + RZd ) = 2.d 22 32.107.50.(0, 783 + 1,516).(1602 50 ) 10 + 1, 2(10 + 10) 2.1602.2,1.1011 = 102,88 ( àm ) Ta chọn giá trị nhỏ hơn: Nmaxtt = 102,88 ( àm ) Vậy kiểu lắp ghép có đội dôi thoả mãn: 31 ( àm )=Nmin N Nmax=102,88 ( àm ) Vì trục dễ gia công nên ta chọn sử dụng hệ thống lỗ với lỗ : 50 H ứng với độ nhám Rz = 10 àm , sai lệch kích thớc lỗ: 500+0,025 Để có độ dôi nhỏ : dmin = Dmax + Nmin = 50,025 + 0,031 = 50,056 mm Do ei = 0,056 mm Theo TCVN 2245-77, ta chọn đợc kiểu lắp 50 H7 u7 Kiểu lắp có độ dôi giới hạn là: àm Nmax = es - EI = 85 - = 85 àm Nmin = ei - ES = 70 - 25 = 45 Ta thấy kiểu lắp thoả mãn điều kiện trên, nh ta chọn sử dụng kiểu lắp chặt : 50 H7 u7 Câu 3: Tính chọn lắp ghép ổ lăn với trục vỏ hộp : 3.1 Xác định thông số kích thớc ổ : Số hiệu ổ: 7606 Tra bảng 7-6 Bài tập chi tiết máy-HVKTQS trang 229, ta có thông số ổ đợc cho bảng sau: d D D1 B c1 T mm mm mm mm mm mm 30 72 77 27 23 28,75 r r1 a Ctc Cotc mm mm mm độ kN kN 2,0 0,8 12,00 61,3 51,0 3.2 Chọn kiểu lắp cho vòng - trục vòng - vỏ hộp : a Kiểu lắp vòng với trục : Kích thớc danh nghĩa mối ghép : d = 30 mm Theo kiện đề bài, với dạng tải trọng vòng tải trọng chu kỳ, ta tính đợc cờng độ tải trọng theo công thức : PR = Trong : R B F - R K d F FA B' Phản lực hớng tâm, R = 30000 N Chiều rộng lắp ghép ổ lăn, B = B - 2r = 23 mm Hệ số tính đến giảm độ dôi trục rỗng, mà theo điều kiện đề bài: vỏ theo kết cấu, nên F = FA - Hệ số phân bố không đều, A = kN nên FA = Kd hệ số tải trọng động theo ta có Kd=1,8 Do đó, ta có : Pr = 30000 1,8.1.1 = 2348 N/mm=23,48.102 N/mm 23 Theo bảng 3.18 Bài tập dung sai ta có : Sai lệch trục n5L Theo TCVN 2245-99, trị số sai lệch trục : 30n5 L ( ++0,024 0,015 ) Sơ đồ phân bố dung sai: b Kiểu lắp vòng với vỏ hộp : Kích thớc danh nghĩa mối ghép : D = 72 mm Chế độ tải trọng tác dụng lên vòng ngoài: tải trọng dao động, theo bảng 3.17 tài liệu [1], ứng với tải dao động, sai lệch lỗ vỏ hộp: P6L Theo TCVN 2245-77, ta có trị số sai lệch : 72 P6 L ( 0,026 0,045 ) Sơ đồ phân bố dung sai : 3.4 Phân tích chọn kiểu lắp bạc với trục, nắp lỗ thân máy : 3.4.1 Phân tích kiểu lắp bạc trục : Bạc dùng để cố định bánh trình làm việc Để đảm bảo cố định vị trí bánh răng, bạc cần lắp trung gian để hạn chế di chuyển dọc trục bánh răng, đồng thời để đảm bảo tháo lắp bánh bạc phải có độ dôi không lớn để dễ dàng tháo lắp điều chỉnh, để trình chế tạo bạc dễ dàng Theo ta chọn sai lệch bạc :F7 +0,041 Theo TCVN 2245-77, ta có giá trị sai lệch : 30 F 7( +0,020 ) 3.4.2 Phân tích kiểu lắp nắp ổ vỏ hộp : Nắp ổ dùng để cố định ổ lăn, bịt kín, chắn bụi, đảm bảo cho ổ lăn làm việc ổn định, mối ghép mối ghép thờng xuyên tháo lắp điều chỉnh để đảm bảo thuận tiện cho việc chế tạo nắp ổ lắp chọn kiểu lắp có độ hở, cấp xác chế tạo nắp vỏ hộp giảm Theo ta chọn sai lệch lỗ vỏ hộp : F8 0,020 Theo TCVN 2245-77, ta có giá trị sai lệch : 72 F 8( 0,053 ) 3.5 Vẽ tách chi tiết trục, bạc chặn, nắp lỗ thân máy ghi kích thớc, sai lệch hình dạng nhám bề mặt : Câu : Xác định xác suất xuất khe hở (độ dôi) mối ghép trục bạc 0,003 N 0,036 Theo kiện đề bài, ta có lắp ghép trục - bạc : 30 n5 +0,024 ữữ +0,015 Sơ đồ phân bố dung sai : Theo sơ đồ phân bố dung sai, ta thấy mối ghép bạc trục mối ghép có độ dôi +) Đặc tính lắp ghép là: Nmax = es - EI = 24 (-36) = 60 àm Nmin = ei - ES = 15 (-3) = 18 àm Đây lắp ghép có độ dôi xác suất xuất độ dôi độ hở tính theo phần trăm là: 100% Câu 5: Lắp ghép then trục bánh 5.1 Chọn kích thớc then : Các thông số biết : Px =0 Nm Mx = 100 Nm d = D = 50 mm l = 40 mm Theo TCVN 2261-77, ứng với d = 50 mm,tra bảng 5-17(sgk-tr104) ta chọn đợc then có kích thớc nh sau: Kt tiết diện then,mm b h 14 Chiều sâu rãnh then,mm trục t1 bạc t2 5,5 3,8 Bk góc lợn,mm nhỏ lớn 0,4 0,25 5.2 Quyết định kiểu lắp cho mối ghép then-trục then-bánh : Vì bánh chi tiết chịu tác dụng lớn lực vòng nh lực dọc trục, nên ta chọn kiểu lắp có độ dôi, đảm bảo cho bánh truyền đợc mômen Sai lệch : h9, P9, P9 5.3 Sơ đồ phân bố dung sai : 5.4 Vẽ mối lắp vẽ lắp chi tiết: Câu : Lắp ghép then hoa 6.1 Chọn thông số mối ghép then hoa : Tải trọng Px = 0( Nm),Mx=100 tải trọng tác dụng thuộc loại , Đờng kính trục ổ lăn: d = 30(mm), tra bảng 5-24(sgk-tr111),ta có kích thớc then hoa nh sau : Đk ngoài, D Đk trong, d Số then, z Chiều rộng then b mm mm mm 28 23 6 6.2 Chọn kiểu lắp cho mối ghép: Lắp ghép bánh đai trục hộp giảm tốc lỗ then hoa có độ cứng không cao, để đảm bảo phơng pháp chế tạo đơn giản kinh tế ta chọn phơng pháp đnh tâm theo đờng kính D, lắp ghép theo đờng kính định tâm, ta có dung sai mối ghép: + Khi lắp ghép theo đờng kính D ta chọn: H7/js6 +Miền dung sai đờng kinh không định tâm d : H11 +Miền dung sai lắp ghép theo chiều rộng b(khi lắp ghép theo D):F8/js7 6.3.Sơ đồ phân bố dung sai mối ghép: Sơ đồ phân bố dung sai mối ghép then hoa 6.4.Vẽ mối ghép, tách chi tiết, ghi ký hiệu lắp ghép, sai lệch mối ghép: Câu : Lắp ghép ren Các thông số biết : Đờng kính ren: Dr = d - (10 ữ 20), Bớc ren: p = 1,5 Cấp xác: 4H5G/4h, 7.1 Lập sơ đồ phân bố miền dung sai yếu tố kích thớc ren đai ốc bu lông : Ta có: d = 23, nên : Dr = 23 - 11 = 12 (mm) Vậy ren lắp ghép M12 TCVN 2247-77, có bớc ren: p = 1,5mm Theo TCVN 2247-77, ta xác định đợc kích thớc danh nghĩa đờng kính ngoài, đ- ờng kính trung bình đờng kính ren, nh sai lệch giới hạn chúng theo TCVN 2248-77 (Trang 81 [1]) Kết nh bảng sau: Đờng kính danh nghĩa d,D 12,000 Bớc ren p D=d 12,000 Đờng kính ren D2=d2 D1=d1 11,026 10,376 Sơ đồ phân bố dung sai mối ghép: 7.2 Tính toán ren : Các số liệu đo đợc ren đai ốc : + D2t = D2 - D2 D2 = 0,42 + Pn = (àm) + ữ p = 23 + ữt = 15 7.2.1 Tính đờng kính trung bình biểu kiến ren đai ốc: Ta có công thức : D2bk = D2t - (fp + f) Trong đó: * fp = 1,732.Pn = 10,392 m * f = 0,36P .10-3 mm d3 10,160 với * D2t = p+ t 2 =19 Suy : f = 0,36.1,5.19.10-3= 10,26 mm=10,26 m = 11,026 - 0,42 = 10,606 (mm) Suy : D2bk = 10,606-(10,392.10-3 + 10,26.10-3) = 10,585 (mm) 7.2.2 Kết luận khả làm việc ren : Ren đai ốc đạt yêu cầu khi: Dt Dmin thoả mãn D2t D2max thoả mãn D2bk Dmin thoả mãn Dmin D1t D1max thoả mãn Ta thấy điều kiện thỏa mãn, ren đai ốc đạt yêu cầu Câu : Truyền động bánh Các thông số truyền bánh : Răng trụ thẳng, Vận tốc :v ( 10) m/s Mô đun : m = mm Số : Z = 40 Tỷ số truyền :i =3 Thông số khác : = 200 = 00 = 00 8.1 Cấp xác cho mức xác, động học, làm việc êm tiếp xúc mặt : Vì bánh dùng cho hộp giảm tốc thông thờng, vận tốc vòng lớn, nhng không lớn (v (610) m/s) nên yêu cầu chủ yếu độ ổn định làm việc, ta ý đến khả làm việc êm, đó, ta chọn cấp xác động học, làm việc êm tiếp xúc mặt cấp Do truyền động hộp giảm tốc không yêu cầu cao khe hở mặt bên, nên ta chọn dạng ăn khớp B Ký hiệu : 7- B TCVN 1067-84 8.2 Chọn thông số kiểm tra: Kiểm tra độ xác mức xác động học bánh trụ thẳng dụng cụ đo phía profile răng, nên ta chọn thông số đo : Fir'' Vwr(Fvwr) + Dụng cụ kiểm tra yếu tố đơn giản, dễ chế tạo, thờng trang bị đủ cho nhà máy + Khi đo thông số Fir'' tiến hành đo liên tục toàn bánh nên xuất sai số hớng tâm tổng cộng, đặc trng phần lớn sai số định độ xác động học Vậy thông số kiểm tra: + Đánh giá mức xác động học : Fir'' Vw + Đánh giá mức làm việc êm : fir'' + Đánh giá mức tiếp xúc : vết tiếp xúc tổng + Đánh giá độ hở mặt bên : far Giá trị cho phép thông số: Đờng kính vòng chia d=m.z=160 mm Tra bảng từ trang 261-281, ta có : + Dung sai sai số động học bánh : Fir'' = FP + ff =90+8= 98 àm (trang 262) + Dung sai độ dao động khoảng pháp tuyến chung: Vw = 40 àm (trang 262) + Dung sai độ dao động khoảng cánh trục : fir'' = 80 àm (trang 267) + Vết tiếp xúc tổng: - Theo chiều cao : 45% - Theo chiều dài : 60% + Độ hở mặt bên : ... trang 261-281, ta có : + Dung sai sai số động học bánh : Fir'' = FP + ff =90+8= 98 àm (trang 262) + Dung sai độ dao động khoảng pháp tuyến chung: Vw = 40 àm (trang 262) + Dung sai độ dao động khoảng... N/mm=23,48.102 N/mm 23 Theo bảng 3.18 Bài tập dung sai ta có : Sai lệch trục n5L Theo TCVN 2245-99, trị số sai lệch trục : 30n5 L ( ++0,024 0, 015 ) Sơ đồ phân bố dung sai: b Kiểu lắp vòng với vỏ hộp :... ghép theo đờng kính định tâm, ta có dung sai mối ghép: + Khi lắp ghép theo đờng kính D ta chọn: H7/js6 +Miền dung sai đờng kinh không định tâm d : H11 +Miền dung sai lắp ghép theo chiều rộng b(khi