Tài liệu Câu hỏi ôn tập chương 5: Dung sai lắp ghép một số mối ghép đặc biệt và truyền động bánh răng ppt

Chương V: DUNG SAI LẮP GHÉP MỘT SỐ MỐI GHÉP ĐẶC BIỆT VÀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 5.1 Dung sai lắp ghép ổ lăn 5.1.1 Cấp xác ổ lăn Có cấp xác ổ lăn? Mối quan hệ cấp xác ổ lăn giá cả? Ứng dụng cấp xác ổ lăn? Ký hiệu ổ lăn? Lắp ghép ổ lăn nào? Có lưu ý lắp ghép ổ lăn? 45 5.1.2 Đặc tính tải trọng dạng tải trọng - Chọn kiểu lắp cho ổ tức lựa chọn miền dung sai kích thước trục lỗ thân hộp Để chọn kiểu lắp trục với vòng lỗ hộp với vòng ngồi phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính dạng tải trọng tác dụng lên vòng ổ lăn - Đặc tính tải trọng: loại + Tải trọng va đập rung động vừa phải, tải thời gian ngắn tới 150% so với tải trọng tính tốn K = 1,5 + Tải trọng va đập rung động lớn, tải tới 300% so với tải trọng tính tốn K  ≥1,5 - Dạng tải trọng tác dụng lên vòng ổ lăn bao gồm dạng: Dạng tải trọng cục bộ, chu kỳ dao động +) Dạng tải cục bộ: Vòng chịu tải cục lúc cố định chịu tác dụng lực hướng tâm cố định phương, chiều độ lớn Hoặc quay chịu tác dụng lực hướng tâm quay tốc độ Khi có phần nhỏ đường lăn chịu tải truyền tải cho phần tương ứng bề mặt lắp ghép Hình 5.2 Dạng tải cục Hình 5.2.a) - vịng chịu tải cục hình 5.2.b) - vịng ngồi chịu tải cục +) Dạng tải chu kỳ: Vòng chịu tải chu kỳ lúc chịu lực hướng tâm tác dụng lên khắp đường lăn ổ truyền tải trọng lên khắp bề mặt lắp ghép hình a) vịng ngồi chịu tải chu kỳ hình b) vịng chịu tải chu kỳ 46 Hình 5.3 Biểu đồ ứng suất ổ lăn chịu tải cục chịu tải chu kỳ +) Dạng tải dao động: Vịng chịu tải dao động chịu lực hướng tâm tác dụng lên phần đường lăn, lực có phương chiều dao động phần đường lăn theo chu kỳ quay lực Hình 5.4 Biểu đồ ứng suất ổ lăn chịu tải dao động Giả sử vòng lăn chịu hai tải trọng hướng tâm Pn cố định Pb quay Xẩy hai trường hợp   - NếuPn > Pb: Tổng hợp hai tải trọng lại thành lực  R Pb quay mút lực tổng hợp R vạch vòng tròn tâm O (là mút Pn ) bán kính trị số Pb 47    gốc trùng với Pb Pn ) Vì Pn > Pb nên gốc  R nằm ngồi vịng trịn tâm O thời điểm phương tác dụng R nằm giới hạn góc  mà thơi Do vịng quay chịu tải chu kỳ Cịn vòng  cố định chịu tải hạn chế phần đường lăn giới hạn góc , Pb quay nên R có phương dao động góc  lấy vịng chịu tải dao động - Nếu Pn < Pb:  Khi gốc R nằm vịng trịn O góc  = 3600  Lúc tải trọng tổng hợp R có phương, chiều tác dụng theo hướng Vì vịng cố định chịu tải chu kỳ Vòng quay quay tốc độ với Pb chịu tải trọng cục tải trọng thay đổi phương, chiều trị số 5.1.3 - Chọn kiểu lắp cho ổ lăn: Có cách để chọn kiểu lắp cho ổ lăn? Đặc điểm cách? Làm để chọn ổ lăn theo dạng tải trọng? 5.2 - Dung sai lắp ghép then Ứng dụng mối ghép then? Có loại then nào? Hình 5.5 Mối ghép then Then lắp ghép theo kích thước nào? Miền dung sai kích thước b then chọn h9 Kiểu lắp thông dụng sản J N9 xuất hàng loạt then lắp với trục , với bạc s Nếu chiều dài then lớn then lắp h9 h9 D10 H9 với rãnh trục Trong sản xuất đơn then lắp h9 h9 P9 D10 với rãnh trục theo , then dẫn hướng then lắp với rãnh bạc theo với h9 h9 N9 rãnh trục h9 với rãnh bạc theo 48 * Lựa chọn mối ghép then - Tùy theo chức mối ghép then mà lựa chọn kiểu lắp tiêu chuẩn sau: Hình 5.6 Các kiểu lắp tiêu chuẩn mối ghép then +) Hình I - sử dụng mối ghép then có chiều dài lớn l > 2d Khi then có độ hở với rãnh trục rãnh bạc Độ hở lắp ghép nhằm bồi thường cho sai số vị trí rãnh then +) Hình II - sử dụng cố định bạc lắp trục Then lắp có độ dơi lớn với trục có độ dơi nhỏ với bạc để tháo lắp dễ dàng +) Hình III - sử dụng then dẫn hướng, bạc di trượt dọc trục Khi then lắp với bạc có độ hở lớn, đảm bảo cho bạc di trượt dọc trục dễ dàng +) Hình IV - gọi kiểu lắp “tức” dùng chịu lực đổi chiều, chịu tải lớn 5.3 - Dung sai lắp ghép then hoa Mối ghép then hoa có chức giống với mối ghép then sử dụng hiệu cần truyền mômen xoắn lớn yêu cầu độ xác định tâm cao chi tiết lắp ghép Mối ghép then hoa có nhiều loại: then hoa dạng chữ nhật (sử dụng phổ biến nhất), thân khai, hình thang tam giác Hình 5.7 Các kiểu mối ghép then 49 Tùy theo mô men xoắn cần truyền mối lắp then hoa phân loại: loạt nhẹ, loạt trung bình loạt nặng Để đảm bảo chức truyền lực lắp ghép thực theo kích thước b, cịn để đảm bảo độ đồng tâm bạc trục thực định tâm theo D, d b * Định tâm theo đường kính d Hình 5.8 Lắp ghép then hoa theo đường kính d +) Trong phương pháp cần gia cơng xác đường kính d Sử dụng phương pháp yêu cầu độ xác đồng tâm mối ghép cao yêu cầu độ cứng chi tiết then hoa cao tới mức khơng thể gia cơng xác kích thước D lỗ phương pháp chuốt ép Phương pháp chế tạo khó khăn, giá thành cao để gia cơng xác d trục người ta phải mài định hình trục then hoa mài trịn lỗ bạc (hình 1) * Định tâm theo đường kính D +) Trong phương pháp cần gia cơng xác D Sử dụng yêu cầu độ cứng chi tiết không cao, cho phép gia cơng xác D phương pháp chuốt ép Phương pháp rẻ tiền độ xác định tâm khơng cao (hình 2) định tâm theo d Hình 5.9.a * Định tâm theo b: Hình 5.9.b Hình 5.9.c +) Cần gia cơng xác kích thước b Được dùng độ đồng tâm không cao, khe hở bề mặt bên then rãnh nhỏ để tránh va đập tải trọng đổi chiều (hình 3) - Dung sai lắp ghép then hoa: +) Do mối ghép then hoa mối ghép phức tạp, có nhiều yếu tố kích thước Khi có sai số vị trí góc then kề nhau, xê dịch đường đối xứng then so với tâm 50 bề mặt đồng tâm, độ khơng đồng tâm bề mặt kích thước d D gây nên chèn ép kim loại bề mặt đối tiếp lắp ghép Điều cần ý xác định dung sai cho yếu tố mối ghép +) Lắp ghép then hoa thực yếu tố kích thước d, D b Khi thực đồng tâm theo D lắp ghép theo D b Khi thực đồng tâm theo d lắp ghép theo d b Khi thực đồng tâm theo b lắp ghép theo b +) Tùy theo phương pháp thực đồng tâm chi tiết then hoa mà chọn miền dung sai cho kích thước lắp ghép Sự phối hợp miền dung sai kích thước lỗ trục then hoa tạo thành dãy kiểu lắp thỏa mãn chức sử dụng Khi lựa chọn kiểu lắp then hoa tra bảng tiêu chuẩn thường sử dụng kiểu lắp ưu tiên * Ghi ký hiệu cho mối ghép then hoa: Bao gồm: - Yếu tố đồng tâm (d, D, b) - Số then - Kích thước đường kính d, đường kính ngồi D chiều rộng then b - Ký hiệu mối ghép theo yếu tố đồng tâm - Ký hiệu mối ghép theo b Ví dụ: D_8  36  40 H8 F10 7 h7 h9 Đồng tâm theo D, số then 8, đường kính d = 36, đường kính ngồi D = 40 mối ghép D: H8 F10 , chiều rộng then 7, mối ghép kích thước b: h7 h9 Khi vẽ bạc ký hiệu: D_8  36  40 H8  F10 vẽ trục ký hiệu: D_8  36  40 h7  h9 5.4 - Dung sai truyền động bánh 5.4.1 - Các yêu cầu truyền bánh - Truyền động bánh sử dụng phổ biến máy thiết bị khí Nó thường dùng để truyền chuyển động quay trục với với mômen xoắn lớn - Trong truyền động bánh răng, có sai số chế tạo, lắp ráp truyền động bánh phát sinh tải trọng động lực học, gây tiếng ồn, rung động đồng thời phát sinh nhiệt, gây ứng suất tập trung phần làm việc Đồng thời sai số gây không phù hợp góc quay bánh dẫn bị dẫn, dẫn tới sai số vị trí tương đối khâu Tùy theo chức sử dụng truyền động mà truyền động bánh có yêu cầu khác Cụ thể: * Yêu cầu đ" ộ xác động học" 51 - Đây yêu cầu phối hợp xác góc quay bánh dẫn bánh bị dẫn truyền động Yêu cầu đề truyền động bánh xích động học xác dụng cụ đo, xích phân độ máy gia công răng, Bánh truyền động thường có modul nhỏ, chiều dày khơng lớn, làm việc với tải trọng vận tốc nhỏ * Yêu cầu đ" ộ xác ổn định"( mức làm việc êm) - Yêu cầu đòi hỏi bánh cần phải có tốc độ quay ổn định, khơng có thay đổi tức thời tốc độ gây va đập ồn Ngoài cần hạn chế sai số có chu kỳ lặp lại nhiều lần vòng quay bánh Yêu cầu áp dụng truyền động hộp tốc độ động máy bay, ôtô, tuabin Bánh truyền động thường có modul trung bình, chiều dài lớn, tốc độ vịng quay bánh đạt tới 120  150 m/s, công suất truyền động tới 40.000 kW * Yêu cầu đ" ộ xác tiếp xúc " - Trong trình làm việc, yêu cầu độ xác tiếp xúc mặt lớn theo chiều dài chiều cao răng, đặc biệt tiếp xúc theo chiều dài Độ xác tiếp xúc mặt đảm bảo độ bền truyền động với tốc độ nhỏ mơmen xoắn cần truyền lớn Ví dụ: truyền động máy cán thép, cần trục, cầu trục, palăng Bánh truyền động thường có modul chiều dài lớn * Yêu cầu "độ xác khe hở mặt bên" - Yêu cầu cần đảm bảo mặt phía khơng làm việc cặp ăn khớp Bất kỳ truyền bánh cần quy định khe hở mặt bên để tạo màng dầu bôi trơn mặt răng, bồi thường cho sai số giãn nở nhiệt, sai số gia cơng lắp ráp, tránh tượng kẹt (fn > fmin) Như vậy, truyền bánh đòi hỏi yêu cầu trên, tùy theo chức sử dụng mà yêu cầu chủ yếu Khi yêu cầu chủ yếu quy định cao yêu cầu khác Ví dụ: truyền động bánh hộp tốc độ yêu cầu chủ yếu "độ xác ổn định" phải quy định cao "độ xác động học" " độ xác tiếp xúc " 5.4.2 - Các tiêu đánh giá độ xác bánh truyền a/ Chỉ tiêu độ xác động học: Độ xác động học bánh răng: khác góc quay thực tế danh nghĩa bánh trục làm việc dẫn động bánh mẫu xác khơng tồn độ khơng song song lệch trục quay bánh Nó xác định độ dài cung trịn vịng chia 52 Hình 5.10 Mức xác động học đánh giá sai số động học bánh kí hiệu F'ir Đó sai số lớn góc quay bánh phạm vi vịng quay ăn khớp với bánh mẫu xác Sai số động học tổng hợp tất loại sai số gia công đến độ xác động học - Sai số động học bánh gia công máy cắt phương pháp bao hình gây sai số xích bao hình khơng đồng tâm vịng sở với trục làm việc quay, độ khơng xác dụng cụ cắt sai số, gá đặt - Những sai số ảnh hưởng tới độ xác động học bánh Chúng xuất lần sau vòng quay bánh bao gồm: sai số bao hình, sai số tích luỹ bước vịng, độ đảo hướng kính vành răng, độ dao động chiều dài pháp tuyến chung khoảng cách trục đo sau vịng quay +) Độ đảo hướng kính vành (F rr): hiệu khoảng cách lớn từ tâm quay bánh đến đến đoạn thẳng chia (s) profil gốc danh nghĩa, đặt hay rãnh răng, giới hạn vành bánh  R e  S r Frr Hình 5.11 +) Độ dao động khoảng cách tâm đo sau vòng quay (F'' ir): thay đổi lớn khoảng cách tâm (a) bánh có sai số (bánh đo) bánh mẫu xác ăn khớp khít với quay bánh đo vịng 53 Hình 5.12 W Hình 5.13 +) Sai số tích lũy bước (Fpr): hiệu đại số lớn giá trị sai số tích lũy k bước với tất giá trị k từ đến z/2 Fpr = Fpkr max - Fpkr +) Độ dao động khoảng pháp tuyến chung (Fvwr): dịch chuyển profil theo hướng tiếp tuyến trực tiếp gây độ dao động khoảng pháp tuyến chung phạm vi vòng quay bánh Fvwr = Wmax - Wmin Pháp tuyến chung (W) - khoảng cách mặt phẳng song song tiếp xúc với profil khác tên +) Sai số lăn (Fcr ): sai số động học xích bao hình cắt Đó sai số lớn góc quay, bánh gia cơng dụng cụ cắt Ta đo trực tiếp giá trị sai số lăn (Fcr ) máy cắt b/ Chỉ tiêu độ xác ổn định (mức làm vic ờm): f ir' vòng quay bánh 54 Hình 5.14 Mức làm việc êm đánh giá "sai số động học cục bộ" bánh ( f' ir) sai số chu kỳ truyền động +) Sai số động học cục hiệu số lớn nhỏ sai số động học cục bánh Nó thành phần tần số cao sai số động học Nó thay đổi tốc độ góc tức thời, sinh gia tốc, gây va đập ồn Sai số động học cục thể tổng hợp ảnh hưởng sai số gia công đến mức làm việc êm +) Sai số ổn định (chu kỳ) truyền fzkor bánh fzkr hai lần biên độ thành phần điều hoà sai số động học tương ứng với truyền bánh Ta đánh giá mức làm việc êm thông qua cặp thông số loại sau: +) Sai số profil (ffr): khoảng cách pháp tuyến profil mặt đầu danh nghĩa bao lấy profil mặt đầu thực +) Độ dao động khoảng cách tâm đo sau (f ir"): thành phần tần số cao độ dao động khoảng cách tâm đo +) Sai lệch bước (fptr): hiệu bước vòng vòng tròn bánh +) Sai lệch bước sở (f pbr): hiệu bước sở thực danh nghĩa, đo mặt phẳng vng góc với hướng c/ Chỉ tiêu độ xác tiếp xúc: Để nâng cao độ bền truyền bánh tiếp xúc cạnh đối tiếp phải lớn Khi tiếp xúc khơng hồn tồn khơng diện tích chịu lực giảm xuống, phân bố ứng suất tiếp xúc bôi trơn không làm cho bị mài mòn mạnh Để đảm bảo yêu cầu tiếp xúc đầy đủ người ta đưa qui định “Vết tiếp xúc tổng hợp” Hình 5.15 Vết tiếp xúc tổng hợp phần bề mặt làm việc tiếp xúc với mặt bên ăn khớp với quay hãm nhẹ lại Để thấy rõ vết tiếp xúc ta bôi lớp mỏng thuốc màu lên bề mặt bánh Sau quay hãm nhẹ lại có vết thuốc màu mặt cịn lại, vết tiếp xúc tổng hợp Vết tiếp xúc tổng hợp tính theo (%) đánh giá theo phương: 55 Theo chiều cao: Theo chiều dài: hm 100% hP ( a  c) cos  100% B Với hm - chiều cao trung bình vết tiếp xúc hP - chiều cao làm việc b - chiều rộng bánh  - góc nghiêng Với bánh thẳng cos = - Độ xác tiếp xúc cịn đánh giá qua thơng số khác như: +) Sai số hướng (Fr) - khỏang cách đường thẳng đường xoắn (với nghiêng) lý thuyết nằm hình trụ qua chiều cao kẹp hướng thực Hình 5.16 +) Sai số hình dạng vị trí đường tiếp xúc (F kr) - khoảng cách pháp tuyến đường thẳng (1) nằm mặt phẳng tiếp tuyến với hình trụ sở, song song với đường tiếp xúc danh nghĩa kẹp lấy đường tiếp xúc thực (2) d/ Chỉ tiêu độ xác khe hở mặt bên: fn Hình 5.17 56 Khe hở mặt bên (fn) phần khe hở prôfin khơng làm việc đối tiếp Nó đảm bảo quay tự bánh bánh thứ đứng yên - Khe hở mặt bên xác định mặt cắt vng góc với phương mặt phẳng tiếp tuyến với hình trụ sở - Để thoả mãn yêu cầu lĩnh vực công nghiệp khác người ta qui định dạng đối tiếp, xác định khác trị số fnmin * Dạng đối tiếp : A đảm bảo khe hở lớn cho cấp xác  12 B đảm bảo khe hở bình thường cho cấp xác  10 C, D đảm bảo khe hở giảm xuống cho cấp xác   E đảm bảo khe hở nhỏ cho cấp xác  H đảm bảo khe hở không cho cấp xác  - Trong điều kiện làm việc bình thường thường sử dụng dạng đối tiếp B (dạng dùng phổ biến chế tạo khí.) Tiêu chuẩn quy định miền dung sai độ hở mặt bên Tfn ký hiệu là: h, d, c, b, a, z, y, x Tùy theo kích thước kết cấu điều kiện làm việc truyền động bánh mà người thiết kế chọn dạng đối tiếp miền dung sai khe hở mặt bên Dung sai khe hở cạnh bên Tfn khác khe hở lớn nhỏ 5.4.3 – Tiêu chuẩn dung sai cấp xác truyền động bánh răng: 1/ Cấp xác: - Theo TCVN 1067 – 84, tùy theo độ xác chế tạo, tiêu chuẩn phân 12 cấp xác ký hiệu từ đến 12 theo thứ tự độ xác giảm dần Đối với cấp tiêu chuẩn chưa quy định trị số dung sai sai lệch giới hạn cho phép thông số - Ở cấp xác tiêu chuẩn quy định giá trị dung sai sai lệch giới hạn cho phép thơng số đánh giá mức xác 2/ Chọn cấp xác cho truyền động bánh răng: - Lựa chọn cấp xác truyền động bánh phải dựa vào điều kiện làm việc cụ thể truyền động, vào vận tốc vòng cơng suất truyền động Việc lựa chọn cấp xác tính tốn dựa theo kinh nghiệm - Phương pháp lựa chọn cấp xác tính tốn cho độ xác cao nhất, nhiên việc xác định thường khó phức tạp, thơng thường gặp tài liệu tính tốn độ bền độ xác truyền động cấu Trong tiết kế máy, thường chọn theo kinh nghiệm, nghĩa cấp xác truyền động thiết kế chọn cấp xác truyền động sử dụng điều kiện làm việc tương tự lựa chọn bảng tiêu chuẩn - Chú ý rằng, lựa chọn cấp xác thiết phải sử dụng nguyên tắc tiêu chuẩn tổ hợp, tức với truyền cụ thể, phụ thuộc vào chức người ta xác định cấp xác khác nhau: theo tiêu chí độ xác động học, độ xác ổn định độ xác tiếp xúc 57 Ví dụ: - Trong ngành luyện kim, máy khai thác đóng tàu, độ xác tiếp xúc chọn cao – cấp so với độ ổn định độ xác động học lựa chọn tiêu chuẩn tổ hợp – – hay – – - Các bánh dụng cụ đo, dụng cụ gia công (xọc, cà răng), truyền khí xác … địi hỏi cần phải chế tạo cấp xác 3,4,5 - … 3/ Ghi kí hiệu vẽ: - Trên vẽ thiết kế, chế tạo bánh cấp xác dạng đối tiếp ký hiệunhư sau: Ví dụ: – – B TCVN 1067 – 84 – cấp xác động học – cấp xác ổn định - cấp xác tiếp xúc B – dạng đối tiếp mặt 58 ... quay bánh 54 Hỡnh 5.14 Mc lm vic êm đánh giá "sai số động học cục bộ" bánh ( f'' ir) sai số chu kỳ truyền động +) Sai số động học cục hiệu số lớn nhỏ sai số động học cục bánh Nó thành phần tần số. .. xác động học đánh giá sai số động học bánh kí hiệu F''ir Đó sai số lớn góc quay bánh phạm vi vịng quay ăn khớp với bánh mẫu xác Sai số động học tổng hợp tất loại sai số gia cơng đến độ xác động. .. dùng để truyền chuyển động quay trục với với mômen xoắn lớn - Trong truyền động bánh răng, có sai số chế tạo, lắp ráp truyền động bánh phát sinh tải trọng động lực học, gây tiếng ồn, rung động đồng