5.4.2.1. Giới thiệu mối ghộp then hoa
- Cú thể coi mối ghộp then hoa nhƣ một mối ghộp then bằng gồm cú nhiều then làm liền với trục. Mối ghộp then hoa thƣờng dựng khi tải trọng lớn, yờu cầu độ đồng tõm giữa trục và bạc cao, hoặc cần di trƣợt bạc dọc trục (hỡnh 5.30).
Hỡnh 5.31. Mối ghộp then hoa
- Trục cú z then phõn bốđều trờn chu vi, cú hỡnh dạng giống nhƣ bụng hoa, nờn đƣợc gọi là trục then hoa. Tiết diện ngang của then trờn trục cú thể là hỡnh chữ nhật, hỡnh thang, hoặc hỡnh răng thõn khai (hỡnh 5.31).
Hỡnh 5.32.Cỏc dạng tiết diện của then
- Bạc then hoa cú z rónh then, tƣơng ứng với trục then hoa, hỡnh dạng mặt cắt ngang của rónh giống nhƣ hỡnh dạng tiết diện then (hỡnh 5.32).
Hỡnh 5.33. Bạc then hoa
- Tạo mối ghộp bằng cỏch lồng bạc then hoa vào trục then hoa. Để đảm bảo độ đồng tõm giữa trục và bạc then hoa, cú thể thực hiện theo ba cỏch sau:
120
+ Định tõm theo đƣờng kớnh ngoài D. Mặt trụ đƣờng kớnh D đƣợc gia cụng chớnh xỏc cao, giữa hai mặt khụng cú khe hở (hỡnh 5.33). Do kớch thƣớc D lớn hơn d nờn dễ đạt độ chớnh xỏc đồng tõm cao. Nhƣng rónh then trờn may ơ khụng mài đƣợc. Do đú kiểu định tõm này khụng dựng đƣợc khi may ơ cần cú độ rắn bề mặt cao. Tải trọng phõn bố trờn cỏc then khụng đều nhau.
Hỡnh 5.34. Định tõm theo đường kớnh ngoài D
+ Định tõm theo đƣờng kớnh trong d. Mặt trụ cú đƣờng kớnh d đƣợc gia cụng chớnh xỏc, giữa hai mặt khụng cú khe hở (hỡnh 5.34). Kiểu này đạt đƣợc độ chớnh xỏc đồng tõm tƣơng đối cao. Rónh trờn trục cú thể mài, do đú phƣơng phỏp này cú thể dựng ngay cả khi yờu cầu độ rắn bề mặt của trục và bạc then hoa cao. Tải trọng phõn bố khụng đều trờn cỏc then. Kiểu định tõm này đƣợc dựng khỏ phổ biến trong thực tế.
Hỡnh 5.35. Định tõm bằng mặt trụtrong, đường kớnh d
+ Định tõm theo cạnh bờn. Mặt bờn của then tiếp xỳc với rónh then, giữa cỏc mặt trụ cú đƣờng kớnh D, đƣờng kớnh d cú khe hở (hỡnh 5.35). Độ chớnh xỏc đồng tõm giữa trục và bạc khụng cao. Cần phải đàm bảo chớnh xỏc bƣớc then, do đú tải trọng phõn bố đều trờn cỏc then. Kiểu định tõm này dựng khi mối ghộp chịu tải trọng lớn, yờu cầu độchớnh xỏc đồng tõm khụng cao.
121
Hỡnh 5.36. Định tõm theo mặt bờn của then
5.4.2.2. Kớch thước chủ yếu của mối ghộp then hoa
Then hoa là chi tiết mỏy đƣợc tiờu chuẩn húa, cỏc kớch thƣớc tớnh theo đƣờng kớnh d, và cú thể tra trong cỏc sổ tay thiết kếcơ khớ. Cỏc kớch thƣớc chủ yếu của mối ghộp gồm.
- Đƣờng kớnh trong của trục then hoa, ký hiệu là d, mm - Đƣờng kớnh ngoài của trục then hoa, ký hiệu là D, mm - Đƣờng kớnh trung bỡnh của trục then hoa d1, d1 = (d+D)/2. - Chiều rộng của mayơ , ký hiệu là B, mm
- Chiều dài của trục then hoa l, thƣờng lớn hơn hoặc bằng chiều rộng B của bạc. - Sốthen trờn trục z.
- Kớch thƣớc tiết diện then, gồm chiều cao then h và chiều rộng then b. - Chiều rộng của mayơ, ký hiệu là B, mm.
Kiểu lắp của mối ghộp then hoa trờn bản vẽđƣợc ghi nhƣ sau: Vớ dụ kiểu lắp then hoa và bạc ghi: 8 52 58 7 10 8
7 7 H F D f f Trong đú:
+ Chữ D biểu thị bề mặt định tõm theo đƣờng kớnh ngoài D, nếu định tõm theo đƣờng kớnh trong d thỡ ghi chữ d, nếu định tõm theo chiều rộng then b, ghi chữ b.
+ Số 8 biểu thị sốthen trờn trục then hoa z = 8.
+ Số 52 biểu thị giỏ trị đƣờng kớnh trong d = 52 mm, nếu định tõm theo đƣờng kớnh trong thỡ cần ghi kốm theo kiểu lắp.
+ Số 58 biểu thị đƣờng kớnh ngoài D = 58, kốm theo kiểu lắp giữa đƣờng kớnh ngoài của trục then hoa với bạc then hoa.
122
5.4.2.3. Tớnh mối ghộp then hoa
- Khi chịu tải trọng, mối ghộp then hoa thƣờng bị hỏng do dập bề mặt tiếp xỳc giữa then và rónh trờn bạc. Đối với cỏc mối ghộp cú bạc di trƣợt dọc trục, cỏc bề mặt tiếp xỳc cũn bịmũn.
- Để hạn chếcỏc dạng hỏng, mối ghộp then hoa đƣợc tớnh toỏn theo chỉ tiờu: σd ≤ [σd]
- σd là ứng suất dập trờn bề mặt tiếp xỳc của then và rónh. σd đƣợc tớnh theo cụng thức: 1 1 2 . . . . d T d z B h
Trong đú: T là mụ men xoắn trờn trục, Nmm.
ψ là hệ số kể đến phõn bố tải khụng đều cho cỏc then, lấy ψ = 0,7ữ 0,8. Thụng thƣờng phần chiều dài tiếp xỳc của then bằng chiều rộng bạc B.
- [σd] là ứng suất dập cho phộp. Giỏ trị của [σd] đƣợc chọn trong bảng, phụ thuộc vào vật của trục và bạc, phƣơng phỏp nhiệt luyện, chế độ làm việc, và bạc cố định hay di động dọc trục.
Bảng5.6. Trị sốứng suất dập cho phộp của then hoa
Kiểu ghộp Điều kiện sử dụng Ứng suất dập cho phộp, MPa Bề mặt then hoa
Khụng nhiệt luyện Cú nhiệt luyện Ghộp cốđịnh Nặng (cú va đập) Trung bỡnh Nhẹ 35ữ50 60ữ100 80ữ120 40ữ70 100ữ140 120ữ200 Ghộp di động Nặng (cú va đập) Trung bỡnh Nhẹ 3ữ10 5ữ15 10ữ20 Để hạn chếmũn cần bảo đảm điều kiện 2 m m m T d lhZ
Trong đú: [σm] là ứng suất cho phộp khi tớnh về mũn răng then hoa, cho trong cỏc tài liệu tớnh toỏn then hoa.
Vỡ những kớch thƣớc then hoa đó đƣợc tiờu chuẩn húa và chọn theo đƣờng kớnh của trục, cho nờn tớnh then hoa thƣờng là định chiều dài tớnh toỏn l của răng hoặc kiểm nghiệm ứng suất trờn bề mặt làm việc theo cỏc cụng thức trờn.
Kiểm tra bền mối ghộp then hoa đƣợc thực hiện nhƣ sau:
123 + Tớnh ứng suất dập trờn bề mặt tiếp xỳc σd + So sỏnh giỏ trị của σd với [σd] rỳt ra kết luận.
Thiết kế mối ghộp then hoa đƣợc thực hiện nhƣ sau: + Xỏc định ứng suất dập cho phộp [σd].
+ Chọn tiết diện then theo kớch thƣớc đƣờng kớnh trục d. + Chọn chiều dài tiếp xỳc của then bằng chiều rộng của bạc B. + Giả sử chỉ tiờu σd≤ [σd] thỏa món, ta tớnh đƣợc số then z cần thiết. + Vẽ kết cấu của mối ghộp, chọn chiều dài then l, cỏch định tõm.