Dung sai truyền động bánh răng trụ được quyđịnh trong TCVN 1067 – 84.
3.1. Các thông số kích thước cơ bảncủa truyền động bánh răng
3.2. Các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng
Tuỳ theo yêu cầu chức năng sử dụng của truyền động bánh răng mà chúng có các yêu cầu khác nhau:
+ Truyền động chính xác
Là yêu cầu sự phối hợp chính xác về góc quay của bánh dẫn và bánh bị dẫn của truyền động. Yêu cầu này đề ra đối với truyền động bánh răng của xích động học chính xác của dụng cụ đo, xích phân độ của máy gia công răng, ... Bánh răng trong truyền động này thường có môđun nhỏ, chiều dày răng lớn, làm việc với tải trọng và vận tốc nhỏ.
m - mô đun của răng z - số răng của bánh răng α- góc ăn khớp của truyềnđộng. β- góc nghiêng của hướng răng. p- bước răng. b- chiều rộng răng. pb - bước răng trên vòng cơ bản
d- đường kính vòng chia của bánh răng
Hình 2.16. Các thông số kích thước cơ bản
df - đường kính vòng chân răng da - đường kính vòng đỉnh răng db- đường kính vòng cơ bản h- chiều cao của răng. b- chiều rộng bánh răng. w- khoảng pháp tuyến chung a- khoảng cách tâm 2 bánh răng.
55 Ví dụ: Truyền động bánh răng của các xích động học chính xác trong dụng cụ đo hoặc trong máy cắt kim loại.
+ Truyền động tốc độ cao:
Yêu cầu chủ yếu của nhóm truyền động này là “ mức chính xác làm việc êm” cần đòi hỏi bánh răng cần phải có tốc độ quay ổn định, không có sự thay đổi tức thời về tốc độ gây va đập và ồn. Ngoài ra cũng cần hạn chế các sai số có chu kỳ lặp lại nhiều lần trong một vòng quay của bánh răng. Bánh răng trong truyền động này thường có modun trung bình và chiều dài răng lớn, tốc độ của vòng quay bánh răng có thể đạt tới 120 150 m/s, công suất truyền động tới 40.000 kW do vậy dễ phát sinh dung động và ồn.
Ví dụ: Truyền động trong hộp tốc độ của động cơ máy bay, ôtô, ... + Truyền động công suất lớn
Yêu cầu chủ yếu của các truyền động này là “ mức tiếp xúc mặt răng” lớn theo chiều dài vàchiều cao răng lớn, đặc biệt là tiếp xúc theo chiều dài. Độ chính xác tiếp xúc mặt răng đảm bảo độ bền của răng khi truyền động với tốc độ nhỏ nhưng mômen xoắn cần truyền lớn.
Ví dụ truyền động trong các máy cán thép, trong cần trục, cầu trục, ... bánh răng trong truyền động này thường có môdul và chiều dài răng lớn.
*. Độ hở mặt bên.
Yêu cầu này cần được đảm bảo độ hở mặt bên giữa các mặt răng phía không làm việc của cặp răng ăn khớp. Bất kỳ bộ truyền bánh răng nào cũng cần quy định về khe hở mặt bên để tạo màng dầu bôi trơn mặt răng, bồi thường cho sai số giãn nở vì nhiệt, sai số do gia công và lắp ráp, tránhhiện tượng kẹtrăng.
Như vậy đối với bất kỳ bộ truyền bánh răng nào cũng đòi hỏi cả 4 yêu trên, nhưng tuỳ theo chức năng sử dụng mà yêu cầu nào là chủ yếu. Khi đó yêu cầu chủ yếu được quy định cao hơn các yêu cầu khác.
Hình 2.17. Mức chính xác khe hở cạnh răng
56 Ví dụ truyền động bánh răng trong hộp tốc độ thì yêu cầu chủ yếu là độ chính xác ổn định và nó phải quy định cao hơn độ chính xác động học và độ chính xác tiếp xúc.
3.3. Đánh giá mức chính xác truyền động bánh răng
+Đánh giá mức chính xác động học:
- Mức chính xác động học được đánh giá bằng sai số động học bánh răng: là sai số lớn nhất về góc quya của bánh răng trong phạm vi một vòng quay khi nó ăn khớp với bánh răng mẫu chính xác.
- Sai số động học là tổng hợp ảnh hưởng của tất cả các loại sai số gia công đến mức chính xác động học.
+ Đánh gia mức làm việc êm:
- Mức làm việc êm được đánh giábằng “ Sai số động học cục bộ” của bánh răng: là hiệu số lớn nhấtgiữa các giá trị lớn và nhỏ kế tiếp nhau của sai số động học cụcbộ. - Sai số động học cục bộ nó chính là sự thay đổi tốc độ góc tức thời, sinh ra gia tốc, gây va đạp và ồn.
- Sai số động học cụ bộ thể thiện tổng hợp ảnh hưởng của các sai số gia công đến mức làm việc êm.
+ Đánh giá mức chính xác tiếp xúc:
-Mức đánh giá tiếp xúc được đánh giá bằng vết tiếp xúc mặt răng của hai bánh răng trong truyền động: là phần làm việc của mặt răng có vết tiếp xúc với răng của bánh răng thứ hai trong cặp truyền sau khi quay cặp truyền động có tải.
-Mức tiếp xúc được đánh giá theo hai chiều: chiều cao và chiều dài + Đánh giá mực độ hở mặt bên:
-Độ hở mặt bên được xác định trong mặt phẳng thẳng góc với phương răng và tiếp xúc với hình trụ cơ sở.
- Độ hở mặt bên trong truyền động được đánh giá bằng cách kiểm tra độ hở mặt bên nhỏ nhất: là trị số cho phép nhỏ nhất của độ hở mặt bên.
+ Bộ thống số đánh giá mức chính xác chế tạo bánh răng:
-Để kiểm tra mức chính xác chế tạo bánh răng ta dùng một bộ thông số bao gồm những thông số và những cặp thông số đánh giá các mức chính xác và độ hở mặt bên. - Việc chọn bộ thông số nào là tùy thuộc vào cấp chính xác răng và điều kiện sản xuất, kiểm tra ở từng cơ sở sản xuất. Chọn bộ bộ thông số cần phải kết hợp sao cho kiểm tra đơn giản nhất, số dụng cụ sử dụng ít nhất...
3.4. Tiêu chuẩn dung sai, cấp chính xác của truyền động bánh răng
57 Theo tiêu chuẩn TCVN 1067-84, cấp chính xác chế tạo bánh răng được gui định 12 cấp kí hiệu là 1,2...12. Cấp chính xác giảm dần từ 1 đến 12. Ở mỗi cấp chính xác tiêu chuẩn qui định giá trị dung sai và sai lệch giới hạn cho các thông số đánh giá mức chuẩn chính xác.
Việc lựa chọn cấp chính xác của truyền động bánh răng khi thiết kế phải dựa vàođiều kiện làm việc cụ thể của truyền động, chẳng hạn tốc độ vòng quay, công suất truyền...Trong sản xuất cơ khí thường sử dụng cấp chính xác 6,7,8,9. Ngoài ra khi thiết kế chế tạo bánh răng việc chọn cấp chính xác có thể dựa theo kinh nghiệm
3.4.2. Sai số gia công của truyền động bánh răng
Bề mặt chức năng của bánh răng là bề mặt thân khai của răng, quá rtình gia công tạo thành bề mặt ấy phát sinh sai số rất phức tạp. Các sai số này gây ra sai số prôfin răng và vị trí của chúng trên bánh răng. Vị trí prôfin răng được xét theo 3 phương: Phương hướng tâm, phương tiếp tuyến với vòng chia và phương dọc trục bánh răng. Như vậy sai số gia công bánh răng được phân thành 4 loại:
- Sai số hướng tâm: Bao gồm tất cả những sai số gây ra sự dịch chuyển prôfin răng theo hướng tâm bánh răng.
- Sai số tiếp tuyến: Bao gồm tất cả những sai số gây ra sự dịch chuyển prôfin răng theo hướng tiếp tuyến với vòng chia.
- Sai số hướng trục: Là những sai số làm prôfin răng dịch chuyển sai với vị trí lý thuyết dọc theo trụcbánh răng
- Sai số prôfin răng lưỡi cắt của dụng cụ cắt răng.
3.4.3. Dạng đối tiếp mặt răng và dung sai độ hở bên: Jnmim
Tuỳ theo yêu cầu về giá trị độ hở mặt bên nhỏ nhất, jnmin mà tiêu chuẩn qui định 6 dạng đối tiếp, kí hiệu là H, E, D, C, B, A theo TCVN 1067-84. Dạng H có gí trị độ hở mặt bên nhỏ nhất (jnmin =0) và độ hở tăng dần từ H đến A.
58
Hình 2.18. Dạng đối tiếp mặt răng
Trong điều kiệ làm việc bình thường thì sử dụng dạng đối tiếp B, dạng này cũng được dùng phổ biến trong chế tạo cơ khí.
Tiêu chuẩn cũng qui định 8 miền dung sai của độ hở mặt bên, kí hiệu là h, d, c, b, a , x, y, z. Trong thiết kế có thể sử dụng dạng đối tiếp và miền dung sai tương ứng, ví dụ dạng đối tiếp B, miền dung sai b. Nhưng cũng có thể sử dụng không tương ứng, ví dụ dạng đối tiếp là B còn miền dung sai là a.
Khi đánh giá "mức khe hở cạnh răng" người ta có thể kiểm tra trực tiếp giá trị độ hở mặt bên nhỏ nhất jnmin
3.4.4 Ghi ký hiệu cấp chính xác và dạng đối tiếp mặt răng
Trên bản vẽ thiết kế, chế tạo bánh răng thì cấp chính xác và dạng đối tiếp được ghi ký hiệu như sau:
Ví dụ: 7 – 8 – 8B TCVN 1067 – 84 7 –cấp chính xác động học
8 –cấp chính xác của mức làm việc êm (cấp chính xác ổn định) 8 –cấp chính xác của mức tiếp xúc mặt răng
B –dạng đối tiếp mặt răng và dung sai độ hở mặt bên tương ứng là b CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Tiêu chuẩn quy định mấy cấp chính xác chế tạo ổ lăn và kí hiệu chúng như thế nào?
2. Có mấy dạng tải trong tác dụng lên các vòng ổ lăn và đặc tính của từng dạng ? 3. Nêu các miền dung sai tiêu chuẩn được quy định đối với kích thước chiều rộng b của then, rãnh trục và rãnh bạc ?
4. Lắp ghép then hoa được thực hiện theo mấy yếu tố kích thước, tại sao? Trình bầy cách ghi kí hiệu lắp ghép then hoa trên bảnvẽ ?
5. Có mấy phương pháp thực hiện đồng tâm hai chi tiết then hoa, tương ứng với các phương pháp đó thì lắp ghép được thực hiện theo yếu tố kích thước nào?
6. Nêu các yêu cầu kỹ thuật đề ra đối với truyền động bánh răng? một truyền động bánh răng bất kìthì cần có những yêu cầu nào?
7. Nêu các thông số để đánh giá mức chính xác động học, mức làm việc êm, mức tiếp xúc mặt răng và khe hở cạnh răng?
8. Tiêu chuẩn TCVN 1067-84 quy định mấy cấp chính xác chế tạo bánh răng. Nêu phương pháp chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng khi thiết kế?
59
CHƯƠNG 3: DỤNG CỤ ĐO THÔNG DỤNG TRONG CƠ KHÍ. 1. Cơ sở đo lường kỹ thuật.
1.1. Khái niệm về đo lường kỹ thuật.
Đo lường là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo, dựa trên việc thiết lập quan hệ giữa đại lượng cần đo và một đại lượng có cùng tính chất vật lý được quy định dùng làm đơn vị đo.
Thực chất của việc đo lường là việc so sánh đại lượng cần đo với đơn vị đo để tìm ra tỷ lệ giữa chúng. Độ lớn của đối tượng cần đo được biểu diễn bằng trị số của tỷ lệ nhận được kèm theo đơn vị dùng khi so sánh.
Ví dụ: Đại lượng cần đo là Q, đơn vị dùng để so sánh là u. Khi so sánh ta có tỷ lệ giữa chúng là q
u Q .
Kết quả sẽ biểu diễn là: Q = q.u
Việc chọn độ lớn của đơn vị đo khác nhau khi so sánh sẽ có trị số q khác nhau. Chọn độ lớn của đơn vị đo sao cho việc biểu diễn kết quả đo gọn, đơn giản tránh nhầm lẫn trong khi ghi chép và tính toán. Kết quả đo cuối cùng cần được biểu diễn theo đơn vị đo hợp pháp.
Đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh vì thế độ chính xác của đơn vị đo sẽ ảnh ngayđến độ chính xác khi đo. Độ lớn của đơn vị đo cần được quy định thống nhất mới đảm bảo được việc thống nhất trong giao dịch mua bán, chê tạo sản phẩm để thay thế lắp lẫn ...
Để đảm bảo tính thống nhất trong đo lường, các đơn vị đo cơ bản và các đơn vị đo dẫn suất hợp thành hệ thống đơn vị đo được quy định trong bảng đơn vị đo hợp pháp của Nhà nước dựa trên quy định của hệ thống đơn vị đo lường quốc tế.
60 Hội nghị quốc tế về đo lường họp năm 1875 đã công nhận "mét" làm đơn vị đo độ dài tiêu chuẩn.
Trong ngành chế tạo máy thường dùng milimét hoặc micrômét. Mét là đơn vị cơ bản. * Đơn vị đo góc
Bảng đơn vị đo lường hợp pháp của nước ta quy định đơn vị đo góc phẳng là độ, ký hiệu ( o ). Độ là góc phẳng bằng 0
180
radian ( Radian là góc phẳng chắn trên một đường tròn có tâm đặt ở đỉnh của góc một cung dài bằng bán kính ).
1.2. Dụng cụ đo và các phương pháp đo
1.2.1. Các loại dụng cụ đo
Dụng cụ đo có thể chia làm 2loại: + Các loại mẫu
+ Các loại dụng cụ đo và máy đo
Các loại mẫu là những vật thể chế tạo theo bội số hoặc ước số của đơn vị đo, gồm các loại thước mẫu, căn mẫu, góc mẫu, ke …
Các loại dụng cụ đo và máy đo dùng đo kích thước của chi tiết gia công, gồm nhiều loại:
- Các loại dụng cụ đo có khắc vạch: thước cặp, panme, đồng hồ so … - Các loại máy đo quang học: Kính hiển vi, ốptimét, máy đo độ dài …
- Các loại máy đo dùng khí nén, máy đo dùng điện, máy kiểm tra tổng hợp… Mỗiloạidụng cụ đo điều có đặc điểm sau:
- Độ dài khoảng cách giữa hai vạch chia trên mặt số. - Giá trị của các vạch chia trên mặt số hoặc trên du xích
- Phạm vi đo của ldụng cụ là kích thước nhỏ nhất và lớn nhất mà kích thước có thể đo được
- Áp lực đo là áp lực tiếp xúc giữa vật đo và dụng cụ đo
1.2.2. Các phương pháp đo
Phương pháp đo là cách thức, thủ thuật để xác định thông số cần đo. Đó là tập hợp mọi cơ sở khoa học có thể để thực hiện phép đo, trong đó nguyên tắc để xác định thông số đo có thể dựa trên mối quan hệ toán học hay mối quan hệ vật lý có liên quan tới đại lượng đo.
Việc chọn mối quan hệ nào đó trong các mối quan hệ có thể với các thông số đo phụ thuộc vào độ chính xác yêu cầu đối với đại lượng đo, trang thiết bị hiện có, có khả
61 năng tìm được hoặc tự chế tạo được. Mối quan hệ cần được chọn sao cho đơn giản, các phép đo để thể hiện với các yêu cầu vềtrang thiết bị đo ít và khả năng thực hiện được.
Cơ sở để phân loại phương pháp đo:
* Dựa vào quan hệ giữa đầu đo và chi tiết đo chia ra
+ Phương pháp đo tiếp xúc:Là phương pháp đo giữa đầu đo và bề mặt chi tiết đo tồn tại một áp lực gọi là áp lực đo. Khi đo tiếp xúc đầu đo tiếp xúc với mặt chi tiết theo đường điểm hoặc mặt
- Ví dụ khi đo bằng dụng cụ đo cơ khí quang, cơ, điện, tiếp xúc... áp lực đo cho vị trí đo ổn định, vì thế kết quả đo tiếp xúc rất ổn định.
- Tuy nhiên do tồn tại áp lực đo nên khi đo tiếp xúc không tránh khỏi sai số đo do các biến dạng có liên quan tới áp lực đo gây ra. Đặc biệt khi đo các chi tiết là vật liệu mềm dễ biến dạng hoặc hệ đo kém cứng vững.
+ Phương pháp đo không tiếp xúc: Là phương pháp đo không có áp lực đo giữa yếu tố đo và bề mặt đo. Ví dụ đo bằng kính hiển vi, ốptimét, đo bằng các máy quang học. Do không tồn tại áp lực đo nên khi đo bề mặt chi tiết không bị biến dạng hoặc cào xước. Phương pháp này thích hợp với các chi tiết nhỏ, mềm, mỏng, dễ biến dạng hoặc các sản