Chương 5 mối ghép then và then hoa

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

1


5.1. Mối ghép then
5.1.1. Các loại then, ưu và nhược điểm
•

Mối ghép then dùng để cố định các chi tiết máy trên trục theo
phương tiếp tuyến, truyền tải trọng từ trục đến chi tiết máy lắp trên
trục và ngược lại.

•

Ví dụ : dùng để ghép bánh răng, bánh vít, bánh đai, bánh đà, đĩa
xích trên trục.

•

Các mối ghép then thường dùng trong thực tế:
– Mối ghép then bằng
– Mối ghép then dẫn hướng
– Mối ghép then bán nguyệt
– Mối ghép then vát
– Mối ghép then ma sát
– Mối ghép then tiếp tuyến
Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

2

5.1. Mối ghép then
5.1.1. Các loại then, ưu và nhược điểm

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

3


5.1. Mối ghép then
5.1.1. Các loại then, ưu và nhược điểm

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

4


5.1. Mối ghép then
5.1.1. Các loại then, ưu và nhược điểm
•

Các mối ghép then được chia làm hai nhóm. Các nhóm có cách lắp
ghép và nguyên lý liên kết khác nhau :

•

Then ghép lỏng, bao gồm: then bằng, then dẫn hướng và then bán
nguyệt. Then nằm trong rãnh then trên trục và trên bạc, đóng vai trị
một cái chốt ngăn cản chuyển động xoay tương đối giữa trục và bạc.

•

Then ghép căng, bao gồm: then vát, then ma sát, then tiếp tuyến.
then ghép căng tạo nên áp suất lớn tren bề mặt tiếp xúc giữa bạc và
trục, tạo lực ma sát. Lực ma sat là lực liên kết, cản trở sự trượt
tương đối giữa bạc và trục.

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

5


5.1. Mối ghép then
5.1.1. Các loại then, ưu và nhược điểm
•

Mối ghép then bằng bao gồm chi tiết bạc (hay may ơ), chi tiết trục,
và then.

•

Trên bạc có rãnh then, được gia cơng bằng phương pháp xọc, hoặc
bào.

•

Rãnh then trên trục được gia cơng bằng dao phay ngón, hoặc dao
phay đĩa. Rãnh then được gia công bằng dao phay đĩa ít gây tập
trung ứng suất hơn so với gia công bằng dao phay ngón.

•

Then thường làm bằng kim loại, dưới dạng thanh thẳng, tiết diện
ngang là hình chữ nhật b × h. tiết diện then được tiêu chuẩn hóa,
then bằng bình thường theo TCVN 2261-77, then bằng cao theo
TCVN 2218-86, và được chọn tùy theo đường kính trục. chiều dài l
của then được chọn tùy thuộc vào chiều dài của chi tiết máy lắp trên
trục (mayơ).
Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

6


5.1. Mối ghép then
5.1.1. Các loại then, ưu và nhược điểm

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

7


5.1. Mối ghép then
5.1.1. Các loại then, ưu và nhược điểm

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

8


5.1. Mối ghép then

5.1.2. Tính mối ghép then bằng và then bán nguyệt
•

Khi mối ghép chịu tải, then có thể bị hỏng do dập bề mặt tiếp xúc
của then và các rãnh then, hoặc cắt đứt then qua tiết diện bìl.

ã

iu kin trỏnh cỏc dng hng ca mi ghộp then là:
σd ≤ [σσd] và τc ≤ [ττc]

σd : ứng suất dập trên bề mặt tiếp xúc giữa then và rãnh trên bạc
được xác định theo công thức

K là hệ số tải trọng, có thể lấy k = 1 ÷ 3
T là mơ men xoắn tác dụng lên mối
ghép, Nmm.

• [σσd] là ứng suất dập cho phép, giá trị của [σσd] có thể chọn như sau:
• Then trong hộp giảm tốc, làm việc với chế độ nặng, lấy 50 ÷ 70 MPa.
• Then trong hộp giảm tốc, làm việc với chế độ trung bình , lấy 130 ÷
180 MPa.
Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

9


5.1. Mối ghép then
5.1.2. Tính mối ghép then bằng và then bán nguyệt
τc là ứng suất cắt trên tiết diện then, ứng suất cắt được xác định

theo cơng thức:

•

-

[στc ] là ứng suất cắt cho phép, giá trị của nó được chon như sau:

•

Khi mối ghép chịu tải trọng tĩnh, lấy [στc ] = 130 MPa.

•

Khi mối ghép chịu tải trọng va đập nhẹ, lấy [στc ] = 90 MPa.

•

Khi mối ghép chịu tải trọng va đập mạnh, lấy [στc ] = 50 MPa.

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

10


5.1. Mối ghép then
5.1.2. Tính mối ghép then bằng và then bán nguyệt

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

11


5.2. Ghép bằng then hoa
5.2.1. Các loại then hoa và ưu nhược điểm
•

Có thể coi mối ghép then hoa như một mối ghép then bằng gồm có
nhiều then làm liền với trục. Mối ghép then hoa thường dùng khi tải
trọng lớn, yêu cầu độ đồng tâm giữa trục và bạc cao, hoặc cần di
trượt bạc dọc trục.
• Trục có z then phân bố đều trên chu vi, có hình dạng giống như bong
hoa, nên được gọi là trục then hoa. Tiết diện ngang của then trên trục
có thể là hình chữ nhật, hình thang, hoặc hình răng thân khai.

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

12


5.2. Ghép bằng then hoa
5.2.1. Các loại then hoa và ưu nhược điểm
•

Bạc then hoa có z rãnh then, tương ứng với trục then hoa, hình dạng
mặt cắt ngang của rãnh giống như hình dạng tiết diện then.

•

Tạo mối ghép bằng cách lồng bạc then hoa vào trục then hoa. Để đảm

bảo độ đồng tâm giữa trục và bạc then hoa, có thể thực hiện theo 3
cách sau :
o

Định tâm theo đường kính ngồi D. mặt trụ đường kính D được
gia cơng chính xác cao, giữa hai mặt khơng có khe hở. Do kích
thức D lớn hơn d nên dễ đạt độ chính xác đồng tâm cao. Nhưng
rãnh then trên mayơ khơng mài được. Do đó kiểu định tâm này
khơng dùng được khi mayơ cần có độ rắn bề mặt cao. Tải trọng
phân bố trên các then không đều nhau.

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

13


5.2. Ghép bằng then hoa
5.2.1. Các loại then hoa và ưu nhược điểm
o

Định tâm theo đường kính trong d. Mặt trụ có đường kính d được
gia cơng chính xác, giữa hai mặt khơng có khe hở. Kiểu này đạt
được độ chính xác đồng tâm tương đối cao. Rãnh trên trục có thể
mài, do đó phương pháp này có thể dùng ngay cả khi yêu cầu độ
rắn bề mặt của trục và bạc then hoa cao. Tải trọng phân bố không
đều trên các then. Kiểu định tâm này được dùng khá phổ biến
trong thực tế.

o

Định tâm theo cạnh bên. Mặt bên của then tiếp xúc với rãnh then,
giữa các mặt trụ có đường kính D, đường kính d có khe hở. Độ
chính xác đồng tâm giữa trục và bạc khơng cao. Cần phải đảm
bảo chính xác bước then, do đó tải trọng phân bố đều trên các
then. Kiểu định tâm này dùng khi mối ghép chịu tải trọng lớn, yêu
cầu độ chính xác đồng tâm khơng cao.

Giảng viên: Kiều Xn Viễn – Học phần: Chi tiết máy

14


5.2. Ghép bằng then hoa
5.2.1. Các loại then hoa và ưu nhược điểm
Kích thước chủ yếu của mối ghép then hoa
•Then hoa là chi tiết máy được tiêu chuẩn hoa, cac kích thước tính theo
đường kính d, và có thể tra trong các sổ tay thiết kế cơ khí. Các kích
thước chủ yếu của mối ghép gồm:
•Đường kính trong của trục then hoa, ký hiệu là d, mm.
•Đường kính ngồi cua trục then hoa, ký hiệu là D, mm.
•Đường kính trung bình của trục then hoa d1, d1 = (d + D)/2.
•Chiêuf rộng của mayơ, ký hiệu là B,mm.
•Chiều dài của trục then hoa 1, thường lớn hơn hoặc bằng chiều rộng B
của bạc.
•Số then trên trục z.
•Kích thước tiết diện then, gồm chiều cao then h và chiều rộng then b.
Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

15

5.2. Ghép bằng then hoa
5.2.1. Các loại then hoa và ưu nhược điểm
Kích thước chủ yếu của mối ghép then hoa
•Kiểu lắp của mối ghép then hoa trên bản vẽ được ghi như sau :

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

16


5.2. Ghép bằng then hoa
5.2.2. Tính mối ghép then hoa
•

Khi chịu tải trọng, mối ghép then hoa thường bị hỏng do dập bề mặt
tiếp xúc giữa then và rãnh trên bạc. đối với các mối ghép có bạc di
trượt dọc trục, các bề mặt tiếp xúc cịn bị mịn.

•

Để hạn chế các dạng hỏng, mối ghép then hoa được tính toán theo chỉ
tiêu:
σd là ứng suất dập trên bề mặt tiếp xúc của then và rãnh. σd được tính
theo cơng thức:

Trong đó : T là mơ men xoắn trên trục, Nmm.
Ψ là hệ số kể đến phân bố tải không đều cho các then, lấy Ψ = 0.7 ÷ 0,8.
Thơng thường phần chiều dài tiếp xúc của then bằng chiều rộng bạc B.
Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

17


5.2. Ghép bằng then hoa
5.2.2. Tính mối ghép then hoa
•

Kiểm tra bền mối ghép then hoa được thực hiện như sau:
o Xác định ứng suất dập cho phép [σσd]
o Tính ứng suất dập trên bề mặt tiếp xúc σd,
o So sánh giá trị của σd với [σσd ] rút ra kết luận.
 Thiết kế mối ghép then hoa được thực hiện như sau:
+ Xác định ứng suất dập cho phép [σσd]
+ chọn tiết diện then theo kính thước đường kính trục d,
+ Chọn chiều dài tiếp xúc của then bằng chiều rộng của bạc B,
+ Giả sử chỉ tiêu σd ≤ [σσd] thỏa mãn, ta tính được số then z cần thiết.
+ Vẽ kết cấu của mối ghép, chọn chiều dài then 1, cách định tâm.
Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

18


5.3. Mối ghép trục định hình
5.3.1. Khái niệm, đặc điểm
•

Mối ghép trục định hình được tạo thành bằng cách lắp trục có tiết diện
khơng trịn vào lỗ trên mayơ có hình dạng và kích thước tương ứng.
Do tiết diện khơng trịn nên trục khơng xoay tương đối được so với

bạc.

•

Thường dùng trục có tiết diện vng, hình ơ van hoặc hình tam giác.

•

Có thể dễ dàng gia cơng trục có tiết diện khơng trịn. Nhưng gia cơng
lỗ có tiết diện khơng trịn đạt độ chính xác cao sẽ rất khó khăn. Do đó
khó đảm bảo độ đồng tâm giữa bạc và trục trong mối ghép trục định
hình.

Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

19


5.3. Mối ghép trục định hình
5.3.2. Tính mối ghép trục định hình
•

Bề mặt tiếp xúc giữa trục và lỗ của bạc khá lớn, nên mối ghép chịu
được tải trọng nặng, tải va đập. để tăng diện tích tiếp xúc, tăng khả
năng tải của mối ghép, người ta dùng trục định hình cơn. Khi xiết chặt
đai ốc, sẽ tạo nên áp suất ban đầu trên bề mặt tiếp xúc.

•

Dạng hỏng chủ yếu của mối ghép trục đinh là dập bề mặt tiếp xúc

giữa trục và lỗ. Mối ghép cũng được tính tốn theo chỉ tiêu σd ≤ [σσd].

•

Giá trị của ứng suất dập cho phép [σσd] có thể tra trong các sổ tay thiết
kế, hoặc lấy tương tự như ứng suất dập cho phép của mối ghép then
hoa.

•

Ứng suất σd sinh ra trên bề mặt tiếp xúc có thể tính gần đúng theo
công thức sau :
T là mô men xoắn tác dụng lên mối ghép.
l là chiều dài của mặt tiếp xúc giữa trục và bạc.
dbao là đường kính vịng trịn ngoại tiếp của tiết
diện trục định hình.
Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy

20