Bài giảng cơ kỹ thuật "mối ghép then" doc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
BÀI GIẢNG
CƠ KỸ THUẬT
GIẢNG VIÊN : ĐNG VĂN HA KHOA CƠ KHÍ
Ghép bằng then thuộc loại mối ghép tháo được, dùng để cố định các CTM trên trục theo phương
tiếp tuyến, truyền tải trọng từ trục đến CTM lắp trên trục và ngược lại. Ví dụ: Dùng để ghép bánh
răng, bánh vít, bánh đà, . .
SLIDE 1
4.3.Mối ghép then
4.3.1. Khái niệm
1. 1. Moayơ
2. 2. Trục
3. 3. Then
SLIDE 2
Các mối ghép then thường dùng:
2.Mối ghép then dẫn hướng:
then vừa truyền mômen xoắn,
vừa dẫn hướng cho moay ơ di
chuyển trên trục.
3.Mối ghép then bán
nguyệt: Khi trục bị uốn
cong, bạc và then ko bị
xoay theo.
1.Then bằng: dùng cố định bạc theo phương tiếp tuyến.
3. Mối ghép then vát: then có
một mặt côn, chêm vào rãnh
then trên trục và trên bạc
4. Mối ghép then ma
sát: then có hình dạng
gần giống then vát, một

mặt côn, một mặt trụ ôm
lấy trục. Trên trục ko có
rãnh then.
SLIDE 3
- Mối ghép lỏng: có khe hở giữa then và moayơ, loại trừ
khả năng gây biến dạng moayơ khi lắp và không gây lệch
tâm so với trục. Các loại then thường dùng: then bằng,
then dẫn hướng, then bán nguyệt, then trụ.
- Mối ghép căng: có độ dôi giữa then vớí moayơ và trục,
gây sự b.dạng các chi tiết ghép khi lắp ráp và làm moayơ
bị lệch tâm so với trục, hạn chế phạm vi ứng dụng. Các
loại then gồm có: then ma sát, then vát và then tiếp tuyến.
Mối ghép then chia làm 2 nhóm:
SLIDE 4
SLIDE 5

Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, chắc chắn, dễ tháo lắp, dễ
chế tạo, giá thành rẻ, . . . .

Nhược điểm: phải xẻ rãnh trên trục khiến trục bị yếu,
mặt khác moayơ dễ bị biến dạng khi lắp và mối ghép dễ
bị lệch tâm.

Công dụng: dùng để truyền mô men xoắn giữa trục và
moayơ. Cấu tạo và kích thước then được tiêu chuẩn
hoá

Vật liệu làm then: thường là thép kéo loại tốt, giới hạn
bền không dưới 600N/mm
2

như CT6, thép 45 hoặc 50.
Trong các mối ghép kể trên thì mối ghép then bằng được dùng nhiều hơn cả.
4.3.2. Mối ghép then bằng:
1. Các kích thước chủ yếu của mối ghép:


SLIDE 6
- Đường kính trục: d
- Chiều rộng của bạc: B
-
- Chiều dài then: l. Thường lấy l = 0,8 B
-
- Chiều rộng của then: b
-
- Chiều cao của then: h = h
1
+ h
2

-
+ Chiều cao rãnh trên trục: h
1
-
+ Chiều cao rãnh trên bạc: h
2
-
- Chiều sâu rãnh trên trục lấy bằng h
-
- Chiều sâu rãnh trên bạc lớn hơn h
2

: 0,5 - 3
SLIDE 7

Then lắp với rãnh trên trục thường theo kiểu:N9/h9 , có thể dùng kiểu P9/h9.

Then lắp với rãnh trên bạc theo kiểu: Js9/h9. Trường hợp l > 2.d nên dùng kiểu D10/h9.
SLIDE 8
-
Để đảm bảo độ bền
đều cho trục và then:
kích thước b và h
chọn theo d.
a. Tính theo điều kiện dập:
4.3.2. Tính mối ghép then bằng:
SLIDE 9
[ ]
2
( )
d
d
t
M
Zl d h t
σ σ
= ≤
−
b. Tính theo điều kiện cắt
[ ]
2
c

c
t
M
zbl d
τ τ
= ≤
Trong đó:

Z là số then,

σ là ứng suất dập;

[σ ]
d
là ứng suất dập cho phép;

l
t
là chiều dài làm việc thực tế của then (mm).

l và b lần lượt là chiều dài và chiều rộng then.


M là mômen xoắn trên trục (N. Mm)
c. Lựa chọn ứng suất cho phép
* Ứng suất dập cho phép :
Với mối ghép không di động lấy:
-
σ
ch là giới hạn chảy của tiết máy làm bằng vật liệu kém bền nhất (trục hoặc moayơ ).

- n là hệ số an toàn,
+ lấy n =1, 25 nếu xác định được chính xác tải trọng,
+ trường hợp khác lấy n=1,5 ÷ 2.
[ ]
ch
d
n
σ
σ
=
SLIDE 10
Với then làm bằng thép 45 lắp trong hộp giảm tốc có [
σ
]d

50 ÷ 70 N/mm
2
, nếu hộp làm việc liên tục hết khả năng tải.

30 ÷ 180 N/mm
2
, nếu hộp làm ở chế độ trung bình.

70 ÷ 100 N/mm
2
, nếu moayơ làm bằng gang và mối ghép chịu tải trọng không thay đổi.

b. Ứng suất cắt cho phép:
Với thép và gang có thể lấy [
τ

c] :

120N/mm
2
khi mối ghép chịu tải trọng tĩnh.

90N/mm
2
khi mối ghép chịu va đập nhẹ.

50N/mm
2
khi mối ghép chịu va đập mạnh.
SLIDE 11
d. Ví dụ tính toán: Lựa chọn then bằng đầu tròn để truyền
mômen xoắn từ bánh răng thép lên trục có đường kính
d = 54 mm, sau đó xác định giá trị mômen xoắn cho phép
mà then có thể truyền được.
Giải (5 bước):
1.Theo tiêu chuẩn TCVN 1042-
71 về then bằng đối với trục có
đường kính d = 54, ta chọn
then bằng có b x h = 16 x 10,
chiều sâu rãnh trên trục t = 6
SLIDE 12
2. Với chiều dài moayơ = 80, ta lấy chiều dài then l ngắn hơn một ít. Theo TC trên, lấy l = 70 mm.
3. Tính giá trị mômen xoắn cho phép theo quan điểm độ bền dập mà mối ghép truyền được, xuất phát
từ CT:
[ ]
[ ]

( )
2
t
d
d
zl d h t
M
σ
−
=
Với z = 1; l
t
=(l - b) = 70 -16 = 54 mm. Theo sổ tay vật
liệu, đối với bánh răng thép lấy [σ]
d
=150 N/mm
2
, [τ
c
]

=
90N/mm
2
.
[ ]
5
1.54.54(10 6).150
8,75.10 .
2

d
M N mm
−
= =
SLIDE 13
Vậy:
4. Tính giá trị mômen xoắn cho phép theo quan điểm độ bền cắt mà mối ghép truyền được, xuất
phát từ công thức:

5. So sánh giá trị của [M]d và [M]c ,
Kết luận: Mômen lớn nhất cho phép mà mối ghép truyền được là 875 N.m
[ ]
[ ]
5 2
1.16.54.54.90
21.10 /
2 2
t
c
c
zbl d
M N mm
τ
= = =
SLIDE 14
4.4. Mối ghép ren:
4.4.1. Khái niệm chung:
1. Giới thiệu mối ghép ren:
- Mối ghép ren thuộc loại có thể tháo rời, được dùng rất
nhiều trong các ngành công nghiệp. Các tấm ghép được

liên kết với nhau nhờ các chi tiết có ren như: bulông, vít, vít
cấy, đai ốc, . . . .
SLIDE 15
- Các mối ghép ren thường dùng: mối ghép bu lông, mối ghép vít, mối ghép vít cấy. Ngoài ra còn có
mối ghép ren ống, dùng để nối các ống dẫn chất lỏng.
- Mối ghép ren chiếm trên 60% tổng số các tiết máy ghép. Trong lĩnh vực máy nâng - vận chuyển và
máy xây dựng, mối ghép bằng ren cũng được sử dụng rất phổ biến.
- Ưu điểm: mối ghép có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ tháo lắp, dễ tiêu chuẩn hoá và được chế tạo
hàng loạt nên giá thành hạ, nhờ khả năng tự hãm của ren nên có thể cố định các tiết máy ở vị trí
mong muốn.
- Nhược điểm: là có tập trung ứng suất ở chân ren nên hay bị nứt và đứt gãy tại đó.
SLIDE 16
- Mối ghép ren có khe hở: Để tạo liên kết, xiết đai ốc
bằng mômen xoắn M, các tấm ghép được ép chặt
với nhau bởi lực xiết V. Trên bề mặt tiếp
xúc của 2 tấm có lực ma sát, Fms cản trở sự trượt
của 2 tấm.
-
- Mối ghép ren không có khe
hở: làm việc tương tự mối ghép
đinh tán. Đai ốc đóng vai trò của
mũ đinh, lực xiết V chỉ có tác
dụng hỗ trợ thêm. Khi tính, ko
kể đến lực ma sát do lực V gây
ra.
Nguyên tắc liên kết:
SLIDE 17
2. Các chi tiết máy dùng trong mối ghép ren:

Bulong: là thanh hình trụ tròn có ren để vặn đai ốc. Dùng để ghép các chi

tiết máy :

Có chiều dày không lớn lắm

Làm bằng vật liệu có độ bền thấp

Cần tháo lắp luôn

Vit: khác bulong ở chỗ đầu có ren ko trực
tiếp vặn vào đai ốc mà vặn vào lỗ ren của
chi tiết máy. Được dùng trong trường hợp
mối ghép không có chổ bắt đai ốc.
SLIDE 18

Vit cấy: là thanh hình trụ, hai đầu có ren. Một đầu ren
cấy vào lỗ ren của tấm ghép, đầu còn lại vặn với đai
ốc.

Đai ốc: Đai ốc có nhiều kiểu
nhưng dùng nhiều nhất là đai ốc sáu cạnh. Chiều cao
đai ốc thường lấy 0,8d, khi thường xuyên tháo – xiết và
tải trọng lớn dùng đai ốc có chiều cao 1,2d -1,6d, khi tải
trọng nhỏ dùng đai ốc dẹp (0,5 - 0,6d)
SLIDE 19

Vòng đệm: bằng thép mỏng đặt giữa đai ốc và chi tiết ghép có tác dụng bào vệ chi tiết máy khỏi
bị cào xước khi vặn đai ốc, đồng thời tăng diện tích tiếp xúc giữa đai ốc và chi tiết
→
giảm ứng
suất dập.

SLIDE 20
3. Các thông số cơ bản của mối ghép ren:
SLIDE 21

d: đường kính ngoài của ren, là đường kính danh nghĩa. Đối với đai ốc: D

d1 : đường kính trong của ren. Đối với đai ốc: D1

d2 : đường kính trung bình, là đ.kính trụ phân đôi tiết diện ren, trên đó chiều rộng ren bằng chiều
rộng rãnh.

h : chiều cao tiết diện làm việc của ren

p : bước ren, là khoảng cách giữa hai mặt song song của hai ren kề nhau đo theo phương dọc
trục

px : bước đường xoắn ốc, đối với ren một mối thì px = p, đối với ren nhiều mối px = n.p

α
- góc tiết diện ren

γ
- góc nâng ren, góc tạo bởi tiếp tuyến của đường xoắn ốc trên hình trụ t.bình và m.p vuông góc
với trục ren.
SLIDE 22
Ví dụ: M20 x 1,5 x 2 (Pl) LH – 4H6H / 4j
Trong đó:
- M20: ren tam giác hệ mét, có d = 20 mm
- 1,5: ren bước nhỏ (ren bình thường ko cần ghi)
- 2 (Pl) ren 2 đầu mối (ren 1 đầu mối: ko ghi)

- LH: chỉ ren trái (ren xoắn phải ko ghi)
- 4H6H: miền d.sai lỗ đai ốc,
đ.kính TB D2 có cấp c/x 4, sai lệch kiểu H;
đ.kính trong của đai ốc D1 có cấp c/x 6, sai lệch kiểu H (nếu D1 và D2 cùng miền dung sai thì ghi 1
lần)
- 4j: miền d.sai đ.kính trung bình d2 của bulông, cấp c/x 4, sai lệch cơ bản kiểu j. d2 = (d + d1) / 2
4. Ghi ký hiệu lắp ghép cho mối ghép ren:
SLIDE 23

Nguyên nhân: Khi chịu tải trọng rung động hoặc va đập, mối ghép ren bị nới lỏng, lực xiết giảm
dần, có khi bằng 0. Đây là hiện tượng tự lỏng.

Biện pháp phòng lỏng:
* Sử dụng hai đai ốc: * Dùng đệm vênh:
5. Các biện pháp phòng lỏng:
* Núng: * Tán đầu bulông:
SLIDE 24