Đề 15 BTL dung sai Học Viện Kỹ Thuật Quân sự

Học viện kỹ thuật quân sự
Bộ môn chế tạo máy - khoa cơ khí


Bài tập lớn

Môn học :

Dung sai - lắp ghép
***



***

Họ Tên sinh viờn:
nguyn huy c
Lớp:
c in t 9
Giáo viên hớng dẫn: lờ vn vn

s :15


Câu 1: Tính toán khe hở hay độ dôi trong mối ghép giữa trục 1 và bạc 8 :
1.1 Xác định sai lệch giới hạn của kích thớc lỗ và trục theo TCVN:
a. Lắp ghép tiêu chuẩn:
Kích thớc danh nghĩa mối ghép
: d = D = 50 mm
Kiểu lắp

:

K7
h7

Tra bảng 1-1 và 1-2[SGK-tr202] ta có sai lệch kích thớc của trục và lỗ :
+ Trục :
+ Lỗ

:

es = 0mm = 0à m
50h7 5000,025
ei = 0, 025mm = 25à m
ES = +0, 007mm = +7 à m
50 K 7 50+0,007
0.018
EI = 0, 018mm = 18à m

b. Lắp ghép phối hợp:
Kích thớc danh nghĩa mối ghép
Kiểu lắp

: d = D = 30 mm
:

C11
d11

Tra bảng 1-1 và 1-2[SGK-tr202] ta có sai lệch kích thớc của trục và lỗ :

+ Trục :
+ Lỗ

:

es = 0, 065mm = 65à m
30d11 300,065
0,195
ei = 0,195mm = 195à m
ES = +0, 240mm = +240à m
30C11 30++0,240
0,110
EI = +0,110mm = +110à m

1.2.Tính kích thớc giới hạn, dung sai, đặc tính lắp ghép:
a. Lắp ghép tiêu chuẩn:
Kích thớc giới hạn:
+ Trục
:
dmin =d + ei= 50 0,025
= 49,975 mm
dmax = d + es=50 - 0
= 50
mm
+ Lỗ
:
Dmax =D + ES = 50 + 0,007 = 50,007
mm
Dmin = D +EI =50 - 0,018
= 49,982 mm

Dung sai :
+ Trục
:
Td
= es - ei
= 0,025 mm
+ Lỗ
:
TD
= ES - EI = 0,025 mm
Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gian
+ Độ hở lớn nhất:
Smax = ES - ei
= 0,032
mm
+ Độ dôi lớn nhất:
Nmax = es -EI
= 0,018
mm
+ Dung sai của mối ghép:
TNS = Nmax + Smax = 0.05
mm

b. Lắp ghép phối hợp:
Kích thớc giới hạn:
+ Trục
: dmin
dmax
+ Lỗ
: Dmax

Dmin

= d + ei =30 0,195 = 29,905
= d +es =30 0,065 = 29,935
=D + ES = 30 + 0,240 = 30,240
=D + EI = 30 + 0,110 = 30,110

mm
mm
mm
mm


Dung sai :
+ Trục
:
Td
= es - ei
= 0,13 mm
+ Lỗ
:
TD
= ES - EI = 0,13 mm
Đặc tính lắp ghép : mối ghép này là mỗi ghép có độ hở.
+ Độ hở lớn nhất:
S max = ES - ei
= 0,435
mm
+ Độ hở nhỏ nhất:
Smin = EI - es

= 0,175
mm
+Dung sai độ hở:
TS = Smax Smin = 0,26
mm
1.3.Sơ đồ phân bố dung sai:
a.Lắp ghép tiêu chuẩn:

b: Lắp ghép phối hợp:


1.4 Ghi kÝch thíc cho mèi ghÐp vµ c¸c chi tiÕt :
a. L¾p ghÐp tiªu chuÈn

b. L¾p ghÐp phèi hîp:



Câu 2 : Tính toán chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép có độ dôi giữa bánh
răng 3 và trục 1 :
Độ dôi của mối ghép này phải thoả mãn 2 điều kiện:
a. Điều kiện 1 : Độ dôi phải đủ lớn để chống sự di chuyển tơng đối giữa trục và
bạc dới tác dụng của mômen xoắn (truyền đợc mômen xoắn):
+Để chống dịch chuyển dọc trục.
Nmin =

P Cd C D 9
.
+
ữ.10 + 1, 2. ( Rzd + RZD )

.l. f1 Ed ED

Trong đó : P = 0 ,l =40 mm, f1 = 0,05.
d 2 + D12
à d , với trục bằng thép, à d = 0,3
Cd
= 2
d D12
d= 50 mm, D1 = 10 mm
Suy ra Cd

2
2
= 502 + 102 0,3

50 10

=

0,783

d22 + D 2
+ à D , với bạc bằng thép, à D = 0,3
CD
= 2
d2 D 2
d2 =160 mm, D = 50 mm
Suy ra

CD

2
2
= 1602 + 502 + 0,3

160 50

=

1,516

Ta có mô đun đàn hồi của thép : Ed = ED = 2,1.1011 N/m2
Độ nhám bề mặt lỗ và trục:
RZd =10 ;RZD =10
Thay vào công thức, ta có:
Nmin =

0
1,516 9
0, 783
.
+
.10 + 1, 2.(10 + 10)
11
.40.0, 05 2,1.10
2,1.1011 ữ


= 24 àm
+Để chống sự xoay tơng đối:

Nmin =

2 M Cd CD 12
.
+
ữ.10 + 1, 2. ( Rzd + RZD )
.d .l. f 2 Ed ED

Thay số vào ta đợc:
Nmin =

2.100
1,516 12
0, 783
.
+
.10 + 1, 2.(10 + 10)
11
.50.40.0, 05 2,1.10
2,1.1011 ữ


=31 àm
Suy ra Nmin = 31 àm

b. Điều kiện 2 : Độ dôi không quá lớn để chi tiết lắp ghép không bị phá hủy (đảm
bảo bền cho chi tiết):
Đối với chi tiết bị bao:
Nmaxtt =

Td .d (

Cd C D
+
)(d 2 D12 )
Ed E D
2.d

2

Với Td = 32.107

.10 3 + 1,2.( RZD + RZd )

(N/m2)


Suy ra

Nmaxtt =

32.107.50.(0, 783 + 1,516).(50 2 10 2 ) 3
.10 + 1, 2(10 + 10)
2.502.2,1.1011

= 107,88

( àm )

Đối với chi tiết bao:

Nmaxtt =

=

TD .D(

Cd + CD
)(d 22 D 2 )
E
.10 3 + 1,2.( RZD + RZd ) =
2.d 22

32.107.50.(0, 783 + 1,516).(1602 50 2 ) 3
.10 + 1, 2(10 + 10)
2.1602.2,1.1011

= 102,88
( àm )
Ta chọn giá trị nhỏ hơn: Nmaxtt = 102,88

( àm )

Vậy kiểu lắp ghép có đội dôi thoả mãn:
31 ( àm )=Nmin N Nmax=102,88 ( àm )
Vì trục dễ gia công hơn nên ta chọn sử dụng hệ thống lỗ với lỗ cơ bản : 50 H 7
ứng với độ nhám Rz = 10 àm , sai lệch kích thớc của lỗ: 500+0,025
Để có độ dôi nhỏ nhất :
dmin = Dmax + Nmin
= 50,025 + 0,031
= 50,056

mm
Do đó
ei
= 0,056
mm
Theo TCVN 2245-77, ta chọn đợc kiểu lắp 50

H7
u7

Kiểu lắp này có độ dôi giới hạn là:
àm
Nmax = es - EI = 85 - 0 = 85
àm
Nmin = ei - ES = 70 - 25 = 45
Ta thấy kiểu lắp này thoả mãn cả 2 điều kiện trên, nh vậy ta chọn sử dụng
kiểu lắp chặt : 50

H7
u7

Câu 3: Tính chọn lắp ghép giữa ổ lăn với trục và vỏ hộp :
3.1 Xác định các thông số kích thớc của ổ :
Số hiệu của ổ: 7606
Tra bảng 7-6 Bài tập chi tiết máy-HVKTQS trang 229, ta có các thông số cơ
bản của ổ đợc cho trong bảng sau:
d
D
D1
B

c1
T
mm
mm
mm
mm
mm
mm
30
72
77
27
23 28,75

r
r1
a
Ctc
Cotc
mm
mm
mm
độ
kN
kN
2,0
0,8
6 12,00
61,3
51,0

3.2 Chọn kiểu lắp cho vòng trong - trục và vòng ngoài - vỏ hộp :
a. Kiểu lắp giữa vòng trong với trục :
Kích thớc danh nghĩa của mối ghép : d = 30
mm
Theo dữ kiện đề bài, với dạng tải trọng vòng trong là tải trọng chu kỳ, ta
tính đợc cờng độ tải trọng theo công thức : PR =
Trong đó : R B F -

R
.K d F .FA
B'

Phản lực hớng tâm, R = 30000 N
Chiều rộng lắp ghép ổ lăn, B = B - 2r = 23 mm
Hệ số tính đến sự giảm độ dôi khi trục rỗng, mà theo
điều kiện đề bài: vỏ theo kết cấu, nên F = 1
FA - Hệ số phân bố không đều, vì A = 0 kN nên FA = 1
Kd hệ số tải trọng động theo bài ra ta có Kd=1,8
Do đó, ta có :
Pr =

30000
.1,8.1.1 = 2348 N/mm=23,48.102 N/mm
23

Theo bảng 3.18 Bài tập dung sai ta có :
Sai lệch cơ bản của trục là n5L.
Theo TCVN 2245-99, trị số các sai lệch cơ bản của trục :

30n5 L ( ++0,024
0,015 )

Sơ đồ phân bố dung sai:

b. Kiểu lắp vòng ngoài với vỏ hộp :


Kích thớc danh nghĩa của mối ghép : D = 72
mm
Chế độ tải trọng tác dụng lên vòng ngoài: tải trọng dao động, theo bảng
3.17 tài liệu [1], ứng với tải dao động, sai lệch cơ bản của lỗ vỏ hộp: P6L
Theo TCVN 2245-77, ta có trị số các sai lệch cơ bản là :

72 P6 L ( 0,026
0,045 )

Sơ đồ phân bố dung sai :

3.4 Phân tích chọn kiểu lắp giữa bạc với trục, giữa nắp và lỗ thân máy :
3.4.1 Phân tích kiểu lắp giữa bạc và trục :
Bạc dùng để cố định bánh răng trong quá trình làm việc. Để đảm bảo cố
định vị trí bánh răng, bạc cần lắp trung gian để hạn chế sự di chuyển dọc trục của
bánh răng, đồng thời để đảm bảo tháo lắp bánh răng bạc phải có độ dôi không quá
lớn để dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh, và để quá trình chế tạo bạc dễ dàng hơn.
Theo đó ta chọn sai lệch của bạc là :F7
+0,041
Theo TCVN 2245-77, ta có giá trị các sai lệch này là : 30 F 7( +0,020 )
3.4.2 Phân tích kiểu lắp giữa nắp ổ và vỏ hộp :
Nắp ổ dùng để cố định ổ lăn, bịt kín, chắn bụi, đảm bảo cho ổ lăn làm

việc ổn định, mối ghép này là mối ghép thờng xuyên tháo lắp và điều chỉnh và để
đảm bảo thuận tiện cho việc chế tạo do vậy nắp ổ lắp chọn kiểu lắp có độ hở, và
cấp chính xác chế tạo nắp vỏ hộp giảm đi. Theo đó ta chọn sai lệch của lỗ vỏ hộp
là : F8
0,020
Theo TCVN 2245-77, ta có giá trị các sai lệch này là : 72 F 8( 0,053 )
3.5 Vẽ tách chi tiết trục, bạc chặn, nắp lỗ thân máy và ghi kích thớc, sai lệch hình dạng
và nhám bề mặt :


C©u 4 : X¸c ®Þnh x¸c suÊt xuÊt hiÖn khe hë (®é d«i) cña mèi ghÐp gi÷a trôc 1 vµ
b¹c 8


−0,003
N 8  −0,036 
• Theo d÷ kiÖn ®Ò bµi, ta cã l¾p ghÐp gi÷a trôc - b¹c lµ : Φ30 n5  +0,024 ÷÷
 +0,015 

• S¬ ®å ph©n bè dung sai :


Theo sơ đồ phân bố dung sai, ta thấy mối ghép giữa bạc và trục là mối ghép
có độ dôi
+) Đặc tính lắp ghép là:
Nmax = es - EI = 24 (-36) = 60 àm
Nmin = ei - ES = 15 (-3) = 18 àm
Đây là lắp ghép có độ dôi vậy xác suất xuất hiện độ dôi và độ hở tính theo phần trăm là:
100%
Câu 5: Lắp ghép then giữa trục 1 và bánh răng 3

5.1 Chọn kích thớc then :
Các thông số đã biết :
Px
=0
Nm
Mx = 100
Nm
d = D = 50
mm
l
= 40
mm
Theo TCVN 2261-77, ứng với d = 50 mm,tra bảng 5-17(sgk-tr104) ta chọn đợc
then bằng có kích thớc nh sau:
Kt tiết diện then,mm
b
h
14
9

Chiều sâu rãnh then,mm
trên trục t1
trên bạc t2
5,5
3,8

Bk góc lợn,mm
nhỏ nhất
lớn nhất
0,4

0,25

5.2 Quyết định kiểu lắp cho mối ghép then-trục và then-bánh răng :
Vì bánh răng là chi tiết chịu tác dụng rất lớn của lực vòng cũng nh lực dọc trục,
nên ta chọn kiểu lắp có độ dôi, đảm bảo cho bánh răng truyền đợc mômen.
Sai lệch cơ bản : h9, P9, P9
5.3 Sơ đồ phân bố dung sai :


5.4 VÏ mèi l¾p vµ vÏ l¾p tõng chi tiÕt:


Câu 6 : Lắp ghép then hoa
6.1 Chọn các thông số cơ bản của mối ghép then hoa :
Tải trọng Px = 0( Nm),Mx=100 vậy tải trọng tác dụng thuộc loại ,
Đờng kính trục ổ lăn: d = 30(mm), tra bảng 5-24(sgk-tr111),ta có kích thớc cơ
bản của then hoa nh sau :
Đk ngoài, D
Đk trong, d
Số then, z
Chiều rộng then b mm
mm
mm
28
23
6
6
6.2 Chọn kiểu lắp cho mối ghép:
Lắp ghép giữa bánh đai và trục của hộp giảm tốc do vậy lỗ then hoa có độ cứng
không cao, để đảm bảo phơng pháp chế tạo đơn giản và kinh tế ta chọn phơng pháp đnh

tâm theo đờng kính ngoài D, lắp ghép theo đờng kính định tâm, ta có dung sai của mối
ghép:
+ Khi lắp ghép theo đờng kính D ta chọn: H7/js6
+Miền dung sai của đờng kinh không định tâm d : H11
+Miền dung sai lắp ghép theo chiều rộng b(khi lắp ghép theo D):F8/js7
6.3.Sơ đồ phân bố dung sai của mối ghép:


Sơ đồ phân bố dung sai mối ghép then hoa
6.4.Vẽ mối ghép, tách chi tiết, ghi ký hiệu lắp ghép, sai lệch mối ghép:

Câu 7 : Lắp ghép ren
Các thông số đã biết :
Đờng kính ren: Dr = d - (10 ữ 20),
Bớc ren: p = 1,5
Cấp chính xác: 4H5G/4h,
7.1 Lập sơ đồ phân bố miền dung sai của các yếu tố kích thớc ren đai ốc và bu lông :
Ta có:
d = 23, nên : Dr = 23 - 11 = 12
(mm)
Vậy ren lắp ghép M12 TCVN 2247-77, có bớc ren: p = 1,5mm
Theo TCVN 2247-77, ta xác định đợc kích thớc danh nghĩa đờng kính ngoài, đ-


ờng kính trung bình và đờng kính trong của ren, cũng nh sai lệch giới hạn của
chúng theo TCVN 2248-77 (Trang 81 [1]).
Kết quả nh bảng sau:
Đờng kính
danh nghĩa d,D
12,000

Bớc ren
p
1

D=d
12,000

Đờng kính của ren
D2=d2
D1=d1
11,026
10,376

Sơ đồ phân bố dung sai của mối ghép:

7.2 Tính toán ren :
Các số liệu đo đợc trên ren đai ốc :
+ D2t = D2 - D2
D2 = 0,42
+ Pn = 6
(àm)

+ ữ p = 23
2

+ ữt = 15
2

7.2.1 Tính đờng kính trung bình biểu kiến của ren đai ốc:

Ta có công thức :
D2bk = D2t - (fp + f)
Trong đó:
* fp = 1,732.Pn
= 10,392 à m
* f

= 0,36P


.10-3 mm
2

d3
10,160


với

* D2t


2

=

p+ t
2
2 =19
2

Suy ra :
f
= 0,36.1,5.19.10-3= 10,26 mm=10,26 à m
= 11,026 - 0,42
= 10,606
(mm)

Suy ra :
D2bk = 10,606-(10,392.10-3 + 10,26.10-3)
= 10,585
(mm)

7.2.2 Kết luận về khả năng làm việc của ren :
Ren đai ốc đạt yêu cầu khi:
Dt
Dmin thoả mãn
D2t D2max thoả mãn
D2bk Dmin thoả mãn
Dmin D1t D1max thoả mãn
Ta thấy điều kiện trên thỏa mãn, vậy ren đai ốc đạt yêu cầu.


Câu 8 : Truyền động bánh răng
Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng :
Răng trụ răng thẳng,

Vận tốc
:v
( 6 10) m/s
Mô đun
: m = 4 mm
Số răng
: Z = 40
Tỷ số truyền
:i
=3
Thông số khác :
= 200

= 00

= 00
8.1 Cấp chính xác cho mức chính xác, động học, làm việc êm và tiếp xúc mặt răng :
Vì bánh răng dùng cho hộp giảm tốc thông thờng, vận tốc vòng khá lớn, nhng
không quá lớn (v (610) m/s) nên yêu cầu chủ yếu là độ ổn định trong khi làm việc,
ngoài ra ta còn chú ý đến khả năng làm việc êm, do đó, ta chọn cấp chính xác động học,
làm việc êm và tiếp xúc mặt răng đều là cấp 7
Do truyền động trong hộp giảm tốc không yêu cầu cao về khe hở mặt bên, nên
ta có thể chọn dạng ăn khớp B
Ký hiệu :
7- B TCVN 1067-84.
8.2 Chọn bộ thông số kiểm tra:
Kiểm tra độ chính xác của mức chính xác động học của bánh răng trụ răng
thẳng khi không có dụng cụ đo một phía profile răng, nên ta chọn bộ thông số đo : Fir''
và Vwr(Fvwr) vì
+ Dụng cụ kiểm tra các yếu tố ấy đơn giản, dễ chế tạo, thờng trang bị đủ

cho các nhà máy.
+ Khi đo thông số Fir'' có thể tiến hành đo liên tục trên toàn bộ bánh răng
nên xuất hiện sai số hớng tâm tổng cộng, nó đặc trng phần lớn sai số quyết định
độ chính xác động học .
Vậy bộ thông số kiểm tra:
+ Đánh giá mức chính xác động học : Fir'' và Vw
+ Đánh giá mức làm việc êm
: fir''
+ Đánh giá mức tiếp xúc
: vết tiếp xúc tổng
+ Đánh giá độ hở mặt bên
: far
Giá trị cho phép của các thông số:
Đờng kính vòng chia d=m.z=160 mm
Tra bảng từ trang 261-281, ta có :
+ Dung sai sai số động học của bánh răng :
Fir'' = FP + ff =90+8= 98 àm (trang 262)
+ Dung sai độ dao động khoảng pháp tuyến chung:
Vw = 40 àm (trang 262)
+ Dung sai độ dao động khoảng cánh trục :
fir'' = 80 àm (trang 267)
+ Vết tiếp xúc tổng:
- Theo chiều cao răng
: 45%
- Theo chiều dài răng
: 60%
+ Độ hở mặt bên :