Đề 01 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 và tên học viên: Đặng Việt Cờng
Lớp: CC VK 1 K25
Giáo viên hớng dẫn: Đỗ Tiến LËp

- Hµ néi 2009 1


Đề bài: ( Số 01 )
Cho bộ phận máy nh hình vẽ II-1, chuyển động đợc truyền từ động cơ ®iƯn qua bµnh
®ai 6 n®Õn trơc 1 nhê mèi ghÐp then hoa và giữa trục và bánh đai. Bánh răng 3 lắp cố
định trên trục thông qua mối ghép trụ trơn ( bằng lắp ghép có độ dôI hoặc kết hợp với
mối ghép then) để truyền mô men xoắn lên trục tiếp theo. Trục 1 đợc đỡ trên hai ổ lăn 4
lắp trong lỗ thân máy số 2. bánh đai 6 đợc khống chế chuyển động dọc trục nhờ bu lông 7
và vòng đệm 10. Vòn g đệm 8 chặn ổ, nắp ổ số 5. Yêu cầu:
- Tính toán khe hở hoặc độ dôi.
- Tính toán và chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép có độ dôi giữa bánh răng 3 và
trục 1.
- Tính toán và chọn lắp ghép giữa ổ lăn với trục và vỏ hộp.
- Xác định xác suất xuất hiện khe hở và độ dôi của mối ghép giữa trục 1 và bạc 8
- Lắp ghép then.
- Lắp ghép then hoa.

- Lắp ghép ren.
- Truyền động bánh răng.
- Ghi kích thớc cho bản vẽ chi tiết.
- Kiểm tra chi tiết.
I. Tính toán khe hở hoặc độ dôi:
Biết kích thớc danh nghĩa của mối ghép là 50 (mm)
- Lắp tiêu chuẩn TCVN:

50

H8
e8

- Lắp phối hợp (T.C.V.N): 24

M8
k7

1. Xác định sai lệch giới hạn của kích thớc và trục theo TCVN:

50

H8
e8

a. Lắp tiêu chuẩn:
*. Đối với lỗ: 50H8
Dựa vào bảng 8 [ I ] ta có:
ES = +46 àm
EI = +0 àm

*. Đối với trục: 50e8
Dựa vào bảng 7 [ I ] ta có:
es = 50 àm
ei = 89 àm

b. Lắp phối hợp

24

M8
k7

2


*. Đối với lỗ 24M8: Dựa vào bảng 8 [I ] ta có:
ES = +4 àm
EI = 29àm
*. đối với trục 24k7: Dựa vào bảng 7 [I] ta có:
es = +23àm
ei = +2 àm

2. Tính kích thớc giới hạn, dung sai và các đặc tính của lắp ghép, vẽ sơ đồ phân bố
dung sai:
a. Lắp tiêu chuẩn:
*. Kích thớc giới hạn của lỗ:
- Từ công thức: ES = Dmax - D => Dmax = D + ES Thay sè ta cã:
Dmax = 50,000 + 0,046 = 50,046 mm
- Tõ c«ng thøc: EI = Dmin - D => Dmin = D + EI

Thay sè ta cã:
Dmin = 50,000 + 0,000 = 50,000 mm
*. KÝch thíc giíi h¹n cđa trơc:
- KÝch thíc giíi h¹n lín nhÊt: es = dmax - d => dmax = d + es
Thay sè ta cã:
dmax = 50,000+(- 0,050) = 49, 950 mm
- KÝch thíc giíi h¹n nhá nhÊt: ei = dmin - d => dmin = d + ei
Thay sè ta cã:
dmin = 50,000 + (-0,089) = 49,911 mm
*. TÝnh ®é hë lín nhÊt:
Smax = Dmax - dmin = 50,046 – 49,911 = 0,135 mm
*. TÝnh ®é hë nhá nhÊt:
Smin = Dmin - dmax = 50,000- 49,950 = 0,050 mm
*. Độ hở trung bình:

Stb =

S max + S min 0,135 + 0, 050
=
= 0, 0925mm
2
2

*. TÝnh dung sai của mối ghép:
- Dung sai của lỗ: TD = Dmax - Dmin
thay sè ta cã:
TD = 50,046 – 50,000 =0,046 mm
- Dung sai cđa trơc: Td = dmax - dmin
thay sè ta cã:
Td = 49,950 – 49,911 = 0,039 mm

=> Từ tính dung sai của lỗ và của trục ta cã dung sai cđa mèi ghÐp lµ:
TS = Smax - Smin = TD + Td = 0,046 – 0,039 = 0,013mm
=> Đây là mối ghép có độ hở, nên mèi ghÐp cã Smax vµ Smin.

3


3a. Từ những kết quả tính toán trên, ta có sơ đồ phân bố dung sai:

-89

Dmax = 50,046mm

Td

Dmin = 50,000mm

-50

dmax = 49,950mm

TD

dmin = 49,911mm

50 mm

00

Smax=0,135 mm

46

Smin = 0,050mm

àm

b. Lắp phối hợp:

24

M8
k8

*. Kích thớc giới hạn của lỗ 24M8
- Kích thíc giíi h¹n lín nhÊt: ES = Dmax - D => Dmax = D + ES thay sè:
Dmax = 24,000 + 0,004 = 24,004 mm
- KÝch thíc giíi h¹n nhá nhÊt: EI = Dmin - D => Dmin = D + EI thay sè:
Dmin = 24,000 + (-0,029) =23,971 mm
*. KÝch thíc giíi h¹n cđa trơc φ 24 k8
- KÝch thíc giíi h¹n lín nhÊt:
es = dmax - d => dmax = d + es thay sè ta cã:
dmax = 24,000 + 0,023= 24,023 mm
- KÝch thíc giíi h¹n nhá nhÊt: ei = dmin - d
=> dmin = d + ei thay sè ta cã:
dmin = 24,000 +0,002= 24,002 mm
*. §é d«i:
- §é d«i lín nhÊt: Nmax = dmax - Dmin = es - EI thay sè ta cã:
Nmax = 0,023- (-0,029)=0,052 mm
- Độ dôi nhỏ nhất: Nmin = dmin - Dmax = ei - ES thay sè ta cã:

Nmin = 0,002 0,004 =-0,002 mm
- Độ dôi trung bình:

N tb =

N max + N min 0, 052 + (−0, 002)
=
= 0, 027 mm
2
2

4


*. Tính dung sai lắp ghép: Dung sai độ dôi: TN = TD + Td = Nmax -Nmin
TN = 0,052 – (-0,002) = 0,054mm

Td

4
2
TD

dmax = 24,023mm

dmin = 24,002mm

Dmin = 23,971 mm

-29

Dmax = 24,004mm

Φ 24 mm

0

Nmax = 0,052 mm

23

Nmin = 0,002 mm

3b. Từ những kết quả tính toán trên ta có sơ đồ phân bố dung sai lắp ghép là:
àm

e8
+0,0
+0,0
55
55

50

H89

=> Nh vậy: Hệ thống mối ghép trên là mối ghép có độ dôi.
4. Ghi kích thớc cho mối ghép và các chi tiết:
a- Lắp ghép tiêu chuẩn:

5


+0,000
+0,055
+0,055

Φ 50 +0,046

+0,055

-0,089
+0,055

Φ 50-0,050

k8
+0,0
55
+0,0

55

-0,029
+0,055
+0,055

Φ 24 +0,004

+0,002

+0,055
+0,055

Φ 24 +0,023

Φ 24

M8

b- L¾p ghép phối hợp:

II. Tính toán và chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép có độ dôi giữa bánh răng
3 và trục 1:
- Đờng kính lắp ghép: d = D = 50 mm
- §êng kÝnh trong trơc D1 =0 mm
- Đờng kính ngoài của bánh răng: d2 = 100 mm
- Chiều dài lắp ghép: l = 30 mm
- Phơng pháp lắp ghép: Làm lạnh trục
- Vật liệu bánh răng: Thép 45X
- VËt liƯu trơc: ThÐp 20
6


- Hệ số ma sát: f = 0,07
- Tải trọng ngoài Px = 300 (N)
- Mô men xoắn trên trục Mx = 0 (N/m)
- Độ nhám bề mặt lỗ và trục Rz = 3,2 à m
Giải:
1. Tính độ dôi nhỏ nhất để chống dịch chuyển dọc trục giữa trục và bánh răng.
Theo công thức (3-6), (3-7) ta có:

Cd =

Cd =

d 2 + D12
−µ
d 2 − D12

CD =

d 22 + D 2
d 22 − D 2

+µ

d 2 + D12
502 + 02
−
µ
=
− 0,3 = 1 − 0,3 = 0, 7
d 2 − D12
502 − 02

d 22 + D 2
1002 + 502
CD = 2
+à =
+ 0,3 = 1,97
d2 D2

1002 50 2
Căn cứ đầu bài cho nhấp nhô bề mặt lỗ và bề mặt trục là R zD = Rzd =6,3à m. Theo bảng
3-15 thì cấp độ nhám bề mặt của trục và lỗ là cấp 8 và theo bảng 3-10 thì cấp chính xác
của lỗ là IT6 và của trục là IT5.
Mô đuyn đàn hồi của thép là E = 2,1.1011 (N/m2)
- Tính độ dôi nhỏ nhất để chống dịch chuyển däc trơc:

P  Cd C D  9
+

÷10 + 1, 2( RZD + Rzd )
π .l. f1  Ed ED 
300
1,97  9
 0, 7
N min t .t =
+
10 + 1, 2(2.6,3) = 15, 70 àm

11
3,14.30.0, 07 2,1.10
2,1.1011 ữ

Thay các số liệu trên vào công thức sau, ta có:
- Tính độ dôi lớn nhất để bảo đảm bền cho chi tiết.
+. Đối với trục, giá trị giới hạn chảy của thép 20, tra bảng 3-11 ta có là Td =26.107
N/m2; thay các giá trị vào công thức ta có:
N min t .t =

N max t .t



 Cd C D  2
2
+
σTd .d . 

÷( d − D1 )
E d ED 

3

=
.10 + 1, 2 ( RZD + Rzd )  =
2


2d





N max t .t



1,97 
 0, 7

7
2
2
 26.10 .50  2,1.1011 + 2,1.1011 ÷( 50 − 0 )



3
=
.10
+
1,
2
2.6,3
(
)  = 35,8( àm)
2.1002







+. Đối với bánh răng, giá trị giới hạn chảy của thép tra bảng 3-11 ta cóTD =36.107
N/m2; thay các giá trị vào công thức ta có Vậy lÊy Nmax t.t=35,8 µm
7


15, 70 NNmax

35,8àm
min
Vậy kiểu lắp mà ta chọn có độ dôi phải thoả mÃn biểu thức (3-3) cụ thể là
Căn cứ đầu bài cho cấp chính xác của trục và lỗ là IT6, chọn kiểu lắp theo hệ thống lỗ cơ
bản 60 H6.
Để có độ dôi nhỏ nhất Nmin= 8 àm thì dmin - Dmax = e i- ES =0,008 mm. Theo bảng 3-1
Bài tập dung sai chän ei = 0,032; ES = 0,019 => Nmin = 13µ m.
N max t .t



 Cd C D  2
2
+
 σ TD .D 

÷( d 2 − D )
Ed E D 

3

=
.10 + 1, 2 ( RZD + Rzd ) 
2


2d 2






N max t .t



1,97 
 0, 07
7
2
2
 36.10 .50  2,1.1011 + 2,1.1011 ÷( 100 − 50 )



3

=
.10 + 1, 2 ( 2.6,3) = 100( à m)
2.1002







Để có độ dôi lớn nhất Nmax=42 àm thì dmax - Dmin = es - EI = 0,042 mm. Vì là lắp theo
hệ thống lỗ cơ bản nên EI = 0; es = 0,045 => Nmax = 45 àm
Theo TCVN 2245-77 bảng 7, 8 [1] chọn kiểu lắp:

50

H8
e8

Nh vậy kiểu lắp mà chọn có độ dôi thoả mÃn biểu thức là:
= 45 µ m
15, 70 ≤ NNmax
≤ 100 µ m
min =13 µ m

III. Tính toán và chọn lắp ghép giữa ổ lăn với trục và vỏ hộp:
Dữ kiện bài toán tra theo bảng II-3: ta có số hiệu ổ lăn là 7606
Số hiệu
ổ lăn

Tải trọng
hớng tâm
(KN)

Tải trọng
hớng trục
(KN)

7606

45

5

Dạng tải
trọng
vòng
trong

Dạng
tải trọng
vòng
ngoài

Đ.kiện và
chế độ
làm việc
của ổ

Cấp
chính
xác của
ổ

Tính
chất bề
mặt lắp
ghép
trục

1T

2

0

Đặc

1. Xác định các thông số kích thớc cơ bản của ổ lăn số hiệu 7606 ( tra bảng P.2-8
tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập I) ta đợc ổ đũa trụ ngắn đỡ cỡ trung đặc.
d
mm

D
mm

B
mm

Con lăn
8


30

72

29

d2
mm

D1

mm

B
mm

50

55,5

29

đờng kính

Chiều dài

10,2

20,4

2

23

47,5

2

61

47,5

Con lăn
đờng kính Chiều dài
10,2

20,4

Tra bảng II-5. Theo dạng tải trọng vòng ngoài là 1T ta có:
Tải trọng hớng tâm
tác dụng lên ổ lăn
Quay cùng với vòng ngoài

Dạng tải trọng
Vòng trong
Vòng ngoài

Vòng quay
Vòng trong và
vòng ngoàI quay
cùng chiều hoặc
ngợc chiều (TN)

Chu kỳ

Cục bộ

2- Chọn kiểu lắp cho vòng trong với trục và vòng ngoài với vỏ máy.
a- Chọn kiểu lắp cho vòng ngoài với vỏ máy:
- Từ điều kiƯn lµm viƯc cđa ỉ theo bµi ra lµ 3. Tra bảng 3-19 ta có tải trọng va đập và
rung động mạnh, quá tải đến 300%. Có hệ số tải trọng động Kđ= 1,8.

Vì là lắp ghép vòng chịu tải cục bộ ổ lăn với lỗ vỏ hộp nên:
Tra bảng 3-16, với kích thớc lỗ 90mm, cấp chính xác ổ lăn là cấp 5. Ta có kiểu lắp
là: H6L
Tra b¶ng 7 theo TCVN 2245-77 ta cã: Φ 90H6L

Φ90 ++00, 022
Từ kết quả tính toán trên ta có sơ đồ phân bố dung sai:
+ àm
+22

H6L
90 mm

0

b- Chọn kiểu lắp ghÐp cho vßng trong víi trơc.
- KÝch thíc danh nghÜa của mối ghép là: d = 40mm
- Từ điều kiện lµm viƯc cđa ỉ theo bµi ra lµ 3. Tra bảng 3-19 ta có tải trọng va đập và
rung động mạnh, quá tải đến 300%. Có hệ số tải trọng động Kđ= 1,8.
- Cấp chính xác của ổ là: 5
Tính cờng độ tải trọng PR:
9


Theo c«ng thøc:

PR =

R
.K d .F .FA ( N / mm)

B'

Trong ®ã: B' = B - 2r =29 - 2. 2 = 25
Tra bảng 3-20 và 3-21 có F = 1,6 và FA =1; thay số vào công thức trên ta cã:

30.103
PR =
.1,8.1,6.1 = 30,85.102 ( N / mm)
28
Tra b¶ng 3-18 chọn kiểu lắp cho trục với vòng trong của ổ lăn là: n5L
Tra bảng 8 theo TCVN 2245-77 ta có: 40n5L

50++0,028
0,017
Từ kết quả tính toán trên ta có sơ đồ phân bố dung sai:

+ àm

2,8
1,7

n5

50 mm

0

c- Sai lệch hình dạng của trục và lỗ hộp, độ nhám và làm tròn sai số theo TCVN 284 93 bảng 6 [ I ].
- §èi víi trơc: ∆ = 1/4.T = 1/4 . 0,011 = 0,0028 mm
Theo TCNV 384-93: ∆ =0,003 mm

- Đối với lỗ: = 1/4.T = 1/4 . 0,022 = 0,0055 mm
Theo TCNV 384-93: ∆ =0,005 mm
- Độ đảo mặt đầu trục và lỗ:
+.Trục: 0,005 mm
+. Lỗ: 0,012 mm
- Độ nhám bề mặt, theo bảng 3-24 có:
- Trục: Ra = 0,63 àm
- Lỗ: Ra = 1,25 àm ; mặt đầu Ra = 1,25 àm
10


mm

90H6L

L

mm

50n5L

3- Vẽ bộ phận ổ lăn ở phía phải hình II - 1 ( gồm: Bạc chặc, trục, hộp và nắp), ghi lắp
ghép của ổ với trục và lỗ thân máy.

4- Phân tích chọn kiểu lắp giữa bạc với trục; giữa nắp và lỗ thân máy:
a- Chọn kiểu lắp giữa bạc với trục:
- Đối với Bạc 8 làm nhiệm vụ chống sự dịch chuyển dọc trục của bánh răng 3, nên
bạc không chịu tải trọng hớng tâm hay mô men xoắn. Do đó ta chọn kiểu lắp cho bạc với
trục là lắp ghép có khe hở nhỏ và không để đờng kính ngoài chùm vòng ngoài ổ lăn. Theo
nh ở phần 2 chọn kiểu lắp: E7

- Đối với lỗ của bạc. Ta có: 40E7
0 , 075
40 +
+0 , 050

- Đối với trục: chọn kiểu lắp: n5
Ta có: Φ 40n5
0 , 028
Φ
40 +
+0 , 017

- KÝch thíc l¾p ghép:

40

E7
n5

b- Giữa nắp và lỗ thân máy:
-Nắp 5 làm nhiệm vụ chặn ổ lăn chống sự dịch chuyển dọc trục của ổ sang phải, giữ
chất bôi trơn ổ không cho chảy ra ngoài. Nắp đợc cố định nhờ các bu lông nên ta chọn
kiểu lắp có khe hở để khi tháo lắp đợc dễ dàng mà vẫn bảo đảm yêu cầu kỹ thuật. Do đó
ta chọn kiểu lắp cho nắp là: f 7
Ta có: 90 f 7

9000,,036
071
- Với lỗ thân máy chọn kiểu lắp là:
Ta có: 90H6

90 +00, 022

11


- Kích thớc lắp ghép:
5- Vẽ tách chi tiết trục, bạc chặn, nắp, lỗ thân máy và ghi kích thớc sai lệch

90

( bằng

H6
f7

chữ và số), sai lệch hình dạng và độ nhám bề mặt:
a- Độ nhám bề mặt: Theo tra b¶ng 3 - 24 ta cã:
- Trơc: Ra = 0,63 àm
- Lỗ:
Ra = 1,25 àm
- Mặt đầu Ra = 1,25 àm
- Với bạc: Ra = 0,63 àm
- Với nắp: Ra = 1,25 àm
b- Sai lệch hình dạng, theo nh tính toán ở phần 3.
- Đối với trục: = 0,003 mm
- Đối với lỗ thân máy: = 0,005 mm - Đối với bạc: = 0,003 mm
- Đối với nắp ổ lăn: = 0,005 mm
c- Ta có bản vÏ t¸ch chi tiÕt.

0,63

Φ 50 +0,075

+0,055

+0,05

+0,055
5

+0,017

Φ 50 +0,028
0,003
0,003

b- Chi tiÕt b¹c

K7

a- Chi tiÕt trơc

0,63

+0,0
55

0,63

0,63

+0,050
+0,055
+0,055

0,005

0,005

12


0,005
0,005

90

1,25

0,012

90

+0,022
0

-0,036
-0,071
+0,055

+0,055

1,25

b- Chi tiết lỗ thân máy

c- Chi tiết Nắp ổ lăn

IV- Xác định xác suất xuất hiện khe hở và độ dôi của mối ghép giữa trục 1 và bạc 8,
nếu giả định lắp ghép giữa 2 chi tiết đó nh bảng II-4:
Dữ liệu đầu bài cho:
- Kích thíc danh nghÜa cđa mèi ghÐp: Φ 40 mm
- Sai lệch của mối lắp ghép:
+. Đối với trục: 40n5
0 , 028
40 +
+0 , 017

=> Td =11à m
+. Đối với lỗ bạc: 40H7

Điểm c ứng với giá trị N= 0 và S = 0có tọa độ là

dmax

H7

Dmax

Nmax

Smax

n5

Dmin

N max S max 28 − 8
=
= 10 µm
2
2
1
1
σN =
TD2 + Td2 =
25 2 + 112 ≈ 4,55µm
6
6
Nm =

Φ 40 mm

=> TD = 25à m
- Ta có sơ đồ phân bố dung sai:
Theo lý thuyết xác suất thống kê toán học, xác st
xt hiƯn mèi ghÐp cã khe hë tu©n theo lt phân
+28
bố chuẩn.
+25

Từ sơ đồ phân bố dung sai trên, ta có đặc tính
+17
lắp ghép là:
Nmax = 28à m
0
Smax = 8à m
Đặc trng của quy luật phân bố là:

+ àm

dmin


40 +00 , 025

Y

13


xc , từ đồ thị ta có:
xC = Nm
ZC =

xC
N
10
= m =
= 2,2
σ N σ N 4,55

c

Tra b¶ng tÝch phân Laplas, ta đợc:
(ZC) = (2,2) = 0,486
Vậy xác suất xuất hiện độ dôI và độ hở tính
theo phần trăm là:
P(N) = 0,5 + (2,2) = 0,5 + 0,486 = 0,986
P(S) = 0,5 - Φ(2,2) = 0,5 – 0,486 = 0,014
Xác suất xuất hiện khe hở khi lắp ghép
loạt kích thớc trục với lỗ: 1,4% và xác
suất xuất hiện độ dôi khi lắp ghép loạt
kích thớc trục với kích thớc lỗ là:98,6 %.
V- Lắp ghép then: Giữa bánh răng 3 và trục 1 có then.

0
-3

x

XC
+3

1- Chọn kích thớc then ( kích thớc trục và lỗ).
- Kích thớc trục và lỗ ( theo câu 2) là: 50 mm
- Chọn kiểu then là then bằng kiểu A: Tra bảng 47 theo TCVN 2261 - 77 ta có:
Mặt cắt của rÃnh then
Bán kính góc lợn của
Chiều sâu của rÃnh then
rÃnh r

b
h
Trên trục t1
Trên lỗ t2
Max
Min
50
18
11
7
4,4
0,4
0,25
Căn cứ vào kích thớc trục và bánh răng ta chọn chiều dài then: l = 28 (mm)
Ta có sơ đồ lắp ghép:

t1

b

h

Mặt cắt của then

t2

Đờng kính
d
(mm)

d

2- Quyết định kiểu lắp cho mối ghép giữa then với trục và bánh răng:
Then đợc sản xuất hàng loạt, nh tính toán phần trớc là quá trình làm việc chỉ chịu lực
dọc trục. Vậy ta chọn kiểu lắp then là kiểu lắp ghép bình thờng với các miền dung sai
kích thớc là:
- Ta xác định miền dung sai các kÝch thíc cđa then vµ mèi ghÐp then theo TCVN
2245-77.
14


+ ChiỊu réng then b: h9
+ ChiỊu dµi then l: h14
+ ChiỊu cao then h: h11
+ ChiỊu dµi r·nh then l: H15
+ ChiỊu réng r·nh then trªn trơc: P9
+ ChiỊu rộng rÃnh then trên bánh răng: P9
- Sai lệch giới hạn của các kích thớc (d-t1) và (d+t2).
Với chiều cao cđa then lµ 11 mm ta cã :
+ Sai lƯch giới hạn kích thớc (d - t1) là: - 0,2 mm
+ Sai lƯch giíi h¹n kÝch thíc (d + t2) là: + 0,2 mm
3- Lập sơ đồ phân bố dung sai của mối ghép:
Từ những lựa chọn và tính toán trên ta có sơ đồ sau:
- Mi ền dung sai chiÒu réng then
- MiÒn dung sai chiÒu réng r·nh then trªn trơc
- MiỊn dung sai chiỊu réng r·nh then trªn bánh răng

b = 18 mm

+àm

0
-18

h9
P9

P9

-43
-61

4- Vẽ mối lắp và vẽ tách từng chi tiết, ghi ký hiệu lắp ghép, sai lệch bằng chữ và số,
các yếu tố hình dáng hình học và độ bóng bề mặt.

7

18

11

A-A

4,4

A

50

H6
p5

A
15


1- Mối lắp ghép then giữa trục và bánh răng
C- C
C

0,000
-0,110
+0,055
+0,055

11

0
+0,055
+0,055

Φ60 +0,019

28

18 − 00,,000
043

0 , 000
− 0 , 520

2- Chi tiết then

1100,,018
061

B

B-B

B

60++00,,045
032

7,00,2

11

-0,018
-0,061
+0,055
+0,055

C

3- RÃnh lắp then trên trục

3-RÃnh lắp then trên bánh răng

4,4 0,2

VI. Lắp ghép then hoa:
Lắp ghép giữa bánh đai 6 và trục 1 bằng mối ghép then
hoa.
1- Phân tích để chọn các thông số cơ bản của mối ghÐp then hoa:
16


Kích thớc của trục 1 để lắp ổ lăn là 40 mm. Căn cứ tính chất làm việc của cụm khi
tiết máy ta hạ bậc của trục và chọn kích thớc đờng kính ngoài của then hoa D = 38.
Ta chọn then hoa loại trung bình. Tra bảng 52 - Sỉ tay dung sai ta cã c¸c kÝch thíc
cđa then hoa lµ: Z x d x D x b = 8 x 32 x 38 x 6.
ZxdxD

Sè then
Z

§êng
kÝnh d

§êng
kÝnh D

C.dày
then b

d1

a

f
KT
d.nghĩa

S.lệch
g. hạn

r

8x32x38
8
32
38
7,0
29,4 1,70
0,4
+0,2 0,3
Trong đó:
D- Đờng kính ngoài của trục và lỗ then hoa
d- Đờng kính trong của trục và lỗ then hoa
b- Chiều dày của then và chiỊu réng cđa r·nh then
Z- Sè then trong mèi ghÐp then hoa.
2. Phân tích chọn kiểu lắp cho mối ghép.
Theo TCVN 2324-78 trong mèi ghÐp then hoa cã ba ph¬ng pháp đồng tâm các chi tiết
then hoa. Căn cứ đầu bài cho mối ghép chi tiết quay đảo chiều, lỗ then đòi hỏi có độ
cứng không cao, yêu cầu về độ chính xác đồng tâm không cao. Cần chế tạo chính xác
kích thớc bề mặt bên b.
Từ những phân tích trên và các thông số cơ bản của then hoa ta chọn đợc kiểu lắp:
Tra bảng 7, 8 TCVN ta cã dung sai lµ:

b −8.32.38
D9
7
⇔7
e8

H 12
D9
.7
a11
e8

+0 , 076
+0 , 040
−0 , 025
−0 , 047

H 12
Φ38
⇔Φ38
a11

+0 , 250
0 , 000
−0 , 310
0 , 470

3- Lập sơ đồ phân bố dung sai cđa mèi ghÐp.
+µm

+µm
+76

Φ = 38 mm

0

H1
2

-310

b = 7 mm

+250

D9

+40
0
-25
-47

e8

a11
-470

17

4- Vẽ mối ghép, tách chi tiết và ghi ký hiệu lắp ghép, sai lệch bằng chữ và số cho mèi
ghÐp vµ chi tiÕt.
D9
7
7 ++00,,076
e8
040
7 −0, 025

Φ 38

H12
a11
+0,05
5
+0,05
5

−0 , 047

Φ32
Φ38−−00,,310
470

Φ32

Φ32
Φ38+00,,250
000

VII. Lắp ghép ren.
Dữ kiện đầu bài cho:
- Đờng kính ren: Dr = 32 - 10 = 22 mm
- CÊp chÝnh xác và sai lệch: 7H/8g
- Chọn ren hệ mét, có bíc ren lµ P = 1,5 mm. VËy mèi ghÐp ren đà chọn sẽ là:
7H
8g
- Lắp ghép có độ hở cã D = d = 22mm.
+. MiỊn dung sai cđa ren ®ai èc: 7H
+. MiỊn dung sai cđa ren bu lông: 8g
M 22 ì1,5

Tra bảng 37, 38 trang 101 - 105 "Sỉ tay dung sai" ta cã kÕt qu¶ sau:
KÝch thớc (mm) TCVN 2248-7
Chi tiết
Đai ốc

Bu lông

Đờng kính

Sai lệch (mm)
Trên
Dới
0

Danh nghĩa
22,000

Lớn nhất

Nhỏ nhất
22,000

Trung bình (D2)

21,026

21,262

21,026

+0,236

0

Trong (D1)
Ngoài (d)
Trung bình (d2)
Trong (d1)
d3

20,376
22,000
21,026
20,376
20,160

20,751

21,968
21,174
20,344

20,376

+0,375
-0,032
-0,032

0

Ngoài (D)

20,799
20,120

-0,032

-0,407
-0,256

esd/2 =0,016 mm

1- Lập sơ đồ phân bố miền dung sai các yếu tố ren đai ốc và bu lông:
18


d1 = 20,376 mm

d1max = 20,344 mm

b- Bu l«ng

Td1/2 = 0,112 mm
d1min = 20,120 mm

d2max = 21,174 mm

d2min =20,799 mm

Td2/2 = 0,188 mm

d2 =21,206 mm

d =22 mm
dmax =21,968 mm

TD1/2 =0,188 mm

D1=D1min =20,376 mm

esd2/2 =0,016 mm

TD2/2 =0,118 mm
D1max =20,751 mm

D2max =21,262 mm

D=Dmin =22 mm

D2=D2min =21,026 mm

a- Đai ốc

2- Các số liệu đo đợc trên ren đai ốc:
Theo số liệu đầu bài ở bảng II - 7 ta có:
- Sai số đờng kính trung bình đai D2 = 0,765
- Nửa góc Prô phin ren phải (/2)P (ph) = 12'
- Nửa góc Prô phin ren tr¸i ∆(α/2)t (ph) = 18'
- Sai sè tÝch luỹ bớc ren Pn = 6 àm
3- Tính đờng kính trung bình kiến của ren đai ốc.
Theo công thức:


=
2 (TB )

∆

α
α
( P ) + ∆ (t )
2
2
2

⇒∆

α

12 + 18
=
= 15'
2 (TB )
2

- Lợng bù trừ đờng kính trung bình do ¶nh hëng cđa sai sè tÝch l bíc ren
f .P = 1,372. ∆Pn = 1,372.6.10 −3 = 0,008232 (mm)

- Lợng bù trừ hớng kính cho D2 do ảnh hởng cđa sai sè gãc pr« phin ren.
f .α = 0,36.P. ∆

α
.10 −3 = 0,36.1,5.15.10 −3 = 0,0081 (mm)
2

- §êng kÝnh trung bình thực của ren đai ốc là:
D2t = D2 - ∆D2 = 21,026 - 0,765 = 20,261 (mm)
- §êng kính trung bình biểu kiến đai ốc đợc xác định:
D2BK = D2t - (fP + fα) = 20,261 - (0,008232 + 0,0081) = 20,245 (mm)
19


4- Kiểm tra mối ghép ren:
- Đối với đai ốc:
D2t = 20,261 mm < D2max= 21,262 mm
D2BK = 20,245 mm < D2min =21,026 mm
cầu.

=> Nh vậy căn cứ vào kết quả trên cho ta thấy mối ghép ren trên là không đạt yêu

VIII- Truyền động bánh răng:
Các dữ liệu đầu bài cho:
- Bánh răng trong bộ phận máy là bánh răng trụ răng thẳng của hộp tốc độ thông
dụng.
- Vận tốc V 2 (m/s)
- Mô đuyn m = 4 (mm)
- Số răng Z = 40
- Tỉ số truyền i = 3
- α = 200; β = λ = 00.
1- Quyết định cấp chính xác cho mức chính xác động học, làm việc êm và tiếp xúc
mặt răng; chọn dạng đối tiếp mặt răng:
- Cấp chính xác: Vì bánh răng trong bộ phận máy đà cho là bánh răng trụ thẳng của
hộp tốc độ thông dụng, có vận tốc v 2 (m/s). Theo bảng 5.1 và 5.2 "Bài tập dung sai" ta
chän cÊp chÝnh x¸c cho møc chÝnh x¸c động học là cấp 9 và căn cứ mức độ làm việc êm
ta chọn dạng đối tiếp C và tiếp xúc mặt răng là cấp 10. Theo bảng 64 sự tơng quan giữa
dạng đối tiếp và miền dung sai ta chän dung sai khe hë lµ c.

sè:

- CÊp sai lƯch khoảng cách trục là: IV.
- Giá trị khe hở cạnh răng cần thiết Jmin = 87 àm
Ký hiệu cấp chính xác truyền động bánh răng: 9 - 10-10-Cc/IV- 87 TCVN 1067-84
2- Chọn bộ thông số kiểm tra bánh răng, xác định giá trị cho phép của các thông

Kiểm tra độ chính xác của mức chính xác động học của bánh răng hình trụ răng
thẳng khi không có dụng cụ đo một phía prô phin, nên ta chọn bộ thông số F'' ir và
Vwr(Fvwr):
Theo nh phần 2, ta có đờng kính lỗ là 55 mm.
- Chọn bộ thông số F''ir và Vwr để đánh giá mức chính xác động học.

- Chọn bộ thông số f''ir để đánh giá mức tiếp xúc của răng.
- Chọn far để đánh giá độ hở mặt bên.
Giá trị cho phép các thông số theo TCVN 1067 - 84: b¶ng tõ trang 161 - 181:
- F'ir = 140 àm (bảng trang 162)
- Vw (Fvw) = 40 µm
- f''i = 60 µm
- VÕt tiÕp xóc tỉng: ( b¶ng 12 trang 174)
20


+. Theo chiều cao răng 30 %
+. Theo chiều dài răng 40 %
- Sai lệch giới hạn khoảng cách trục: ( bảng 13 trang 175)
fa = 45àm
- Bề mặt bánh răng làm chuẩn đo nên:
TDe = 0,5 . TH = 0,5. 140 = 70 àm
- Độ đảo vòng đỉnh răng: 0,25.TH = 0,25.140 = 35 àm
- Độ đảo mặt đầu bánh răng: 0,5.Fvw = 0,5.40 = 20 àm
- Độ nhám bề mặt: Tra bảng 5 - 4
+ Mặt răng Rz = 15 àm
+ Mặt đầu đỉnh răng Rz = 15 àm
+ Mặt chân răng Rz = 15 àm
+ Mặt lỗ Rz = 15 àm
Sai lệch lỗ 55 H9

55+00,,074
000
2- Bản vẽ chế tạo bánh răng:

0,8

+0
,0
55

0,8
55 +0,008
0,000+0,
0,020 A
+0,055055
+0,
+0,055
05 +0,055 +0,
05
5
5

0,8
+0,0
55 +0,
055

+0,022
+0,055
15+0,055

120 0,000

15

0,020 A

A

15

0,8
15

Các thông số
kích thớc cơ
bản
m = 4 mm
z = 40
= 200
=0
=0

15

Giá trị cho phép của bộ
thông số kiểm tra bánh
răng
F''ir = 140µm
Vw = 40 µm
f"i = 60 µm
VÕt tiÕp xóc:
+ChiỊu cao răng 30 %
+Chiều dài răng 40 %

fa = ± 45µm

9 - 10 -10 C-TCVN 1064 - 84

IX. Ghi kích thớc cho bản vẽ chi tiết:
Dự kiện đầu bài cho: Bài toán nghịch.
Bài toán nghịch
21


Kích thớc danh nghĩa khâu thành phần Ai (mm)

Sai lệch kh©u khÐp
kÝn (mm)

7

A1=A7

A2=A6

A3

A4

A5

20

Bh10

95

25

10

Σ A i + A01 Σ7 A + A + A + A
i =1 A8
i
01 A9 10
05

A10

i =3

18

A01

A05

0,6ữ1,1

15,8ữ16,2

Bài toán thuận
Kích thớc danh nghĩa khâu thành phần Ai
(mm)

A11

A12

A13

A14

A15

Sai lệch và cấp chính xác của khâu thành
phần Ai (mm)
A11

A12

A13

A14

A15

6

Ai +1

50

B+0,5

A4 -1

i =4

A11 -1

H12

H7

h10

h9

h9

B- Kích thớc chiều rộng ổ lăn (lÊy theo cÊp 8). h10- Sai lƯch chiỊu réng B của ổ lăn
(TCVN 2245 - 91).
- Dung sai khâu khép kÝn:

A01 = 0,6 ÷1,1 = 0 ++10,,100
600

16 , 200
A05 = 15,8 ữ16,2 = 15 ++15
,800

1- Lập các chuỗi kích thớc trong đó có kích
A9 thớc của trục tham gia vào chuỗi:
5

6

A04

7
2

A13
A03
A12

A15

A15

10

3
A03

9
2

8

1

A15
A0
A1 2A2

A3

A4
A8

1. Trục
2. Thân hộp
3. Bánh răng
4. ổ lăn
5. Nắp ổ lăn

A5

A7 A10

A6
A01

A06

A11

A05

6. Bánh đai
7. Bu lông
8. Bạc
9. Then
10. Đệm

22


*. Chuỗi 1:
Khâu khép kín : A01

*. Chuỗi 2:
Khâu khép kín: A05

A1

A2

A3

A5

A4

A6
A01

A8

A1

A7

A2

A9

A8

A10

A05

*. Chuỗi 3:
Khâu khép kín: A02
A12
A02

*. Chuỗi 4:
Chuỗi khép kín: A03

A2

A13

A03
A4

*. Chuỗi 5:
Khâu khép kín: A04

*. Chuỗi 6:
Khâu khép kín: A06

A14
A4

A5

A04

A6

A15

A06
A11

2- Giải các chuỗi kích thớc theo phơng pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn. Khâu bù là
kích thớc chiều dài của trục:
a. Giải chuỗi 1:
A1 A2
A3
A5
A6
A7
A4
- Ta có khâu A01 là khâu hình thành
A01
A8
sau cùng của quá trình thiết kế nên khâu
này là khâu khép kín.
- Khâu thành phần tăng: A8 => 8 = 1
- Khâu thành phần gi¶m: A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7

=> λ1=λ2=λ3=λ4=λ5=λ6=λ7 = -1.
- Xác định đây là bài toán nghịch.
23


- Giải bài toán:
Giả thiết các khâu thành phần cùng cấp chính xác, ta áp dụng công thức:

aTb =

TA01 TA2 −TA6
m

∑λ .i
it

i =1

it

P

−∑λjg .i jg

(1)

j =1

Trong ®ã TA01 = A01 max – A01 min = 1,1 - 0,6 = 0,5 mm
Tra b¶ng 14 trang 29 "Sỉ tay dung sai" ta cã:

A1 = A7 = 20 => i = 1,31
0,000

A2 = A6 = Bh10 = 33 -0,100

A3 = 95
=> i = 2,17
A4 = 25
=> i = 1,31
A5 = 10
=> i = 0,90
A8 = 236 => i = 2,89
Thay vào công thức (1) ta cã:

aTb =

500 − 200
= 30
1.2,89 − [ ( −1).0,90 + ( −1).( 2,17 ) + ( −1).1,31 + ( 1).0,31.2]

Chọn abảng = 25 gần với aTb = 30 B¶ng 15 - Sỉ tay dung sai, cã cÊp chÝnh xác là IT8.
- Chọn khâu A8 là khâu bù. Các khâu từ A1 ữ A7 đợc tra theo hệ thống trơc (h) cã sai
lƯch.
0,000
0,000
A1 = A7 = 20h8 => 20 -0,033
A4 = 25h8 => 25 -0,033
A3 = 95h8

0,000

=> 95-0,054

A5 = 10h8

0,000

=> 10-0,022

Vì khâu bù là khâu tăng. Theo công thức:
ES 8 =

m −1
P
1 
ES 01 −∑
λ
.
ES
−
λjg .ei jg
∑
it
it
λ8 
i =1
j =1




=



1
{1,1 − [ ( − 1)( − 0,033).3 + ( − 1)( − 0,100).2 + ( − 1)( − 0,054) + ( − 1).( − 0,022)
1
7
7

1 
EI Σ −∑

EI 8 =
λ
.
EI
−
λ
.
ES
∑
it
it
jg
jg  =
λ8 
i
=
1

j
=
1


1
EI 8 = .(0,600 −0) = 0,600
1

ES8 =

] } = 0,725

TA8 = ES8 - EI8 = 0,725 - 0,600 = 0,125
+0,725

VËy ta cã kh©u A8 = 240+0,600

b- Giải chuỗi 2: Có khâu khép kín là A05
0,000

A1 = 20-0,033

0,000

; A2 = 33-0,100

24

A1

A8 = 240 +0,725 ; A9 = 216
+0,600

A10 = 18

; A05 = 15

+1,200
+0,800

A9

A2
A8

A10

A05

- Xác định các khâu:
+ Khâu khép kín: A05
+ Khâu thành phần tăng: A1; A2; A9 =>1=2=9= +1
+ Khâu thành phần giảm: A8; A10 =>8=10= -1
- Xác định đây là bài toán nghịch.
- Giải bài toán:
Giả thiết tất cả các khâu thành phần có cùng cấp chính xác. Theo c«ng thøc:
TA05 −TA1 −TA2 −TA8
aTb =

( 2)
λ9 .i9 −λ10 .i10

Trong ®ã: TA05 = A05max – A05min = 16,2 - 15,8 = 0,4 mm
Tra b¶ng 14 - T29 " Sỉ tay dung sai" ta cã:
A9 = 216

=> i9 = 2,89

A10 = 18 => i10 = 1,08
Thay vào công thức (2)

aTb =

400 −33 −100 −125
= 36
1.2,89 −( −1).1,08

Chän ab¶ng = 40 gần với aTb = 36 Tra bảng 15 - "Sổ tay dung sai". Có cấp chính xác
là IT9.
- Chọn khâu A9 là khâu bù. Khâu A10 đợc tra theo hệ thống trục cơ bản (h) có sai lệch
là:
0,000
A10 = 18h9 => 18 -0,043
- Vì khâu bù là khâu tăng nên ¸p dơng c«ng thøc:
m −1
P

1 


=
ES9 =
ES
−
λ
.
ES
−
λ
.
ei
∑
∑
05
it
it
jg
jg

λ9 
i =1
j =1

1
ES9 = {1,2 − [1.0 +1.0] − [( −1).0,6 + ( −1)( − 0,043) ]} =1,757
1
m −1
P

1 

EI 05 −∑
=
EI 9 =
λ
.
EI
−
λ
.
es
∑
it
it
jg
jg

λ9 
i =1
j =1


1
EI 9 = {0,8 −[1( −0,033) +1( −0,100) ] −[( −1).0,725 + ( −1).( 0 )
1
TA9 = ES9 - EI9 = 1,757 - 1,392 = 0,365
+1,757
Nh vËy dung sai của khâu A9 là: A9 = 216+1,392

] } =1,392

c- Giải chuỗi 3: Có khâu khép kín là A03
- A12 = B + 0,5 = 33 + 0,5 = 33,5
+0,062

- A12 H9 = 33,5H9  33,5 0,000

25