Bài giảng Lắp ghép bề mặt trụ trơn

1.Lắp ghép bề mặt trụ trơn: 1.1.Lắp ghép giữa bánh răng với trục có kích thước danh nghĩa là 28 mm; Nmax=6,5 µm, Nmin= -27,5µm, Quyết định kiểu lắp cho mối ghép: Theo đề lắp ghép giữa bánh răng với trục có kích thước danh nghĩa là 28 mm. Đặc tính theo yêu cầu của lắp ghép là: Nmax=6,5 µm, Nmin=-27,5 µm. Theo bảng 2 chọn được kiểu lắp là: f 28 1.2.Lập sơ đồ phân bố miền dung sai: (hình 1.2) Với kiểu lắp f 28 H7/js6 theo bảng 4 và 5 ta xác định được: Lỗ f 28 H7: ES=+21 µm EI = 0 µm Trục f 28 js6: es = +6,5 µm ei = -6,5 µm Theo các trị số sai lệch kích thước ta lập được sơ đồ phân bố như hình 1.2: ITD= ES-EI = (+21)-0= 21 µm ITd=es-ei=6,5 - (-6,5)= 13 µm Căn cứ vào sơ đồ phân bố ta tính được độ hở giới hạn vµ ®é d«i giíi h¹n: §é hë lín nhÊt: Smax= Dmax - dmin Smax=28,021-27,9935=0,0275 (mm) §é d«i lín nhÊt: Nmax=dmax-Dmin Nmax= 28,0065-28=0,0065 (mm) Hình 1.2 1.3 Vẽ mối ghép,vẽ tách từng chi tiết ,kí hiệu mối ghép,kích thước chế tạo bằng chữ và số Hình 1.3 1.4.Thiết kế ca líp tra kích thước lắp ghép f 28 H7/js6 Để kiểm tra kích thước lỗ ta dùng ca líp thợ, kiểm tra kích thước trục ta dùng calíp hàm thợ. Thiết kế ca líp, ở đây chủ yếu là xác định độ chính xác kích thước calíp, cụ thể là sai lệch và dung sai kích thước ca líp. 1.4.1.Lập sơ đồ phân bố miền dung sai và xác định kích thước đo của ca líp (hình 1.4.1) Muốn lập sơ đồ phân bố miền dung sai ca líp trước hết ta phải xác định giá trị các thông số z, y ( tọa độ xác định vị trí kích thước danh nghĩa ca líp – xem hình 1.5.1 ) và dung sai kích thước ca líp H. Đối với lỗ f 28 H7 và f 28 js6 , theo bảng 8 ta xác định được: Z=3 µm; y=3 µm; H=4 µm; α=0; Z1=3 µm ;y1=3 µm; H1=4 µm; α1=0; Sơ đồ phân bố miền dung sai calíp được vẽ như (hình 1.4.1) Xác định kích thước đo của calíp theo các công thức trong bảng 7 và các giá trị trên hình 1.4.1 Ca líp hàm thợ đầu qua: Qmax= dmax - Z1 + = 28,0065 - 0,003 + 0,002 = 28,0055mm Qmin= dmax - Z1 - = 28,0065 –0,003 – 0,002 = 28,0015 mm Qmòn= dmax + y1 = 28,0065+ 0,003 = 28,0095 mm Calíp hàm thợ đầu không qua: KQmax= dmin + = 27,9935+0,002=27,9955 mm KQmin= dmin - =27,9935-0,002=27,9915 mm Ca líp nút thợ đầu qua: Qmax= Dmin + Z + =28+0,003+0,002=28,0055 mm Qmin= Dmin + Z - =28+0,003-0,002=28,001mm Qmòn= Dmin - y =28-0,003=27,997 mm Ca líp nút thợ đầu không qua: KQmax= Dmax + =28,021+0,002=28,023mm KQmin= Dmax - =28,021-0,002=28,019mm Các kích thước Qmax , Qmin, Qmòn ,KQmax , KQmin. Có thể tra trong bản tiêu chuẩn TCVN 2809-78. Trưởng hợp trong TCVN 2809-78 không quy định thì tính toán như trên. Khi dung sai của sản phẩm không tiêu chuẩn thì dung sai ca líp được qui định lấy theo cấp chính xác cao hơn gấn nó. Hình 1.4.1 1.4.2. Vẽ ca líp nút ( hình 1.4.2a ), ca líp hàm ( hình 1.4.2b ) và ghi trên đó kích thước của các bề mặt đo. Khi ghi nên theo qui định: + Đối với ca líp hàm, kích thước danh nghĩa ứng với kích thước giới hạn nhỏ nhất. Sai lệch dưới bằng 0, sai lệch trên bằng dung sai mang dấu dương. + Đối với ca líp nút, kích thước danh nghĩa ứng với kích thước giới hạn lớn nhất sai lệch trên bằng 0, sai lệch dưới bằng dung sai mang dấu âm. Hình 1.4.2a Hình 1.4.2b 2. Lắp ghép ổ lăn với trục và vỏ hộp. 2.1.Theo TCVN 1479-74-TCVN hoặc theo bảng 9a, ổ lăn 1207 có các kích thước cơ bản sau: d=35 mm; D=72 mm; B=17 mm; r=1,5 mm; 2.2.Quyết định kiểu lắp cho mối ghép ổ lăn với trục và vỏ hộp: Đề bài đã cho: -Vòng quay cùng với trục tải trọng tác dụng lên ổ có phương không đổi -Đặc tính tải trọng K ≤ 1,5 -Phản lực hướng tâm tính toán của ổ R=10200N -Tải trọng hướng trục A=0 -Tỷ số lỗ =0 -Vòng chịu tải cục bộ lắp không tháo trong quá trình sử dụng. Ta có: Vòng ngoài có kích thước D=72 mm, lắp với vỏ gang không tháo, chịu tải trọng có va chạm và rung động vừa phải (K ≤ 1,5) ổ lăn cấp chính 0 theo bảng 10 ta chọn kiểu lắp G7 ( nếu ổ lăn chính xác hơn, ta chọn kiểu lắp có cấp chính xác cao hơn). Tải trọng hướng tâm: PR= trong đó: R - là phản lực hướng tâm tính toán của ổ, đề bài cho R=10200N; Kd - là hệ số động lực học của lắp thép tra theo bảng 14, Kd=1; F - hệ số tính đến mức độ giảm độ dôi của lắp ghép khi trục rỗng hoặc hộp có thành mỏng tra theo bảng 12 khi trục đặc F=1; Từ bảng 13 ta có: suy ra FA=1 B’=B-2r=17-2×1,5=14 mm PR= Dựa vào kích thước lắp ghép d=35 mm và trị số PR= 728,56 KN/m, theo bảng 15 chọn kiểu lắp vòng trong vởi trục là k6. Sai lệch giới hạn kích thước bề mặt lắp ghép tra theo bảng 4, bảng 5: Lỗ f 72G7 Trục f 35k6 Trong một số lắp ghép quan trọng có độ chính xác cao, sau khi chọn kiểu lắp cho vòng chịu tải chu kỳ, cần kiểm tra độ hở hướng tâm ban đầu: Nghĩa là tính toán lượng biến dạng của các vòng lăn. Nếu lượng biến dạng đó vượt quá độ hở hướng tâm ban đầu ( theo tiêu chuẩn ổ lăn) thì cần chọn kiểu lắp khác có độ dôi nhỏ hơn. 2.3 Các bộ phận lắp với ổ lăn phía phải( bạc chặn 8,trục 9,hộp 5 và nắp 2) và kích thước chi tiết Hình: 2.3a Hình 2.4a Hình 2.4b 2.4Chọn kiểu lắp giữa bạc và trục, giữa nắp và vỏ hộp. Để đảm bảo dễ gia công, đoạn trục lắp với ổ và với bạc có cùng một kích thước danh nghĩa nên có cùng miền dung sai có nghĩa là miền dung sai ở phần này là k6, đã chọn ở mục 2.2. Bạc chỉ dùng để chặn, cần tháo lắp dễ dàng nghĩa là mối ghép cần độ hở lớn. Độ chính xác lỗ bạc không yêu cầu cao, ta thường sử dụng miền dung sai D11. Giữa bề mặt nắp và hộp cũng cần có độ hở để tháo lắp dễ dàng và để bụ trừ sai số vị trí của các lỗ ren trên thân hộp khi đậy nắp. Miền dung sai của kích thước nắp là d11. f35D11/k6 Lỗ f 35D11 Trục f 35k6 f72G7/d11 Lỗ f 72D7 Trục72D11 Như vậy: Lắp ghép giữa trục và bạc là: f35D11/k6 , độ hở nhỏ nhất của lắp ghép: Smin=80-18=62µm (hình 2.4a). Lắp ghép giữa nắp và vỏ hộp là: f72G7/d11 , độ hở nhỏ nhất của lắp ghép là: Smin=10-(-100)=110µm (hình 2.4b). 2.5 Trục ,vỏ hộp,nắp và bạc chặn sau,độ nhám và sai lệch hình dạng: Hình 2.5 Sai lệch hình dạng bề mặt lắp ổ lăn được xác định theo qui định của tiêu chuẩn (sai số về độ côn và ô van bề mặt trục và lỗ hộp không được vượt quá 1/2 dung sai đường kính, đối với ổ cấp chính xác 0 và 6; không vượt quá 1/4 dung sai đương kính, đối với ổ cấp chính xác 5 và 4). Độ nhám bề mặt xác định theo bảng 16. Các giá trị cho phép của sai lệch hình dạng và độ nhám bề mặt được ghi trên bản vẽ chi tiết trên (hình 2.5) 3.Lắp ghép then Lắp ghép then giữa banh răng và trục có kích thước cơ bản: b x h =10×8;(theo giáo trình thiết kế chi tiết máy) 3.1.Quyết định kiểu lắp cho mối ghép then với trục và bánh răng, biết mối ghép truyền lực thay đổi chiều, sản phẩm sản suất hàng loạt. Căn cứ vào bảng 17 ta chọn kiểu lắp: then với rãnh trên trục: then với rãnh bạc: 3.2.Lập sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép. Dựa vào tiêu chuẩn ( bảng 4 và 5 ) ta tra được các sai lệch của kích thước lắp ghép: Chiều rộng then: 10h9 Chiều rộng rãnh trục: 10N9 Chiều rộng rãnh bạc: 10Js9 Biểu diễn các sai lệch đó trên sơ đồ (Hình 3.2) ta được sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép. Hình 3.2 3.3.Vẽ mối ghép và vẽ riêng từng chi tiết tham gia vào mối ghép ròi ghi ký hiệu lắp ghép, các ký hiệu sai lệch kích thước bằng chữ và bằng số như trên hinh 3.3. Đối với các kích thước không tham gia lắp ghép thì sai lệch và dung sai được xac định theo bảng 18. Trong bài có sai lệch h11, theo bảng 4 ta được: 8h11 Hình 3.3 4.Lắp ghép then hoa: Cho kiểu lắp then hoa: d – 6 x 21 x 25 x 5 4.1 phân tích kiểu lắp ghép Kiểu lắp theo yếu tố đồng tâm d : Kiểu lắp theo yếu tố b : 4.2.Lập sơ đồ phân bố miền dung sai của kiểu lắp: a) Lắp ghép theo yếu tố đồng tâm d, với kích thước danh nghĩa 21 kiểu lắp tra bảng 4 và 5 ta được sai lệch của các kích thước: 21H7 21g6 Biểu diễn các sai lệch đó trên sơ đồ (Hình 4.2a) ta được sơ đồ phân bố dung sai của lắp ghép. b)Lắp ghép theo yếu tố b. Với kích thước danh nghĩa: 5 mm, kiểu lắp: Tra bảng 4 và 5 ta được các sai lệch kích thước: 5F8 5h6 Sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép như hình 4.2b c) kiếu lắp của D=25 (do định tâm theo d lên độ chính xác của D yêu cầu không cao) 25H12 25a11 Hình 4.2a Hình 4.2b 4.3.Vẽ mối ghép và ghi vào đó ký hiệu sai lệch bằng chữ và số như hình 4.3a. Vẽ riêng từng chi tiết của mối ghép rồi ghi vào đó ký hiệu sai lệch bằng chữ và số như hình 4.3b Đối với yếu tố : D không lớn hơn kích thước giới hạn Hình 4.3a. Hình 4.3b 6.Truyền động bánh răng: Bánh răng trong 10 trên hình là bánh răng trụ răng thẳng của hộp tốc độ thông dụng,việc với vận tốc v<5m/s Các yếu tố cơ bản của bánh răng là: m=5; z=60; α=0o; χ=0 6.1.Chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng Theo đề bài, truyền động bánh răng hình trụ của hộp tốc độ thông dụng không yêu cầu sự phối hợp chính xác về chuyển động quay, tải trọng không lớn nên trước hết ta quyết định cấp chính xác cho mức làm việc êm, sau đó căn cứ vào quan hệ giữa các mức chính xác mà qui định cấp chính xác cho các mức còn lại. Theo bảng 27, đối với truyền động bánh răng hình trụ răng thẳng tốc độ làm việc nhỏ hơn 10m/s ta chọn cấp chính xác của mức làm việc êm là cấp 7. Truyền động chủ yếu truyền tốc độ quay, không yêu cầu sự phối hợp chuyển động chính xác, ta quyết định mức chính xác động học thô hơn 1 cấp, mức chính xác tiếp xúc ở cùng cấp so với mức làm việc êm. xúc ở cấp 7. Dạng đối tiếp của bánh răng: vì không có yêu cầu gì đặc biệt ta chọn dang thông dụng nhất là B và dạng dung sai độ hở mặt răng là b. Ký hiệu cấp chính xác truyền động bánh răng là: 8-7-7-B TCVN1067-84 6.2.Chọn bộ thông số kiểm tra bánh răng Để đánh giá độ chính xác bánh răng sau gia công, người ta kiểm tra một số thông số hình học ảnh hưởng trực tiếp đến các mức chính xác của bánh răng. Các thông số đó hợp thành một bộ gọi “Bộ thông số kiểm tra bánh răng”. Tùy theo điều kiện sản suất và kiểm tra ở từng cơ sở mà ta chọn bộ thông số cho thích hợp, dựa vào bảng 28 ta có thể chọn được bộ thông số như sau: + Đối với mức chính xác động học: có thể chọn một trong chín bộ thông số cho trong bảng 28. Ở đây ta chọn bộ thông số tương đối thông dụng trong các nhà máy của nước ta. Bộ thông số này gồm các thông số: -Độ đảo vành răng :Frr, độ dao động chiều dài pháp tuyến chung FvWr + Đối với mức làm việc êm chọn thông số: sai lệch bước ăn khớp fpbr ,và sai lệch bước vòng fptr + Đối với mức tiếp xúc mặt răng chọn thông số: vết tiếp xúc tổng. + Đối với mức độ hở mặt bên có thể chọn một trong các thông số sau hoặc sai lệch nhỏ nhất của chiều dài pháp tuyến chung trung bình – EWme đối với bánh răng ăn khớp ngoài và +EWmi đối với bánh răng ăn khớp trong hoặc sai lệch giới hạn khoảng cách tâm đo Ea’’e;Ea’’i . Ở đây chúng ta chọn thông số -EWme . Đường kính vòng chia cảu bánh răng: d=m.z=5×60=300 mm Đối vào cấp chính xác và các kích thước cơ bản của bánh răng ta xác định giá trị cho phép của các bộ thông số theo bảng 29, 30, 31, 33a, 33b, 33c Fr=+71 µm;(dung sai độ đảo hướng tâm vành răng) Fvw=+60 µm;(dung sai độ dao động chiều dài pháp tuyến chung) fpb=19 µm;(sai lệch giới hạn bước ăn khớp) fpt=20 µm;(sai lệch giới hạn bước răng) Vết tiếp xúc tổng theo chiều cao:45% Vết tiếp xúc tổng theo chiều dài:60% -Ewme= -(180+18)= -198 Thông số kích thước cơ bản Môđun. Số răng. Góc ăn khớp. Hệ số dịch răng. Cấp chính xác. m z α χ - 5 mm 60 20 0 8-7-7-B Bộ thông số kiểm tra bánh răng -Độ đảo vành răng. -Độ dao đông chiều dai pháp tuyến chung. -Sai lệch bước ăn khớp. -Sai lệch bước vòng. -Vết tiếp xúc tổng. -Sai lệch nhỏ nhất của chiều dài pháp tuyến chung trung bình. Fr Fvw fpb fpt - -Ewme +71 µm +50 µm ±19 µm ±20 µm Theo chiều cao:45% Theo chiều dài:60% -198 µm