Đề 15 BTL dung sai Học Viện Kỹ Thuật Quân sự

đây là bài tập lớn do các thầy dạy môn dung sai tại HVKTQS biên soạn nhằm giúp các e sinh viên, học viên trong và ngoài trường có thêm tài liệu tham khảo cũng như làm bài tập lớn môn học, đề 15này tương ứng với số 15 trong danh sách lớp dung sai của các e, cũng là 1 tài liệu để các e trường khác tham khảo

Học viện kỹ thuật quân sự

Bộ môn chế tạo máy - khoa cơ khí

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 th ớc lỗ và trục theo TCVN :

a Lắp ghép tiêu chuẩn:

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

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 gianặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gian + Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ hở lớn nhất:

Smax = ES - ei = 0,032 mm + Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ dôi lớn nhất:

 Dung sai :

+ Trục : Td = es - ei = 0,13 mm+ Lỗ : TD = ES - EI = 0,13 mm

 Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianặc tính lắp ghép : mối ghép này là mỗi ghép có độ hở

+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ hở lớn nhất:

S max = ES - ei = 0,435 mm

+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ 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.L¾p ghÐp tiªu chuÈn:

b: L¾p ghÐp phèi hîp:

1.4 Ghi kÝch th íc cho mèi ghÐp vµ c¸c chi tiÕt :

Câu 2 : Tính toán chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép có độ dôi giữa bánh

răng 3 và trục 1 :

Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ dôi của mối ghép này phải thoả mãn 2 điều kiện:

a Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianiều kiện 1 : Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ 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):

+Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianể chống dịch chuyển dọc trục

D d

2 1 2

D d

2 2 2

, với bạc bằng thép, D  0, 3

d2 =160 mm, D = 50 mmSuy ra CD = 16022 5022

Ta có mô đun đàn hồi của thép : Ed = ED = 2,1.1011 N/m2

Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ nhám bề mặt lỗ và trục:

RZd =10 ;RZD =10

Thay vào công thức, ta có:

) )(

(

3 2

2 1 2

Zd ZD D

D d

d Td

R R d

D d E

C E

C d

2 , 1 10 2.d

) )(

(

.

3 2

2

2 2 2

Zd ZD

D d TD

R R

D d E

C C D

= 102,88 ( m)

Ta chọn giá trị nhỏ hơn: Nmaxtt = 102,88 ( m)Vậy kiểu lắp ghép có đội dôi thoả mãn:

31 (m)=Nmin≤ N ≤Nmax=102,88 ( m)Vì trục dễ gia công hơn nên ta chọn sử dụng hệ thống lỗ với lỗ cơ bản :  50 7H

ứng với độ nhám Rz = 10  m, sai lệch kích thớc của lỗ: 0,025

0

50 



Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianể có độ dôi nhỏ nhất :

dmin = Dmax + Nmin

H u

kiểu lắp chặt : 7

50 7

H u



Câu 3: Tính chọn lắp ghép giữa ổ lăn với trục và vỏ hộp :

3.1 Xác định các thông số kích th ớc 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:

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 : R K d F F A

F - Hệ số tính đến sự giảm độ dôi khi trục rỗng, mà theo

điều kiện đề bài: vỏ theo kết cấu, nên F = 1

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

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 Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianể 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 khôngquá lớn để dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh, và để quá trình chế tạo bạc dễ dànghơn Theo đó ta chọn sai lệch của bạc là :F7

 Theo TCVN 2245-77, ta có giá trị các sai lệch này là : 30 7(F 0,0410,020 )

Câu 4 : Xác định xác suất xuất hiện khe hở (độ dôi) của mối ghép giữa trục 1 và

bạc 8

 Theo dữ kiện đề bài, ta có lắp ghép giữa trục - bạc là :

0,003 0,036 0,024 0,015

8 30 5

N n

Kt tiết diện then,mm Chiều sâu rãnh then,mm Bk góc lợn,mm

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 Vẽ mối lắp và vẽ lắp từng chi tiết:

C©u 6 : L¾p ghÐp then hoa

6.1 Chän c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña mèi ghÐp then hoa :

 T¶i träng Px = 0( Nm),Mx=100 vËy t¶i träng t¸c dông thuéc lo¹i ,

 §Æc tÝnh l¾p ghÐp : Mèi ghÐp lµ mèi ghÐp trung gianêng kÝnh trôc æ l¨n: d = 30(mm), tra b¶ng 5-24(sgk-tr111),ta cã kÝch thíc

c¬ b¶n cña then hoa nh sau :

§Æc tÝnh l¾p ghÐp : Mèi ghÐp lµ mèi ghÐp trung giank ngoµi, D

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 cứngkhông cao, để đảm bảo phơng pháp chế tạo đơn giản và kinh tế ta chọn phơng pháp địnhtâm theo đờng kính ngoài D, lắp ghép theo đờng kính định tâm, ta có dung sai của mốighép:

+ 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 hoa6.4.Vẽ mối ghép, tách chi tiết, ghi ký hiệu lắp ghép, sai lệch mối ghép:

 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, ờng kính trung bình và đờng kính trong của ren, cũng nh sai lệch giới hạn củachúng theo TCVN 2248-77 (Trang 81 [1])

đ-Kết quả nh bảng sau:

Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianờng kính

danh nghĩa d,D Bớc renp D=d DĐặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianờng kính của ren

23 2

15 2

p t

Ta có công thức :

D2bk = D2t - (fp + f)Trong đó:

7.2.2 Kết luận về khả năng làm việc của ren :

Ren đai ốc đạt yêu cầu khi:

Dt Dmin thoả mãnD2t  D2max thoả mãnD2bk Dmin thoả mãnDmin  D1t D1max thoả mãn

Ta thấy điều kiện trên thỏa mãn, vậy ren đai ốc đạt yêu cầu

 Vì bánh răng dùng cho hộp giảm tốc thông thờng, vận tốc vòng khá lớn, nhngkhông quá lớn (v  (6→10) 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

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:

+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianánh giá mức chính xác động học : Fir và Vw+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianánh giá mức làm việc êm : fir''

+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianánh giá mức tiếp xúc : vết tiếp xúc tổng+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianánh giá độ hở mặt bên : far

 Giá trị cho phép của các thông số:

Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianờng 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 m (trang 262)+ Dung sai độ dao động khoảng pháp tuyến chung:

Vw = 40 m (trang 262)+ Dung sai độ dao động khoảng cánh trục :

fir'' = 80 m (trang 267)+ Vết tiếp xúc tổng:

- Theo chiều cao răng : ≥ 45%

- Theo chiều dài răng : ≥ 60%

+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ hở mặt bên :

far = 120 m (trang 275)+ Do ta lấy bề mặt ngoài bánh răng làm chuẩn đo nên

TDe = 0,5 TH Trong đó dung sai độ đảo hớng tâm Fr = 56 m (sgk_tr262)nên ta có: TH = 180 m,

Suy ra :

TDe = 90 m+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ đảo vòng đỉnh răng :

0,25 TH = 0,25 180 = 45 m+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ đảo mặt đầu bánh răng :

Ta có dung sai hớng răng : F = 20 m Suy ra:

Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ đảo mặt đầu: 0,5 F = 10 m

+ Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianộ nhám bề mặt:

- Mặt răng : Ra = 0,80 m

- Mặt chân răng : Ra = 1,25 m ( bảng 5-4 [II] )

- Mặt lỗ : Ra =1,25 m

- Mặt đầu đỉnh răn : Ra = 0,8 m Sai lệch của lỗ:  50 H7 ( 0 , 025

0

8.3 Bản vẽ chế tạo bánh răng :

Các thông

số kích thớc cơ bản Giá trị cho phép của bộ thông sốkiểm tra bánh răng

Câu 9: Ghi kích thớc cho bảng vẽ chi tiết

9.1 Lập chuỗi kích th ớc :

Các thông số đã biết :

1 



+ Giả sử các khâu thành phần có cấp chính xác nh nhau, tức là :

ai = atb (i = 1,4,5,7)+ Ta đã biết kích thớc, sai lệch của khâu A2, A6 (các khâu tiêu chuẩn)

A2 = A6 = 0

084 , 0

27 mm+ Tính hệ số cấp chính xác atb:

Ta có bảng thống kê nh sau :Khâu Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianơn vị dung sai: i Tính chất 

A4A5A8

1,560,902.89

giảmgiảmtăng

-1-11

Ta có công thức tính số đơn vị dung sai là:

6 2 01

1 1

.

TA TA TA i

i

TA

jg p j jg it

m i it

+ Xác định cấp chính xác của các khâu thành phần :

Với giá trị atb vừa tính đợc, ta lấy trị số a gần nhất trong bảng 3-1; ứng với giá trị atb = 56,72 m ta tra bảng, có đợc giá trị a gần nhất: 64, từ đó suy ra cấp chính xác của các khâu là : IT10

+ Theo quy ớc: khâu tăng coi là lỗ cơ sở, ngợc lại, các khâu giảm thì

coi là trục cơ sở, theo TCVN 2245-77 ta có sai lệch các khâu là :

A1 = A7 = 15h10 = 0

070 , 0

15 (mm)

100 , 0

35 (mm)

058 , 0

10 (mm)

A8 = 205H10 = 0 , 185

0

205  (mm)+ Tính sai lệch và dung sai cho khâu bù:A3

Vì khâu bù là khâu giảm nên ta có công thức tính sai lệch:

3

k

p j

jg jg m

.

=

1

0 ).

1 ( 0 ).

1 ( 0 2 ).

1 ( 0 2 ).

1 ( 0 500

jg jg m

.

=

1

) 58 ).(

1 ( ) 100 )(

1 ( ) 70 (

2 ).

1 ( ) 84 (

2 ) 1 ( 185 1 200

75 

 Đặc tính lắp ghép : Mối ghép là mối ghép trung gianể đảm bảo cho bánh răng làm việc tốt khi làm việc, bánh răng phải cách

đầu bu lông nắp ổ lăn một khoảng cách nhất định A05 = 14; Ta có chuỗi kích thớc

2,891,08

185

?

?900

giảmtănggiảmKhâu khép kín

+ Tính hệ số cấp chính xác atb:

Các khâu đã biết: A1= 0

070 , 0

15 ,A2= 0

084 , 0

+ Chọn cấp chính xác:

ứng với trị số atb đã tính tra bảng 3-1, ta chọn đợc giá trị a gần nhất là 40, từ đó ta có cấp chính xác của các khâu là: IT12

+ Theo quy ớc: khâu tăng coi là lỗ cơ sở, ngợc lại, các khâu giảm thì coi là trục cơ

sở, theo TCVN 2245-77 ta có sai lệch khâu A10 là :

A10 = 12h12 = 0

18 , 0

jg jg m

.

=

1

0 ) 180 ).(

1 ( 0 0

jg jg m

.

=

1

0 185 ).

1 ( ) 84 ( ) 70 (



= -361mSuy ra :

TA9 = ES - EI = 20- (-361)

Do đó kích thớc khâu bù : A9 = 0 , 020

361 , 0

182 

 (mm)

b Giải bài toán thuận:

 Kích thớc và dung sai của khâu A02 :

+ Chuỗi kích thớc:

Trong đó :A12 = 27,5 H9 = 0 , 052

0

5 ,

27 

A2 = 0

084 , 0

0  (mm)  Kích thớc và dung sai của khâu A03:

+ Chuỗi kích thớc:

Trong đó : A13 = 34h8 = 0

039 , 0

34 

A4 = 35h10 = 0

100 , 0

35

+ Phơng trình cơ bản của chuỗi:

A03 = 35 - 34 = 1 (mm).+ Dung sai, sai lệch của A03:

ES03 = 0+(-1)(- 0,100) = +0,100 (mm)EI03 = -0,039+(-1).0 = -0,039 (mm)

Vậy A03 = 0 , 100

039 , 0

0

40 

A15 = 39h9 = 0

052 , 0

65 

A4 = 0

100 , 0

35

A5 = 0

058 , 0

10

A6 = 0

084 , 0

10 Kiểm tra chi tiết (theo mối ghÐp tiªu chuẩn)

10.1 Thiết kế ca líp thợ để kiểm tra đường kính đoạn trục lắp với bạc 8 và kích thước lỗ

bạc, nếu giả định kích thước và sai lệch, cấp chính xác của mối ghép đó như bảng II-1

Mối ghÐp tiªu chuÈn:  50K h77

Tra bảng dung sai calíp(b¶ng 3-14 sgk) ta có với cấp chính xác 7 calíp kiểm tra trục và

7 calíp kiểm tra lỗ thì các thông số dung sai của calíp:

+Dung sai chế tạo kích thước bề mặt đo của calíp kiểm tra lỗ H = 4 µm và trục:; H1

= 4 µm;

+Sai lệch trung bình đầu qua ( độ mòn dự kiến ) của calíp nút qua và hàm qua: Z =3,5;Z1 = 3,5 µm;

+Giới hạn mòn cho phép của calíp nút qua Y = 3 và hàm qua: Y1 = 3 µm;

+Dung sai chế tạo calíp kiểm và kiểm mòn đầu qua có mặt đo là mặt phẳng: Hp=1,5µm;

+Dung sai chế tạo calíp kiểm và kiểm mòn đầu qua có mặt đo là mặt cầu: Hs = 2,5µm;

- Để kiểm tra đường kính trục ta dùng calíp hàm với:tra đường kính trục  50h7 tacó:

+Kích thước danh nghĩa đầu qua: Q = dmax = 50 (mm) +Kích thước danh nghĩa đầu không qua: KQ = dmin = 49,975 (mm)Vậy ta có: Qct = dmax – Z1 – H1/2 = 50 – 3,5.10-3 – 4.10-3/2 =49,9945 (mm)

KQct = dmin – H1/2 = 49,975 – 4.10-3/2 =49,973 (mm)

Kích thước mòn cho phép của calíp hµm:dm=dmax+Y=49,9945+3.10-3 = 49,9955 (mm)

-Để kiểm tra đường kính lỗ ta dùng calíp nút với  50K7

+Kích thước danh nghĩa đầu qua: q = Dmin = 49,982 (mm)

+Kích thước danh nghĩa đầu không qua: kq = Dmax = 50,007 (mm)

Vậy ta có: qct = Dmin + Z + H/2 = 49,982 + 3,5.10-3 + 2.10-3 = 49,9875 (mm)

kqct = Dmax + H/2 = 50,007 + 2.10-3 =50,009 (mm) Kích thước mòn cho phép của calíp nút: Dm = Dmin–Y =49,982– 3.10-3 = 49,979 (mm)

10.2.Chọn dụng cụ vạn năng để kiểm tra kích thước chiều dài của trụcA 11 , A 12 ,A 13 ,

A11 là IT12=250 µm, σđ = 50 µmA12 là IT9 =52 µm, σđ = 12 µmA13 là IT8 =39 µm σđ = 10 µmA14 là IT10=120 µm σđ = 30 µmA15 là IT9 =62 µm σđ = 15 µm

10.2.2 Dựa v o sai s ào sai s ố đo chọn dụng cụ đo.

Chän dông cô ®o cã sai sè cña dung cô σdc  σđ Víi nh÷ng gi¸ trÞ nh trªn tachän c¸c dung cô ®o nh sau

KiÓm tra kÝch thíc Gi¸ trÞ mçi v¹ch chia cña dung cô