CHƯƠNG 5: DUNG SAI LẮP GHÉP MỘT SỐ MỐI GHÉP ĐẶC BIỆT

Chia sẻ: Ha Tuananh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

1.995
lượt xem 192
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cấp chính xác ổ lăn: - Ổ lăn là một bộ phận máy đã được tiêu chuẩn hóa trong ngành cơ khí, chúng được sản xuất ở những nhà máy có mức độ chuyên môn hóa rất cao. - Theo TCVN 1484 – 85 quy định 5 cấp chính xác chế tạo ổ lăn quy định 5 cấp chính xác chế tạo ổ lăn là: 0, 6, 5, 4, 2 theo thứ tự tăng dần. - Các cấp chính xác đặc trưng bởi trị số sai lệch giới hạn kích thước, độ chính xác quay và độ chính xác về vị trí tương quan giữa các...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 5: DUNG SAI LẮP GHÉP MỘT SỐ MỐI GHÉP ĐẶC BIỆT

Chương V: DUNG SAI LẮP GHÉP MỘT SỐ MỐI GHÉP ĐẶC BIỆT VÀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 5.1 Dung sai lắp ghép ổ lăn 5.1.1 Cấp chính xác ổ lăn - Ổ lăn là một bộ phận máy đã được tiêu chuẩn hóa trong ngành cơ khí, chúng được sản xuất ở những nhà máy có mức độ chuyên môn hóa rất cao. - Theo TCVN 1484 – 85 quy định 5 cấp chính xác chế tạo ổ lăn quy định 5 cấp chính xác chế tạo ổ lăn là: 0, 6, 5, 4, 2 theo thứ tự tăng dần. - Các cấp chính xác đặc trưng bởi trị số sai lệch giới hạn kích thước, độ chính xác quay và độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt ổ. CCX 0 6 5 4 2 Độ đảo hướng kính (µm) 20 10 5 3 2,5 Giá thành tương đối 1 1,3 2 4 10 - Trong chế tạo cơ khí thường sử dụng ổ lăn có cấp chính xác 0 và 6. Trong trường hợp cần độ chính xác quay cao, số vòng quay lớn thì sử dụng ổ cấp chính xác 5 hoặc 4 như: ổ trục chính máy mài, ổ trục động cơ cao tốc … Ổ lăn cấp chính xác 2 dùng cho những dụng cụ đo chính xác và những máy công cụ siêu chính xác - Ký hiệu ổ: 6 – 205. Trong đó ổ cấp chính xác 0 thì không ghi số hiệu - Ổ lăn được lắp với trục theo bề mặt trụ trong của vòng trong và lắp với lỗ thân hộp theo bề mặt trụ ngoài của vòng ngoài. - Các bề mặt lắp ghép của ổ lăn đều là các bề mặt lắp ghép trụ trơn, vì vậy miền dung sai kích thước trục và lỗ được chọn theo tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trụ trơn theo TCVN 2245 - 99. - Để đạt được tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn cũng như để giảm bớt số loại ổ thì đường kính ngoài D và đường kính trong d được tiêu chuẩn hóa. Khi sử dụng ổ, muốn tạo ra các đặc tính khác nhau của mối ghép thì phải thay đổi miền dung sai của kích thước trục và lỗ hộp tương ứng đảm bảo điều kiện làm việc của ổ. D được gọi là trục cơ sở, d được gọi là lỗ cơ sở Hình 5.1 Mối lắp ổ lăn 45
5.1.2 Đặc tính tải trọng và dạng tải trọng - Chọn được kiểu lắp cho ổ tức là lựa chọn miền dung sai kích thước trục và lỗ thân hộp. Để chọn được kiểu lắp trục với vòng trong và lỗ hộp với vòng ngoài phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính và dạng tải trọng tác dụng lên các vòng của ổ lăn. - Đặc tính tải trọng: 2 loại + Tải trọng va đập và rung động vừa phải, quá tải trong một thời gian ngắn tới 150% so với tải trọng tính toán. Kσ ≥ 1,5 + Tải trọng va đập và rung động lớn, quá tải tới 300% so với tải trọng tính toán. Kσ ≥1,5 - Dạng tải trọng tác dụng lên các vòng của ổ lăn bao gồm 3 dạng: Dạng tải trọng cục bộ, chu kỳ và dao động. +) Dạng tải cục bộ: Vòng chịu tải cục bộ là lúc nó cố định và chịu tác dụng của một lực hướng tâm cố định về phương, chiều và độ lớn. Hoặc khi nó quay chịu tác dụng của lực hướng tâm quay cùng tốc độ. Khi đó chỉ có một phần nhỏ đường lăn chịu tải và truyền tải trong đó cho một phần tương ứng của bề mặt lắp ghép. Hình 5.2 Dạng tải cục bộ Hình 5.2.a) - vòng trong chịu tải cục bộ hình 5.2.b) - vòng ngoài chịu tải cục bộ +) Dạng tải chu kỳ: Vòng chịu tải chu kỳ là lúc nó chịu một lực hướng tâm lần lượt tác dụng lên khắp đường lăn của ổ và truyền tải trọng đó lần lượt lên khắp bề mặt lắp ghép. hình a) vòng ngoài chịu tải chu kỳ hình b) vòng trong chịu tải chu kỳ 46
Hình 5.3 Biểu đồ ứng suất khi ổ lăn chịu tải cục bộ và chịu tải chu kỳ +) Dạng tải dao động: Vòng chịu tải dao động khi nó chịu một lực hướng tâm tác dụng lên một phần đường lăn, nhưng lực đó có phương chiều dao động trong phần đường lăn ấy theo chu kỳ quay của lực. Hình 5.4 Biểu đồ ứng suất của ổ lăn khi chịu tải dao động Giả sử vòng lăn chịu hai tải trọng hướng tâm Pn cố định và Pb quay. Xẩy ra hai trường hợp.   - Nếu > Pb: Tổng hợp hai tải trọng đó lại thành lực R khi Pb quay mút của lực Pn  tổng hợp R sẽ vạch ra một vòng tròn tâm O (là mút của Pn ) và bán kính là trị số của Pb 47
   gốc trùng với Pb và Pn ). Vì Pn > Pb nên gốc của R nằm ngoài vòng tròn tâm O và do  đó tại thời điểm bất kỳ phương tác dụng của R chỉ nằm trong giới hạn góc α mà thôi. Do đó đối với vòng quay chịu tải chu kỳ.  Còn vòng cố định chịu tải hạn chế trong phần  đường lăn giới hạn bởi góc α, nhưng vì Pb quay nên R có phương dao động trong góc α lấy và vòng đó chịu tải dao động. - Nếu Pn < Pb:  Khi đó gốc R nằm trong vòng tròn O và góc α = 3600  Lúc này tải trọng tổng hợp R có phương, chiều tác dụng theo mọi hướng. Vì vậy vòng cố định sẽ chịu tải chu kỳ. Vòng quay nếu quay cùng tốc độ với Pb sẽ chịu tải trọng cục bộ nhưng tải trọng này sẽ luôn thay đổi về phương, chiều và trị số. 5.1.3 - Chọn kiểu lắp cho ổ lăn: *) Theo đặc tính tải trọng: - Nếu tải trọng va đập và rung động càng lớn, kích thước danh nghĩa của mối ghép càng nhỏ thì chọn mối ghép có độ dôi càng lớn và độ hở càng nhỏ. - Nếu tải trọng va đập và rung động càng nhỏ, kích thước danh nghĩa của mối ghép càng lớn thì chọn mối ghép có độ dôi càng nhỏ và độ hở càng lớn. *) Theo dạng tải trọng: Đối với vòng chịu tải cục bộ và dao động chỉ có một phần đường lăn chịu tải nên mòn nhiều do đó thường lắp có độ hở nhỏ với các chi tiết khác (lỗ hộp, trục) để trong quá trình làm việc vòng đó sẽ trượt tương đối với các bề mặt đối tiếp ⇒ lúc đó toàn bộ đuờng lăn sẽ được mòn đều. Đối với vòng chịu tải chu kỳ nên lắp cố định (dùng mối ghép có độ dôi nhỏ) để loại trừ khả năng trượt tương đối so với bề mặt đối tiếp của lắp ghép, qua đó duy trì tình trạng chịu lực đồng đều của ổ. Để chọn được miền dung sai của trục và lỗ tiến hành tra bảng và dựa vào cường độ tải trọng hướng tâm được xác định theo công thức: R PR = . Kn . F . FA (kN/m) B' trong đó: R - phản lực hướng tâm tính toán của ổ. B’ - chiều rộng làm việc của ổ; B’ = B - 2r. B - chiều rộng ổ. r - bán kính góc lượn mép ổ lăn. Kn - hệ số động lực học của lắp ghép. với Kσ ≤ 1,5 → Kn = 1; Kσ > 1,5 → Kn = 1,8 F - hệ số tính đến mức độ làm giảm độ dôi do trục rỗng hoặc hộp có thành mỏng. 48
FA - hệ số phân bố không đều của tải trọng hướng tâm R (giữa các dãy con lăn trong ổ nén hai dãy, hoặc giữa các dãy bi trong ổ bi đỡ chặn hai dãy và ổ bị chặn kép, khi có tải trọng chiều trục A) 5.2 - Dung sai lắp ghép then - Mối ghép then được sử dụng rất rộng rãi trong ngành chế tạo máy, để cố định các chi tiết trên trục như: bánh răng, bánh đai, tay quay ... và thực hiện chức năng truyền mômen xoắn hoặc đảm bảo dẫn hướng các chi tiết trên trục (bánh răng di trượt ...) - Thường sử dụng 3 loại mối ghép then: then bằng, then bán nguyệt và then vát. Then bằng và then bán nguyệt được sử dụng phổ biến hơn, còn then vát sử dụng hạn chế vì nó không đảm bảo độ đồng tâm cao giữa 2 chi tiết lắp ghép. Hình 5.5 Mối ghép then bằng - Với chức năng truyền mômen xoắn và dẫn hướng, lắp ghép then được thực hiện theo bề mặt bên và theo kích thước b. Then được lắp với rãnh trục và rãnh bạc (bánh răng hoặc bánh đai). Dung sai kích thước tra theo tiêu chuẩn TCVV 2245 - 99. Miền dung sai kích thước b của then được chọn là h9. Kiểu lắp thông dụng trong sản N9 J 9 xuất hàng loạt then lắp với trục là , với bạc s . Nếu chiều dài then lớn thì then lắp h9 h9 D10 H9 với rãnh bạc theo và với rãnh trục . Trong sản xuất đơn chiếc thì then có thể h9 h9 P9 D10 lắp với rãnh trục theo , đối với then dẫn hướng thì then lắp với rãnh bạc theo và h9 h9 N9 với rãnh trục . h9 * Lựa chọn mối ghép then - Tùy theo chức năng của mối ghép then mà có thể lựa chọn kiểu lắp tiêu chuẩn như sau: 49
Hình 5.6 Các kiểu lắp tiêu chuẩn của mối ghép then +) Hình I - sử dụng khi mối ghép then có chiều dài lớn l > 2d. Khi đó then có độ hở với rãnh trục và rãnh bạc. Độ hở của lắp ghép nhằm bồi thường cho sai số vị trí rãnh then. +) Hình II - sử dụng khi cố định bạc lắp trên trục. Then lắp có độ dôi lớn với trục và có độ dôi nhỏ với bạc để tháo lắp dễ dàng. +) Hình III - sử dụng đối với then dẫn hướng, bạc di trượt dọc trục. Khi đó then lắp với bạc có độ hở lớn, đảm bảo cho bạc di trượt dọc trục dễ dàng. +) Hình IV - gọi là kiểu lắp “tức” dùng khi chịu lực đổi chiều, chịu tải lớn. 5.3 - Dung sai lắp ghép then hoa - Mối ghép then hoa có chức năng giống như với mối ghép then bằng nhưng được sử dụng hiệu quả khi cần truyền mômen xoắn lớn và yêu cầu độ chính xác định tâm cao giữa các chi tiết lắp ghép. - Mối ghép then hoa có nhiều loại: then hoa dạng răng chữ nhật (sử dụng phổ biến nhất), răng thân khai, răng hình thang và răng tam giác. Hình 5.7 Các kiểu mối ghép then - Tùy theo mô men xoắn cần truyền mối lắp then hoa được phân ra 3 loại: loạt nhẹ, loạt trung bình và loạt nặng. 50
- Để đảm bảo chức năng truyền lực thì lắp ghép được thực hiện theo kích thước b, còn để đảm bảo độ đồng tâm giữa bạc và trục thì thực hiện định tâm theo D, d và b. * Định tâm theo đường kính d Hình 5.8 Lắp ghép then hoa theo đường kính d +) Trong phương pháp này cần gia công chính xác đường kính d. Sử dụng phương pháp này khi yêu cầu độ chính xác đồng tâm mối ghép cao và yêu cầu độ cứng của chi tiết then hoa cao tới mức không thể gia công chính xác kích thước D của lỗ bằng phương pháp chuốt ép. Phương pháp này chế tạo khó khăn, giá thành cao vì để gia công chính xác d của trục người ta phải mài định hình đối với trục then hoa và mài tròn trong đối với lỗ bạc (hình 1). * Định tâm theo đường kính D +) Trong phương pháp này cần gia công chính xác D. Sử dụng khi yêu cầu về độ cứng của chi tiết không cao, cho phép gia công chính xác D bằng phương pháp chuốt ép. Phương pháp này rẻ tiền hơn nhưng độ chính xác định tâm không cao (hình 2) bằng định tâm theo d. Hình 5.9.a Hình 5.9.b Hình 5.9.c * Định tâm theo b: +) Cần gia công chính xác kích thước b. Được dùng khi độ đồng tâm không cao, khe hở giữa bề mặt bên của then và rãnh nhỏ để tránh va đập khi tải trọng đổi chiều (hình 3) - Dung sai lắp ghép then hoa: +) Do mối ghép then hoa là mối ghép phức tạp, có nhiều yếu tố kích thước. Khi có sai số về vị trí góc giữa các then kề nhau, sự xê dịch đường đối xứng của then so với tâm bề mặt đồng tâm, cũng như độ không đồng tâm giữa bề mặt kích thước d và D đều có thể gây nên sự chèn ép kim loại trên các bề mặt đối tiếp của lắp ghép. Điều đó cần được chú ý khi xác định dung sai cho các yếu tố của mối ghép 51
+) Lắp ghép then hoa được thực hiện 2 trong 3 yếu tố kích thước d, D và b. Khi thực hiện đồng tâm theo D thì lắp ghép theo D và b Khi thực hiện đồng tâm theo d thì lắp ghép theo d và b Khi thực hiện đồng tâm theo b lắp ghép chỉ theo b +) Tùy theo phương pháp thực hiện đồng tâm 2 chi tiết then hoa mà chọn các miền dung sai cho các kích thước lắp ghép. Sự phối hợp các miền dung sai kích thước lỗ và trục then hoa có thể tạo thành một dãy các kiểu lắp thỏa mãn chức năng sử dụng. Khi lựa chọn kiểu lắp then hoa được tra trong các bảng tiêu chuẩn và thường sử dụng các kiểu lắp ưu tiên. * Ghi ký hiệu cho mối ghép then hoa: Bao gồm: - Yếu tố đồng tâm (d, D, b) - Số then - Kích thước đường kính trong d, đường kính ngoài D và chiều rộng then b. - Ký hiệu mối ghép theo yếu tố đồng tâm. - Ký hiệu mối ghép theo b H8 F10 Ví dụ: D_8 × 36 × 40 × 7 h7 h9 Đồng tâm theo D, số then 8, đường kính trong d = 36, đường kính ngoài D = 40 mối ghép H8 F10 đối với D: , chiều rộng then 7, mối ghép đối với kích thước b: . h7 h9 Khi đó trên bản vẽ bạc ký hiệu: D_8 × 36 × 40 H8 × 7 F10 và trên bản vẽ trục ký hiệu: D_8 × 36 × 40 h7 × 7 h9. 5.4 - Dung sai truyền động bánh răng 5.4.1 - Các yêu cầu của bộ truyền bánh răng - Truyền động bánh răng được sử dụng rất phổ biến trong các máy và thiết bị cơ khí. Nó thường được dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục với nhau với mômen xoắn lớn. - Trong truyền động bánh răng, khi có sai số chế tạo, lắp ráp truyền động bánh răng sẽ phát sinh tải trọng động lực học, gây ra tiếng ồn, rung động đồng thời phát sinh nhiệt, gây ứng suất tập trung trên phần làm việc của răng. Đồng thời sai số cũng gây ra sự không phù hợp giữa góc quay của bánh dẫn và bị dẫn, dẫn tới sai số vị trí tương đối của các khâu. Tùy theo chức năng sử dụng của truyền động mà truyền động bánh răng có các yêu cầu khác nhau. Cụ thể: * Yêu cầu về "độ chính xác động học" - Đây là yêu cầu sự phối hợp chính xác về góc quay của bánh dẫn và bánh bị dẫn của truyền động. Yêu cầu này đề ra đối với truyền động bánh răng của xích động học chính xác của dụng cụ đo, xích phân độ của máy gia công răng, ... Bánh răng trong truyền động 52
này thường có modul nhỏ, chiều dày răng không lớn, làm việc với tải trọng và vận tốc nhỏ. * Yêu cầu về "độ chính xác ổn định" ( mức làm việc êm) - Yêu cầu này đòi hỏi bánh răng cần phải có tốc độ quay ổn định, không có sự thay đổi tức thời về tốc độ gây ra va đập và ồn. Ngoài ra cũng cần hạn chế các sai số có chu kỳ lặp lại nhiều lần trong một vòng quay của bánh răng. Yêu cầu này áp dụng đối với những truyền động trong hộp tốc độ của động cơ máy bay, ôtô, tuabin ... Bánh răng trong truyền động này thường có modul trung bình, chiều dài răng lớn, tốc độ vòng quay của bánh răng có thể đạt được tới 120 ÷ 150 m/s, công suất truyền động tới 40.000 kW * Yêu cầu về "độ chính xác tiếp xúc " - Trong quá trình làm việc, yêu cầu về độ chính xác tiếp xúc mặt răng lớn theo chiều dài và chiều cao răng, đặc biệt là tiếp xúc theo chiều dài. Độ chính xác tiếp xúc mặt răng đảm bảo độ bền của răng khi truyền động với tốc độ nhỏ nhưng mômen xoắn cần truyền lớn. Ví dụ: truyền động trong máy cán thép, trong cần trục, cầu trục, palăng ... Bánh răng trong truyền động này thường có modul và chiều dài răng lớn. * Yêu cầu về " độ chính xác khe hở mặt bên" - Yêu cầu này cần được đảm bảo giữa các mặt răng phía không làm việc của cặp răng ăn khớp. Bất kỳ bộ truyền bánh răng nào cũng cần quy định về khe hở mặt bên để tạo màng dầu bôi trơn mặt răng, bồi thường cho sai số giãn nở vì nhiệt, sai số do gia công và lắp ráp, tránh hiện tượng kẹt răng. (fn > fmin) Như vậy, đối với bất kỳ bộ truyền bánh răng nào cũng đòi hỏi cả 4 yêu cầu trên, nhưng tùy theo chức năng sử dụng mà yêu cầu nào là chủ yếu. Khi đó yêu cầu chủ yếu đó được quy định cao hơn các yêu cầu khác. Ví dụ: truyền động bánh răng trong hộp tốc độ thì yêu cầu chủ yếu là "độ chính xác ổn định" và nó phải được quy định cao hơn "độ chính xác động học" và " độ chính xác tiếp xúc " 5.4.2 - Các chỉ tiêu đánh giá độ chính xác của bánh răng và bộ truyền. a/ Chỉ tiêu về độ chính xác động học: - Độ chính xác động học của bánh răng: là sự khác nhau giữa góc quay thực tế và danh nghĩa của bánh răng trên trục làm việc khi nó được dẫn động bởi một bánh răng mẫu chính xác khi không tồn tại độ không song song và lệch trục quay của các bánh răng này. Nó được xác định bằng độ dài cung tròn vòng chia. Hình 5.10 53
- Mức chính xác động học được đánh giá bằng chính sai số động học của bánh răng kí hiệu là F'ir. Đó là sai số lớn nhất về góc quay của bánh răng trong phạm vi một vòng quay khi nó ăn khớp với bánh răng mẫu chính xác. Sai số động học là tổng hợp tất cả các loại sai số gia công đến độ chính xác động học. - Sai số động học của các bánh răng được gia công trên những máy cắt răng bằng phương pháp bao hình gây ra bởi sai số của xích bao hình bởi sự không đồng tâm của vòng cơ sở với trục làm việc của nó khi quay, bởi độ không chính xác của dụng cụ cắt răng bởi sai số, gá đặt của nó... - Những sai số đó ảnh hưởng tới độ chính xác động học của bánh răng. Chúng xuất hiện một lần sau một vòng quay của bánh răng bao gồm: sai số bao hình, sai số tích luỹ bước vòng, độ đảo hướng kính của vành răng, độ dao động chiều dài pháp tuyến chung và khoảng cách trục đo sau một vòng quay. +) Độ đảo hướng kính vành răng (Frr): là hiệu khoảng cách lớn nhất từ tâm quay bánh răng đến đến đoạn thẳng chia (s) của profil gốc danh nghĩa, đặt trên răng hay trên rãnh răng, trong giới hạn vành răng của bánh răng. 2α R S α e r Frr Hình 5.11 +) Độ dao động khoảng cách tâm đo sau 1 vòng quay (F''ir): là sự thay đổi lớn nhất về khoảng cách tâm (a) giữa bánh răng có sai số (bánh răng đo) và bánh răng mẫu chính xác ăn khớp khít với nhau khi quay bánh răng đo đi 1 vòng. Hình 5.12 54
W Hình 5.13 +) Sai số tích lũy bước răng (Fpr): là hiệu đại số lớn nhất của các giá trị sai số tích lũy k bước răng với tất cả các giá trị k từ 2 đến z/2. Fpr = Fpkr max - Fpkr min +) Độ dao động khoảng pháp tuyến chung (Fvwr): sự dịch chuyển profil răng theo hướng tiếp tuyến trực tiếp gây ra độ dao động khoảng pháp tuyến chung trong phạm vi một vòng quay của bánh răng. Fvwr = Wmax - Wmin Pháp tuyến chung (W) - là khoảng cách giữa 2 mặt phẳng song song tiếp xúc với 2 profil khác tên. +) Sai số lăn răng (Fcr ): là sai số động học của xích bao hình cắt răng. Đó là sai số lớn nhất về góc quay, giữa bánh răng gia công và dụng cụ cắt răng. Ta có thể đo trực tiếp giá trị sai số lăn (Fcr ) trên máy cắt răng. b/ Chỉ tiêu về độ chính xác ổn định (mức làm việc êm): f ir' 1 vßng quay cña b¸nh ¨ng r Hình 5.14 Mức làm việc êm được đánh giá bằng "sai số động học cục bộ" của bánh răng ( f'ir) và sai số chu kỳ truyền động. +) Sai số động học cục bộ là hiệu số lớn nhất và nhỏ nhất kế tiếp nhau của sai số động học cục bộ bánh răng. Nó là thành phần tần số cao của sai số động học. Nó chính là sự thay đổi tốc độ góc tức thời, sinh ra gia tốc, gây va đập và ồn. Sai số động học cục bộ thể hiện tổng hợp ảnh hưởng của các sai số gia công đến mức làm việc êm. +) Sai số ổn định (chu kỳ) của bộ truyền fzkor và của bánh răng fzkr là hai lần biên độ thành phần điều hoà của sai số động học tương ứng với bộ truyền và bánh răng. - Ta cũng có thể đánh giá mức làm việc êm thông qua một cặp thông số trong các loại sau: 55
+) Sai số profil răng (ffr): là khoảng cách pháp tuyến giữa 2 profil mặt đầu danh nghĩa bao lấy profil mặt đầu thực. +) Độ dao động khoảng cách tâm đo sau 1 răng (fir"): là thành phần tần số cao của độ dao động khoảng cách tâm đo +) Sai lệch bước răng (fptr): là hiệu giữa 2 bước vòng bất kỳ trên một vòng tròn của bánh răng. +) Sai lệch bước cơ sở (fpbr): là hiệu giữa bước cơ sở thực và danh nghĩa, đo trong mặt phẳng vuông góc với hướng răng. c/ Chỉ tiêu về độ chính xác tiếp xúc: - Để nâng cao độ bền của bộ truyền bánh răng thì sự tiếp xúc của các cạnh răng đối tiếp phải lớn nhất. Khi sự tiếp xúc không hoàn toàn và không đều thì diện tích chịu lực giảm xuống, sự phân bố ứng suất tiếp xúc và bôi trơn không đều làm cho các răng bị mài mòn mạnh. Để đảm bảo yêu cầu về sự tiếp xúc đầy đủ của các răng người ta đưa ra qui định về “Vết tiếp xúc tổng hợp”. Hình 5.15 Vết tiếp xúc tổng hợp là phần bề mặt làm việc của răng tiếp xúc với mặt bên của răng ăn khớp với nó khi quay đi rồi hãm nhẹ lại. Để thấy rõ vết tiếp xúc ta bôi một lớp mỏng thuốc màu lên bề mặt răng của một bánh răng. Sau khi quay rồi hãm nhẹ lại sẽ có vết thuốc màu ở mặt răng còn lại, đó chính là vết tiếp xúc tổng hợp. - Vết tiếp xúc tổng hợp được tính theo (%) và được đánh giá theo 2 phương: hm Theo chiều cao: .100% hP (a − c) cos β Theo chiều dài: .100% B Với hm - chiều cao trung bình vết tiếp xúc hP - chiều cao làm việc của răng b - chiều rộng bánh răng β - góc nghiêng răng. Với bánh răng thẳng thì cosβ = 1 - Độ chính xác tiếp xúc còn có thể được đánh giá qua các thông số khác như: 56
+) Sai số hướng răng (Fβr) - là khỏang cách giữa 2 đường thẳng hoặc đường xoắn (với răng nghiêng) lý thuyết nằm trên hình trụ đi qua giữa chiều cao răng và kẹp ấy hướng răng thực. Hình 5.16 +) Sai số hình dạng và vị trí của đường tiếp xúc (Fkr) - là khoảng cách pháp tuyến giữa 2 đường thẳng (1) nằm trong mặt phẳng tiếp tuyến với hình trụ cơ sở, song song với đường tiếp xúc danh nghĩa và kẹp lấy đường tiếp xúc thực (2) d/ Chỉ tiêu về độ chính xác khe hở mặt bên: fn Hình 5.17 Khe hở mặt bên (fn) là phần khe hở giữa prôfin không làm việc của các răng đối tiếp. Nó đảm bảo sự quay tự do của một bánh răng khi bánh thứ 2 đứng yên. - Khe hở mặt bên được xác định trong mặt cắt vuông góc với phương răng và trong mặt phẳng tiếp tuyến với hình trụ cơ sở. - Để thoả mãn các yêu cầu của các lĩnh vực công nghiệp khác nhau người ta qui định dạng răng đối tiếp, xác định bởi sự khác nhau của trị số fnmin. * Dạng đối tiếp : A đảm bảo khe hở lớn cho các cấp chính xác 3 ÷ 12. B đảm bảo khe hở bình thường cho các cấp chính xác 3 ÷ 10. C, D đảm bảo khe hở giảm xuống cho các cấp chính xác 3 ÷ 9 và 3 ÷ 8. 57
E đảm bảo khe hở nhỏ cho các cấp chính xác 3 ÷ 7. H đảm bảo khe hở bằng không cho các cấp chính xác 3 ÷ 7. - Trong điều kiện làm việc bình thường thường sử dụng dạng đối tiếp B (dạng dùng phổ biến trong chế tạo cơ khí.) Tiêu chuẩn cũng quy định 8 miền dung sai của độ hở mặt bên răng Tfn ký hiệu là: h, d, c, b, a, z, y, x. Tùy theo kích thước kết cấu và điều kiện làm việc của truyền động bánh răng mà người thiết kế chọn dạng đối tiếp và miền dung sai của khe hở mặt bên. Dung sai khe hở cạnh bên Tfn là sự khác nhau giữa khe hở lớn nhất và nhỏ nhất. 5.4.3 – Tiêu chuẩn dung sai và cấp chính xác của truyền động bánh răng: 1/ Cấp chính xác: - Theo TCVN 1067 – 84, tùy theo độ chính xác chế tạo, tiêu chuẩn phân ra 12 cấp chính xác ký hiệu từ 1 đến 12 theo thứ tự độ chính xác giảm dần. Đối với cấp 1 và 2 tiêu chuẩn chưa quy định trị số dung sai và sai lệch giới hạn cho phép của các thông số. - Ở mỗi cấp chính xác tiêu chuẩn quy định giá trị dung sai và sai lệch giới hạn cho phép của các thông số đánh giá mức chính xác. 2/ Chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng: - Lựa chọn cấp chính xác của truyền động bánh răng phải dựa vào điều kiện làm việc cụ thể của truyền động, căn cứ vào vận tốc vòng và công suất truyền động. Việc lựa chọn cấp chính xác có thể bằng tính toán hoặc dựa theo kinh nghiệm Phương pháp lựa chọn cấp chính xác bằng tính toán cho độ chính xác cao nhất, tuy nhiên việc xác định như vậy thường rất khó và phức tạp, thông thường chỉ gặp trong các tài liệu tính toán độ bền và độ chính xác của các truyền động và cơ cấu. Trong tiết kế máy, thường chọn theo kinh nghiệm, nghĩa là cấp chính xác của truyền động thiết kế được chọn như cấp chính xác của truyền động đã sử dụng trong những điều kiện làm việc tương tự và được lựa chọn trong các bảng tiêu chuẩn - Chú ý rằng, khi lựa chọn cấp chính xác nhất thiết phải sử dụng nguyên tắc tiêu chuẩn tổ hợp, tức là với một bộ truyền cụ thể, phụ thuộc vào chức năng của nó người ta xác định các cấp chính xác khác nhau: theo tiêu chí độ chính xác động học, độ chính xác ổn định và độ chính xác tiếp xúc. Ví dụ: - Trong ngành luyện kim, máy khai thác và đóng tàu, độ chính xác tiếp xúc được chọn cao hơn 1 – 2 cấp so với độ ổn định và độ chính xác động học khi đó lựa chọn tiêu chuẩn tổ hợp 7 – 6 – 6 hay 8 – 7 – 7 - Các bánh răng trong các dụng cụ đo, các dụng cụ gia công răng (xọc, cà răng), các bộ truyền cơ khí chính xác … đòi hỏi cần phải chế tạo cấp chính xác 3,4,5 - … 3/ Ghi kí hiệu trên bản vẽ: - Trên bản vẽ thiết kế, chế tạo bánh răng thì cấp chính xác và dạng đối tiếp được ký hiệunhư sau: 58
Ví dụ: 7 – 8 – 8 B TCVN 1067 – 84 7 – cấp chính xác động học 8 – cấp chính xác ổn định 8 - cấp chính xác tiếp xúc B – dạng đối tiếp mặt răng. 59