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 C-ờng
Lớp: CC VK 1 K25
Giáo viên h-ớng dẫn: Đỗ Tiến Lập

- Hà nội 2009 1


Đề bài: ( Số 01 )
Cho bộ phận máy nh- hình vẽ II-1, chuyển động đ-ợc truyền từ động cơ điện qua
bành đai 6 nđến trục 1 nhờ mối ghép 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 đ-ợc đỡ trên hai ổ lăn 4
lắp trong lỗ thân máy số 2. bánh đai 6 đ-ợc 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.


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

b. Lắp phối hợp

24

M8
k7

2


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

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

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

3


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

Td
-89

Dmax = 50,046mm

-50

dmin = 49,911mm

50 mm

00

Dmin = 50,000mm

TD

dmax = 49,950mm

Smax=0,135 mm


- Độ dôi trung bình:

Ntb

N max N min 0, 052 (0, 002)

0, 027mm
2
2

4


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

23

Td

4
2
TD

dmax = 24,023mm

Dmin = 23,971 mm

dmin = 24,002mm


5


+0,046

+0,055
+0,055

50 +0,000

+0,055

+0,055

-0,050

50-0,089

k8
+0,0
55
+0,0

55

+0,055
+0,055

24 +0,004
-0,029

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

d 2 D12

CD

d 22 D 2
d 22 D 2



d 2 D12
502 02



0,3 1 0,3 0,7
d 2 D12
502 02

d 22 D 2
1002 502
CD 2





Cd C D 2
2

Td .d .

d D1
Ed ED

3


.10 1, 2 RZD Rzd
2


2d






1, 97
0, 7
7
2
2

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 m thì dmin - Dmax = e i- ES =0,008 mm. Theo bảng 3-1
Bài tập dung sai chọn ei = 0,032; ES = 0,019 => Nmin = 13 m.

N max t .t

N max t .t



Cd C D 2
2

TD .D

d2 D
Ed ED

3


.10 1, 2 RZD Rzd
2


2d 2



e8
Nh- vậy kiểu lắp mà chọn có độ dôi thoả mãn biểu thức là:
45 m
15, 70 NNmax
100 m
min 13 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
h-ớng
tâm
(KN)

Tải trọng
h-ớng
trục (KN)

7606

45

5

Dạng tải
trọng


D

B

Con lăn

r

C

C0
8


mm

mm

mm

đ-ờng
kính

Chiều dài

mm

kN


C
kN

C0
kN

50

55,5

29

2

61

47,5

Con lăn
đ-ờng
Chiều dài
kính
10,2

20,4

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

90 mm

0

b- Chọn kiểu lắp ghép cho vòng trong với trục.
- Kích th-ớc danh nghĩa của mối ghép là: d = 40mm
- Từ điều kiện làm việc của ổ theo bài ra là 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.
9


- Cấp chính xác của ổ là: 5
Tính c-ờng độ tải trọng PR:
Theo công thức:

PR

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

Trong đó: 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 có:

30.10 3
PR
.1,8.1,6.1 30,85.10 2 ( N / mm)
28
Tra bảng 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


mm

90H6L

mm

L

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 h-ớng 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 đ-ờng kính ngoài chùm vòng ngoài ổ lăn.
Theo nh- ở phần 2 chọn kiểu lắp: E7
- Đối với lỗ của bạc. Ta có: 40E7

40 00,,075
050
- Đối với trục: chọn kiểu lắp: n5
Ta có: 40n5

40 00,,028
017
- Kích th-ớc lắp ghép:

chữ và số), sai lệch hình dạng và độ nhám bề mặt:
a- Độ nhám bề mặt: Theo tra bảng 3 - 24 ta có:
- Trục: Ra = 0,63 m
- Lỗ:
Ra = 1,25 m
- Mặt đầu Ra = 1,25 m
- Với bạc: Ra = 0,63 m
- Với nắp: Ra = 1,25 m
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 vẽ tách chi tiết.

0,63

+0,055
+0,055

+0,075

+0,055

+0,05

+0,055
5

+0,028



b- Chi tiết lỗ thân máy

90

+0,055

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

1,25

1,25

90

+0,022
00,022

0,005
0,005

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 th-ớc danh nghĩa của mối ghép: 40 mm

Nm

40 mm

=> TD = 25 m
- Ta có sơ đồ phân bố dung sai:
Theo lý thuyết xác suất thống kê toán học, xác suất
xuất hiện mối ghép có khe hở tuân theo luật phân
+28
bố chuẩn.
+25
Từ sơ đồ phân bố dung sai trên, ta có đặc tính
+17
lắp ghép là:
Nmax = 28 m
Smax = 8 m
0
Đặc tr-ng của quy luật phân bố là:

dmin

40 00, 025

13


Điểm c ứng với giá trị N= 0 và S = 0có tọa độ là
xc , từ đồ thị ta có:
1



0

c

+3X
C

x

1- Chọn kích th-ớc then ( kích th-ớc trục và lỗ).
- Kích th-ớc 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:
Đ-ờng
kính d
(mm)
50

Mặt cắt của then
b
18

h
11

Mặt cắt của rãnh then
Bán kính góc l-ợn của
Chiều sâu của rãnh then
rãnh r
Trên trục t1

+ Chiều rộng then b: h9
+ Chiều dài then l: h14
+ Chiều cao then h: h11
+ Chiều dài rãnh then l: H15
+ Chiều rộng rãnh then trên trục: P9
+ Chiều rộng rãnh then trên bánh răng: P9
- Sai lệch giới hạn của các kích th-ớc (d-t1) và (d+t2).
Với chiều cao của then là 11 mm ta có :
+ Sai lệch giới hạn kích th-ớc (d - t1) là: - 0,2 mm
+ Sai lệch giới hạn kích th-ớc (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 chiều rộng then
- Miền dung sai chiều rộng rãnh then trên trục
- Miền dung sai chiều rộng rãnh then trên bánh răng

b = 18 mm

+m
0
-18

h9
P9

P9

-43
-61

+0,055

11

28

18  00,,000
043

0 , 000
 0 , 520

B

B-B

B

 60 00,,045
032

7,00,2

11

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


Số then
Z

Đ-ờng
kính d

Đ-ờng
kính D

C.dày
then b

f
d1

a

KT
d.nghĩa

S.lệch
g. hạn

r

8x32x38
8
32
38
7,0

0 , 040
0 , 025
0 , 047

H 12
38
38
a11

0 , 250
0 , 000
0 , 310
0 , 470

3- Lập sơ đồ phân bố dung sai của mối ghép.
+m

+m
+76

+250
H12

+40
0

-310

a11


a11
+0,05
5
+0,05
5

0 , 047

32
38 00,,310
470

32

32
38 00,,250
000

VII. Lắp ghép ren.
Dữ kiện đầu bài cho:
- Đ-ờng kính ren: Dr = 32 - 10 = 22 mm
- Cấp chính xác và sai lệch: 7H/8g
- Chọn ren hệ mét, có b-ớc ren là P = 1,5 mm. Vậy mối ghép ren đã chọn sẽ là:
7H
8g
- Lắp ghép có độ hở có D = d = 22mm.
+. Miền dung sai của ren đai ốc: 7H
+. Miền dung sai của ren bu lông: 8g
M 22 1,5


21,262
20,751
21,968
21,174
20,344

21,026
20,376
20,799
20,120

Sai lệch (mm)
Trên
D-ới
0
+0,236
+0,375
-0,032
-0,032
-0,032

0
0
-0,407
-0,256

20,160
18




D2=D2min =21,026 mm

D=Dmin =22 mm

TD2/2 =0,118 mm

esd/2 =0,016 mm

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

2- Các số liệu đo đ-ợc trên ren đai ốc:
Theo số liệu đầu bài ở bảng II - 7 ta có:
- Sai số đ-ờng kính trung bình đai D2 = 0,765
- Nửa góc Prô phin ren phải (/2)P (ph) = 12'
- Nửa góc Prô phin ren trái (/2)t (ph) = 18'
- Sai số tích luỹ b-ớc ren Pn = 6 m
3- Tính đ-ờng kính trung bình kiến của ren đai ốc.
Theo công thức:



2 (TB )





2


- Đ-ờng kính trung bình thực của ren đai ốc là:
D2t = D2 - D2 = 21,026 - 0,765 = 20,261 (mm)
19


- Đ-ờng kính trung bình biểu kiến đai ốc đ-ợc xác định:
D2BK = D2t - (fP + f) = 20,261 - (0,008232 + 0,0081) = 20,245 (mm)
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
=> Nh- vậy căn cứ vào kết quả trên cho ta thấy mối ghép ren trên là không đạt yêu
cầu.
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
- = 200; = = 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 đã 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
chọn cấp chính xác cho mức chính xác 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 t-ơng quan giữa
dạng đối tiếp và miền dung sai ta chọn dung sai khe hở là c.


+ Mặt đầu đỉnh răng Rz = 15 m
+ Mặt chân răng Rz = 15 m
+ Mặt lỗ Rz = 15 m
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,

Giá trị cho phép của bộ
thông số kiểm tra bánh
răng
F''ir = 140m
Vw = 40 m
f"i = 60 m
Vết tiếp xúc:
+Chiều cao răng 30 %
+Chiều dài răng 40 %

fa = 45m

9 - 10 -10 C-TCVN 1064 - 84

IX. Ghi kích th-ớc cho bản vẽ chi tiết:
21


Dự kiện đầu bài cho: Bài toán nghịch.
Bài toán nghịch
Kích th-ớc danh nghĩa khâu thành phần Ai (mm)
A1=A7

A2=A6

A3

A4

A5

A i A01 7 A A A A
i
01
10
05 18
i 3

i 1

Bài toán thuận
Kích th-ớc danh nghĩa khâu thành phần Ai
(mm)
A11

A12

50

A13

B+0,5

A4 -1

A14

6

Ai 1


- Dung sai khâu khép kín:

A01 0,6 1,1 0 10,,100
600

16, 200
A05 15,8 16,2 15 15
,800

1- Lập các chuỗi kích th-ớc trong đó cóA9
kích th-ớc của trục tham gia vào chuỗi:
5
6

A04

7
2

A13
A03
A12

A15

A15

10

3

A01

6. Bánh đai
7. Bu lông
8. Bạc

A11

A05

22


*. Chuỗi 1:
Khâu khép kín : A01

A1

A2

A3

A5

A4

A6
A01

A8

A03
A4

A14

*. Chuỗi 5:
Khâu khép kín: A04
A4

*. Chuỗi 6:
Khâu khép kín: A06

A5

A04

A6

A15

A06
A11

2- Giải các chuỗi kích th-ớc theo ph-ơng pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn. Khâu bù
là kích th-ớc chiều dài của trục:
a. Giải chuỗi 1:
A1 A2
A3
A5
A6


(1)

j 1

Trong đó TA01 = A01 max A01 min = 1,1 - 0,6 = 0,5 mm
Tra bảng 14 trang 29 "Sổ tay dung sai" ta có:
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 có:

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 Bảng 15 - Sổ tay dung sai, có cấp chính xác là IT8.
- Chọn khâu A8 là khâu bù. Các khâu từ A1 A7 đ-ợc tra theo hệ thống trục (h) có sai





1
1,1 1 0,033.3 1 0,100 .2 1 0,054 1. 0,022
1
7
7

1
EI it .EIit jg .ES jg
EI8

8
i 1
j 1


1
EI8 .(0,600 0) 0,600
1

ES8

0,725

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


A10 = 18

- 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 công thức:
aTb

TA05 TA1 TA2 TA8
( 2)
9 .i9 10 .i10

Trong đó: TA05 = A05max A05min = 16,2 - 15,8 = 0,4 mm
Tra bảng 14 - T29 " Sổ tay dung sai" ta có:
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

j 1


1
EI9 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- vậy dung sai của khâu A9 là: A9 = 216 +1,392

ES9

1,392

25