Chơng 7
Các chi tiết máy ghép
1. Ghép bằng đinh tán
1.1 Các loại đinh tán
Đinh tán là một thanh hình trụ tròn có mũ ở hai đầu ; một mũ đợc chế tạo
sẵn, gọi là mũ sẵn, còn mũ thứ hai gọi là mũ tán, đợc tạo nên khi tán đinh vào
mối ghép. Cho đinh vào lỗ của mối ghép và tán lại, ta đợc mối ghép đinh tán
(hình 7. l)
Đinh tán đợc chế tạo bằng thép tròn. Lỗ đinh chế tạo bằng cách đột hoặc
khoan, hoặc trớc đột sau khoan. Đột lỗ là phơng pháp có năng suất cao nhất
nhng chỉ dùng đợc đối với những tấm không dày quá 25mm, đồng thời cũng
tạo nên những vết nứt nhỏ quanh mép lỗ. Vì vậy đối với những mối ghép quan
trọng, ngời ta chừa lại một lợng d khoảng 2 - 3mm theo đờng kính để sau khi
đột đem khoan nốt, do đó những vết nứt nhỏ quanh mép lỗ do đột sinh ra sẽ
không còn nữa.
Đinh tán bằng phơng pháp tán nguội (không nung nóng đinh) hoặc phơng
pháp tán nóng (nung đầu đinh tới nhiệt độ 1000ữ1100
o
C, đầu bị nung lúc này
có màu đỏ tơi).
Tán nguội dùng cho các đinh tán bằng thép dờng kính dới 8ữ10 mm hoặc
đinh tán bằng kim loại màu đờng kính bất kì. Tán nóng dùng cho các đinh tán
bằng thép đờng kính trên 8 ữ10 mm.
Để mối ghép đợc kín ngời ta tán biên, bằng cách dùng búa và đục bằng tán
quanh mép biên (hình 7. lb).
Tuỳ theo hình dạng mũ đinh, có thể chia ra các loại : đinh mũ chỏm cầu,
mũ côn, mũ chìm, mũ nửa chìm v.v. . . (hình 7.2). Đinh tán mũ chỏm cầu đợc
thông dụng hơn cả vì dễ chế tạo ; mũ đinh có hình chỏm cầu với R=(0,85ữl)d;
D=( l,6 ữ l,75)d và h=(0,6 ữ0,65)d; d là đờng kính thân đinh. Để có thể tán đ-
ợc đầu đinh, chiều dài thân đinh l xác định theo hệ thức :
l = S + ( l,5 ữ l,7)d.

75
Hình 7.2 Đinh tán
Hình 7.3 Đinh tán đặc biệt
Hình 7.4 Mối ghép chồng
- Những mối ghép đặc biệt quan trọng và những mối ghép trực tiếp chịu tải
trọng chấn động hoặc va đập (nh cầu, dàn cần trục trên 200 tấn v.v. . . ).
- Những mối ghép nếu đốt nóng sẽ bị vênh hoặc giảm chất lợng (do đó
không hàn đợc).
- Những mối ghép bằng các vật liệu cha hàn đợc.
2. Ghép bằng hàn
2. 1. Các loại mối hàn
Mối ghép bằng hàn có nhiều u điểm nên đợc dùng ngày càng rộng rãi trong
các ngành công nghiệp. Trong quá trình hàn,
các chi tiết máy đợc đốt nóng cục bộ cho tới
nhiệt độ nóng chảy hoặc dẻo và gắn lại với
nhau nhờ lực hút giữa các phân tử kim loại.
Có nhiều phơng pháp hàn và có thể phân loại
chúng theo nhiều cách. Theo hình thức công
nghệ, các mối ghép bằng hàn đợc chia ra:
- Mối ghép bằng hàn hồ quang điện, hàn xỉ
điện và hàn hơi, làm kim loại bị nóng chảy và
gắn lại với nhau, không cần lực ép chúng.
- Mối ghép bằng hàn tiếp xúc, làm kim loại
bị dẻo và phải dùng lực ép chúng lại.
- Mối ghép bằng hàn vẩy, không nung chảy
kim loại đợc ghép mà chỉ nung chảy vật liệu hàn.
Trong các phơng pháp hàn, thông dụng nhất là hàn hồ quang điện. Hàn hồ
quang điện có thể tiến hành bằng tay hoặc tự động. Hàn tự động, nhất là hàn
tự động dới lớp thuốc hàn nóng chảy đạt đợc năng suất cao, đỡ tốn vật liệu
que hàn, bảo đảm mối hàn đợc đồng nhất, có cơ tính cao và không bị phụ

Dùng hàn dễ đảm bảo điều kiện độ bền đều, nguyên vật liệu đợc sử dụng
hợp lí. (Thí dụ nh đối với bánh răng, vành răng làm bằng thép tốt, có sức bền
cao; hàn với đa hoặc phần mayơ, làm bằng vật liệu rẻ tiền hơn).
Dùng hàn có thể phục hồi các chi tiết máy bị gãy hỏng một phần hoặc bị
mài mòn.
Nhợc điểm của ghép bằng hàn là chất lợng mối hàn phụ thuộc rất nhiều
vào trình độ của công nhân hàn và khó kiểm tra những khuyết tật bên trong
mối hàn, nếu không có thiết bị đặc biệt. Tuy nhiên, dùng phơng pháp hàn tự
động có thể khắc phục phần lớn nhợc điểm này.
Vì có những u điểm kể trên, ghép bằng hàn đợc dùng ngày càng rộng rãi
trong các ngành chế tạo máy, đóng tàu, sản xuất nồi hơi và bình chứa, cũng
nh trong các kết cấu của các công trình xây dựng.
3. Ghép bằng độ dôi
Ghép bằng độ dôi thờng đợc dùng để ghép các tiết máy có bề mặt tiếp xúc
là mặt trụ tròn, có khi cũng đợc dùng để ghép các chi tiết máy có bề mặt hình
lăng trụ hoặc hình khác.
77
Hình 7.6 Kết cấu mối hàn
Muốn ghép bằng độ dôi thì đờng kính trục phải lớn hơn đờng kính lỗ và
chênh lêch giữa đờng kính trục B và dờng kính lỗ A gọi là độ dôi
= B - A.
Sau khi ghép, do biến dạng đàn hồi và dẻo, đờng kính chung của bề mặt
tiếp xúc có trị số d. Lúc này trên bề mặt tiếp xúc có áp suất p. Nhờ đó, khi các
tiết máy chịu tác dụng của ngoại lực có xu hớng làm chúng trợt lên nhau, giữa
bề mặt tiếp xúc sẽ sinh ra lực ma sát để cản lại. Nh vậy, nhờ ma sát các tiết
máy không di dộng tơng đối với nhau và có thể truyền đợc mômen xoắn hoặc
lực dọc trục từ chi tiết máy này sang chi tiết máy khác. Ngoài ra mối ghép có
thể chịu đợc mômen uốn.
3.1. Các phơng pháp lắp
Để lắp mối ghép bằng độ dôi, có thể dùng một trong các phơng pháp : ép,

lạnh có thể tăng gấp rỡi hoặc hơn nữa so với lắp bằng phơng pháp ép. Dùng
các phơng pháp này, cần xác định nhiệt độ nung nóng hoặc làm lạnh để có
thể lắp đợc dễ dàng.
3.2. u, nhợc điểm.
u điểm
- Chịu đợc tải trọng lớn và tải trọng va đập.
- Bảo đảm đợc độ đồng tâm của các tiết máy ghép (cho nên đợc dùng trong
các mối ghép các tiết máy quay nhanh).
Kết cấu và chế tạo đơn giản, giá thành hạ.
Nhợc điểm : '
- Lắp và tháo phức tạp, có thể làm h hỏng bề mặt lắp ghép khi tháo.
- Khả năng truyền lực của mối ghép không xác định đợc chính xác vì phụ
thuộc vào độ dôi và hệ số ma sát, hai yếu tố này thay đổi trong phạm vi khá
rộng - độ dôi thay đổi trong khoảng dung sai của kiểu lắp, còn hệ số ma sát
thì phụ thuộc vào phơng pháp lắp, độ nhám bề mặt, sự bôi trơn lúc ép v.v. . .
Trình độ kĩ thuật càng phát triển, độ chính xác chế tạo các chi tiết máy đợc
nâng cao, do đó ghép bằng độ dôi ngày càng đợc dùng rộng rãi trong các
ngành chế tạo cơ khí. Ghép bằng độ dôi đợc dùng để ghép các bánh răng, vô
lăng, ổ lăn, đĩa tuabin v.v. . . vào trục, hoặc ghép các phần của trục khuỷu, các
phần của bánh vít v.v...
4. Ghép bằng then hoa
Ghép bằng then và ghép bằng then hoa là loại ghép tháo đợc, đợc dùng rất
phổ biến để ghép các chi tiết máy có dạng trục và mayơ, nh ghép các bánh
răng, bánh đai, đĩa xích v.v.. với trục. Ngoài ra, trong một số trờng hợp ngời
ta còn sử dụng loại ghép bằng trục định hình.
4.1. Ghép bằng then
4.1.1. Các loại then, u, nhợc điểm
Ghép bằng then thuộc loại tháo đợc, đợc dùng rộng rãi vì cấu tạo đơn giản
và chắc chắn, dễ tháo lắp, giá thành rẻ v.v. . . Nhợc điểm chính là phải làm
rãnh trên trục cho nên làm yếu trục (vì diện tích tiết diện bị giảm và sinh tập

ghép quan trọng cần phải sửa chữa hoặc chọn then, nh vậy hạn chế việc sử
dụng trong sản xuất hàng loạt.
Then bằng không thể truyền lực theo dọc trục, nếu cần truyền phải dùng
các phơng pháp khác.
Then bằng dẫn hớng có hình
dạng nh then bằng, đợc dùng
trong trờng hợp cần di động chi
tiết máy dọc theo trục (thí dụ
trong các hộp giảm tốc v.v. . .).
Then đợc bắt vít vào trục (hình 7
- 2). Khả năng tải của then bằng
dẫn hớng kém hơn then hoa, do
đó hiện nay ít dùng.
Then bán nguyệt cũng giống nh then bằng, mặt làm việc là hai mặt bên
(hình 7.10). u điểm là có thể tự động thích ứng với các độ nghiêng của rãnh
mayơ ; cách chế tạo then và rãnh then cũng đơn giản.
80
Hình 7.8 Mối ghép then bằng
Hình 7.9 Then bằng dẫn hớng
Nhợc điểm là phải phay rãnh sâu trên trục làm trục bị yếu nhiều. Then bán
nguyệt chủ yếu dùng ở các mối ghép chịu tải trọng nhỏ. Khi mayơ ngắn dùng
một then, nếu mayơ dài dùng hai then.
b. Then ghép căng
Loại then này đợc vát một mặt để có độ
dốc l : 100 (hình 7.11), có kiểu có đầu
(hình 7.12a), kiểu không đầu mà gọt bằng
hoặc gọt tròn hai đầu mút (hình 7.12b, c).
Khác với then ghép lỏng, then ghép
căng làm việc ở các mặt trên và dới; còn ở
mặt bên có khe hở. Vì tạo thành mối ghép

độ dôi này đợc tạo nên bằng cách
đóng hai then vào rãnh. Then tiếp
tuyến làm việc dựa vào sự chèn
dập trên hai mặt hẹp. Nếu dùng
một then tiếp tuyến (l cặp then vát) thì chỉ truyền đợc mômen xoắn một chiều.
Khi truyền mômen xoắn hai chiều phải dùng hai then tiếp tuyến đặt cách
nhau dới một góc 120 ữ 135
o
(hình 7.14).
Ghép then tiếp tuyến dợc dùng trong ngành chế tạo máy hạng nặng chịu tải
trọng lớn.
4.1.2. Các loại then hoa - u, nhợc điểm.
Ghép bằng then hoa là ghép mayơ vào trục nhờ các răng của trục lồng vào
các rãnh đã đợc chế tạo sẵn trên mayơ. Loại mối ghép này, nhất là mối ghép
then hoa răng chữ nhật, có thể coi nh mối ghép nhiều then, các then làm liền
với trục.
So với ghép then, ghép then hoa có những u điểm sau đây :
- Đảm bảo mối ghép đợc đúng tâm hơn và dễ di động tiết máy trên trục.
Khả năng chịu tải lớn hơn so với mối ghép then cùng kích thớc do diện tích
bề mặt làm việc lớn hơn và tải trọng phân bố đều hơn trên bề mặt răng. '
- Độ bền mỏi cao hơn, chịu va đập và tải trọng động tốt hơn.
Tuy nhiên ghép then hoa có những nhợc điểm sau :
Có tập trung ứng suất ở góc rãnh tuy ít hơn so với ghép bằng then.
Tải trọng phân bố giữa các răng không đều nhau.
- Cần có những dụng cụ và thiết bị chuyên dùng để chế tạo và kiểm tra.
Ghép bằng then hoa có thể chia ra làm hai loại: ghép cố định, trong đó
mayơ đợc cố định trên trục (không thể trợt dọc trục) ; ghép di động, mayơ có
thể trợt dọc trục.
82
Hình 7.14 Then vát

hãm) ; dễ tháo lấp ; giá thành tơng đối hạ (vì đợc tiêu chuẩn hoá và chế tạo
sẵn bằng các phơng pháp có năng suất cao).
Nhợc điểm chủ yếu của mối ghép ren là có tập trung ứng suất tại chân ren,
do đó làm giảm độ bền mỏi của mối ghép.
Nh đã nói ở trên, ren đợc tạo thành trên cơ sở đờng xoắn ốc trụ hoặc xoắn
ốc côn.
Nếu đờng xoắn ốc nằm trên mặt cơ sở là mặt trụ, ta có ren trên hình trụ, gọi
tắt là ren hình trụ ; nếu đờng xoắn ốc nằm trên mặt côn, ta có ren trên hình
côn, gọi tắt là ren hình côn.
Ren hình trụ đợc dùng phổ biến hơn cả. Ren hình côn thờng chỉ dùng để
ghép kín các ống, các bình dầu, nút dấu v.v. . .
Theo chiều của đờng xoắn ốc, ren đợc chia ra: ren phải và ren trái. Ren
phải đi lên về phía phải, còn ren trái đi lên về phía trái.
Theo số đầu mối đờng xoắn ốc, có các loại ren một mối, ren hai mối, ba
mối v.v. . . Ren một mối dợc dùng nhiều hơn cả. Tất cả các ren dùng trong
lắp ghép là ren một mối.
Ren (hình trụ) đợc đặc trng bởi các
thông số hình học chủ yếu sau đây
(hình 7.18):
d - đờng kính ngoài của ren, là đ-
ờng kính hình trụ bao đỉnh ren ngoài
(bulông, vít):
Đờng kính này là đờng kính danh
nghĩa của ren.
d
1
- đờng kính trong của ren, là đ-
ờng kính hình trụ bao đỉnh ren trong.
d
2

của bớc ren nhỏ (thí dụ ren bớc
nhỏ hệ mét, đờng kính 14mm,
bớc ren 0,75 - M 14 x 0,75).
Đối với ren bớc nhỏ vì giảm
bớc ren nên chiều sâu rãnh ren
(hình 7.20d) và góc nâng của
ren cũng giảm bớt.
85
Hình 7.19 Các dạng ren
b
c
a
Hình 7.20 Góc năng ren
a
b
c
d
Nh vậy với cùng đờng kính ngoài, đờng kính trong d
l
của ren bớc nhỏ lớn
hơn so với đờng kính trong của ren bớc lớn, do đó sức bền của thân bulông
(vít) cũng tăng lên. Góc nâng giảm sẽ làm tăng khả năng tự hãm của ren, hoặc
nói cách khác, khả năng tự lỏng của ren đợc giảm bớt.
Nhờ các u điểm kể trên, ren bớc nhỏ ngày càng đợc dùng rộng rãi trong các
tiết máy chịu tải trọng va đập, các tiết máy nhỏ hoặc có vỏ mỏng (trong máy
bay, máy chính xác, máy vô tuyến điện v.v. . .).
Tuy nhiên đối với ngành chế tạo máy, ren bớc lớn vẫn đợc dùng chủ yếu
trong lắp ghép vì độ bền của ren ít chịu ảnh hởng của những sai sót do chế tạo
gây nên và cũng lâu hỏng vì chịu mòn hơn ren bớc nhỏ.
Ren hệ Anh có tiết diện hình tam giác cân, góc ở đỉnh a=55

Ren hình răng ca (hình 7.20c), có độ bền cao hơn ren vuông.
86
Ren hình thang cân (a = 30
o
) đợc dùng trong truyền động chịu tải theo hai
chiều.
Ren răng ca dợc dùng trong truyền động chịu tải một chiều (trong kích vít,
máy ép v.v...).
Mặt chịu lực có góc nghiêng nhỏ (3
o
), làm giảm tổn thất về ma sát.
5.1. Các tiết máy dùng trong mối ghép ren
Bulông (hình 7.21) là một thanh hình trụ tròn có ren để vặn đai ốc, đầu
bulông có hình vuông, sáu cạnh hoặc các hình khác.
Bulông (và đai ốc) đợc dùng để ghép các tiết máy: a) có chiều dày không
lớn lắm; b) làm bằng vật liệu có độ bền thấp, nếu làm ren trên tiết máy, ren
không đủ bền ; c) cần tháo lắp luôn. Theo phơng pháp và độ chính xác chế
tạo, có ba loại bulông : thô, nửa tinh và tinh.
Bu lông thô dập nguội, dập nóng hoặc rèn, ren đợc tiện hoặc cán lăn.
Bulông thô kém chính xác nên thờng chỉ dùng trong các mối ghép không
quan trọng hoặc trong các kết cấu bằng gỗ.
Bulông nửa tinh cũng đợc chế tạo theo phơng pháp nh đối với bu lông thô,
ngoài ra có gia công thêm mặt tựa của đầu bulông và các mặt mút của bulông.
Bulông tinh đợc chế tạo từ thép sáu cạnh, tất cả các phần đều đợc gia công
cơ khí. Có hai loại bulông tinh : loại thông thờng, lắp vào lỗ có khe hở và loại
lắp vào lỗ không có khe hở, đờng kính phần có ren nhỏ hơn đờng kính phần
không có ren (hình 8 - l lb).
Có nhiều kiểu đầu bulông, nhng đầu có sáu cạnh là thờng dùng hơn cả.
Chỗ nối giữa mặt tựa của đầu với thân bulông phải có góc lợn để giảm tập
trung ứng suất.