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 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 Pn > Pb: Tổng hợp hai tải trọng đó lại thành lực
R

khi
bP

quay mút của lực
tổng hợp
R

sẽ vạch ra một vòng tròn tâm O (là mút của
nP

) và bán kính là trị số của Pb
47
gốc trùng với
bP

và
nP


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:
P
R
=
'B
R
. K
n
. F . F
A
(kN/m)
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.

(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 xuất
hàng loạt then lắp với trục là
9
9
h
N
, với bạc
9
9
h
J
s
. Nếu chiều dài then lớn thì then lắp với
rãnh bạc theo
9
10
h
D
và với rãnh trục
9
9
h
H
. Trong sản xuất đơn chiếc thì then có thể lắp với
rãnh trục theo
9
9
h
P

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

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 này
thường có modul nhỏ, chiều dày răng không lớn, làm việc với tải trọng và vận tốc nhỏ.
52
* 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

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 (F
rr
): 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.
R
e
F
r
r
S
r
α
2α
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

) trên máy cắt răng.
b/ Chỉ tiêu về độ chính xác ổn định (mức làm việc êm):
1 vßng quay cña b¸nh r¨ng
f '
ir
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 f
zkor
và của bánh răng f
zkr
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 (f
fr
): 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 (f
ir
"): là thành phần tần số cao của

B
ca
β
−
Vớih
m
- chiều cao trung bình vết tiếp xúc
h
P
- 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 (F
β
r
) - 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 (F
kr
) - 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:
Hình 5.17
Khe hở mặt bên (f
n

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