Lắp ghép côn trơn

Hình 5-14. Hình 5-15. Hình 5-16.

e) Sơ đồ phân bố miền dung sai.

Hình 5-17 Phân bố miền dung sai AT.

Miền dung sai AT được phân bố về phía dương hoặc âm, hoặc đối xứng đối với kích thước góc danh nghĩa tuỳ theo yêu cầu chế tạo chi tiết và lắp ghép (hình 5-17).

Trong trường hợp đặc biệt có thể dùng phân bố khác của miền dung sai góc.

Côn ngoài: Khái niệm chung chỉ chi tiết côn hoặc phần tử côn mà mặt ngoài là mặt côn.

Côn trong: Khái niệm chung chỉ chi tiết côn hoặc phần tử côn mà mặt trong là mặt côn.

Tiết diện dọc của côn: Tiết diện của côn trong mặt phẳng đi qua đường trục của mặt côn.

Tiết diện ngang của côn: Tiết diện của côn trong mặt phẳng vuông góc với đường trục của côn.

Chiều dài mặt côn L: Khoảng cách giữa đỉnh và đáy của mặt côn hoặc khoảng cách giữa đáy của mặt côn.

Góc nghiêng α/2: Góc giữa đường sinh và đường trục của mặt côn.

Côn danh nghĩa: Côn xác định bề mặt danh nghĩa và kích thước danh nghĩa: đường kính danh nghĩa, chiều dài danh nghĩa, góc côn danh nghĩa (độ côn danh nghĩa).

Đường kính danh nghĩa của côn là đường kính danh nghĩa D của đáy lớn hoặc đường kính danh nghĩa d của đáy nhỏ, hoặc đường kính danh nghĩa D_s trong tiết diện đã cho.

Mặt phẳng cơ bản: Mặt phẳng vuông góc với côn, trong đó xác định đường kính danh nghĩa của côn.

Mặt phẳng chuẩn của côn: là mặt phẳng vuông góc với đường tâm côn và dùng để xác định vị trí dọc trục của mặt phẳng cơ bản hoặc vị trí dọc trục của côn so với côn lắp ghép với nó.

Khi đã chọn mặt phẳng chuẩn thì vị trí hướng trục của côn đã cho so với côn lắp ghép với nó được xác định bằng khoảng cách chuẩn Z_p.

Khoảng cách chuẩn: là khoảng cách giữa các mặt cơ bản và mặt chuẩn của côn (Ze với côn ngoài, Zi với côn trong) đo theo hướng trục của côn (hình 5-18).

a) Đặc tính của lắp ghép côn trơn.

Cũng tương tự như lắp ghép trụ trơn, tuỳ theo đặc tính lắp ghép mà lắp ghép côn trơn được phân làm 3 loại: lắp ghép có độ dôi (lắp cố định), lắp ghép có độ hở (lắp động), lắp ghép khít.

Độ hở và độ dôi của lắp ghép tùy thuộc vào vị trí hướng trục của các chi tiết lắp ghép. Vị trí hướng trục của các chi tiết côn trơn được xác định so với mặt phẳng chuẩn đã cho, (hình 5-18).

Hình 5-18. Lắp ghép côn trơn.

b) Mặt phẳng chuẩn.

Tương ứng với các kích thước giới hạn của các thông số côn ta cũng có các khoảng cách chuẩn giới hạn: Z_pmax, Z_pmin. Dung sai khoảng cách chuẩn T_p được tính như sau:

Hình 5-19. Đặc tính lắp ghép côn trơn.

T_p = Z_pmax - Z_pmin

Z_pmax, Z_pmin – khoảng cách chuẩn giới hạn ở vị trí ban đầu của côn.

Khi thực hiện lắp ghép hai chi tiết côn với nhau thì tuỳ theo đặc tính lắp ghép mà vị trí của côn dịch chuyển tương đối với nhau một lượng E_a (hình 5-19).

Vị trí sau khi lắp ghép ta gọi là vị trí cuối của côn P₁.

c) Sai lệch và dung sai của các yếu tố kích thước côn.

Khi thiết kế, chế tạo mối ghép côn người ta có thể xác định sai lệch và dung sai của các yếu tố kích thước chi tiết côn xuất phát từ sai lệch và dung sai đã cho của khoảng cách chuẩn của mối ghép hoặc ngược lại có thể xác định sai lệch

và dung sai khoảng cách chuẩn của mối ghép xuất phát từ sai lệch và dung sai của các yếu tố kích thước chi tiết côn đã cho theo yêu cầu về kết cấu và khả năng công nghệ. Để tiến hành tính toán ta phải thiết lập quan hệ về sai lệch và dung sai giữa chúng.

a) b)

Hình 5-20. Lắp ghép côn.

Xét lắp ghép côn (hình 5-20);

Trường hợp α_e > α_i (hình 5-20a).

α_e – góc côn của côn ngoài.

α_i – góc côn của côn trong.

Ta có:

tg 2 2

D Z d

e 1 1

p α

= ư (5 – 1)

Thay D₁ bằng kích thước D₂ được kiểm tra dễ dàng bằng calíp giới hạn.

L1.2tg 2 D2

D1= + α^e (5 – 2)

Từ (5-1) và (5-2) ta suy ra:

tg 2 tg 2 L tg 2

2 D Z d

e e

1 e

1 1

p α

α α ư

= ư (5– 3)

áp dụng lí thuyết tính sai số, từ (5–3) ta suy ra:

1 i

2 1

L 1

e p D

d max

p EI EI

sin L ei 2

sin Z 2 tg2

2 EI

Z es −

− α

− α α

= − _{α α} (5 – 4)

1 i

2 1

L 1

e p D

d max

p ES ES

sin L es 2

sin Z 2 tg2

2 EI

Z es −

− α

− α α

= − _{α α} (5– 5)

1 i e

2 1

L p 1

D d

P AT T

sin L AT 2

sin Z 2 tg 2

2 AT

T AT +

+ α + α

α

= + _{α α} (5 – 6)

ë ®©y:

Z_pmax, Z_pmin, T_p – sai lÖch giíi h¹n vµ dung sai kho¶ng c¸ch chuÈn cña mèi ghÐp.

1 1

1 d d

d ,ei ,AT

es - sai lÖch giíi h¹n vµ dung sai ®−êng kÝnh d₁ cña c«n ngoµi.

2 2

2 D D

D ,EI ,AT

ES - sai lÖch giíi h¹n vµ dung sai ®−êng kÝnh D₂ cña c«n trong.

1 1

1,ei ,AT

es_{α α α} - sai lÖch giíi h¹n vµ dung sai gãc c«n cña c«n ngoµi (trôc c«n).

i i

i,EI ,AT

ES_{α α α} - sai lÖch giíi h¹n vµ dung sai gãc c«n cña c«n trong (lç c«n).

1 1

1 L L

L ,EI ,T

ES - sai lÖch giíi h¹n vµ dung sai cña kÝch th−íc chiÒu dµi L₁.

§èi víi c«n cã 1 : 50 ≤ C ≤ 1 : 6 th× sinα ≈2tg

(

α/2

)

=C, ta cã:

(

d₁ D₂ p _ªi 1 _i

)

L₁

max

p es EI 2Z ei 2L EI EI

C

Z = 1 − − _α − _α − (5 – 7)

(

d₁ D₂ p _ªi 1 _i

)

L₁

min

p ei ES 2Z es 2L ES ES

C

Z = 1 − − _α − _α − (5 – 8)

(

d₁ D₂ p _ªi 1 _i

)

L₁

P AT AT 2Z AT 2L AT T

C

T = 1 + + _α − _α − (5 – 9)

Tr−êng hîp α_e < α_i (h×nh 5-20b) còng t−¬ng tù nh− trªn ta cã:

pmax

(

esd₁ EID₂ 2ZpEi _ªi 2L2ei _i

)

EIL₂

C

Z = 1 − − _α − _α − (5 – 10)

(

d₁ D₂ p _ªi 2 _i

)

L₂

min

p ei ES 2Z ES 2L es ES

C

Z = 1 − − _α − _α − (5 – 11)

(

d D p 2

)

L 2

P AT1 AT 2 2Z AT ªi 2L AT i T ₁

C

T = 1 + + _α + _α + (5 – 12)

Ví dụ: Cho mối ghép côn (hình 5-21)

Hình 5-21 Tính toán mối ghép côn.

Biết:

• Độ côn C = 1 : 20 = 0,05 và góc côn α = 2^o51’51”.

• Khoảng cách chuẩn Z_p = 1 mm.

• Kích thước L = 40 mm được phép dao động trong khoảng từ 40 đến 42 mm (T_L = 2 mm).

Giải: Với lí do kinh tế và công nghệ kích thước l và L₁ được chế tạo ở cấp chính xác IT10, do vậy:

mm 045 , 0

TL1= ; T_l =0,035mm Xác định dung sai cho các kích thước:

2

1, _D

d AT

AT và AT_α (d₁ = 20, D₂ = 18,7 mm).

Xét chuỗi kích thước bao gồm các khâu L, L₁, Z_p, l và với L là khâu khép kín ta tính được dung sai khoảng cách chuẩn, T_p:

(

^{T T}

) ^{( )}

^mm

T

T_{P L L l} 2 0,035 0,045 1,92

1 + = ư + =

ư

=

Từ biểu thức (5 – 9), ta suy ra:

( )

mm 09375

, 0 AT 50 AT

2 AT AT

C T T AT L 2 AT Z 2 AT AT

i 2

1

1 i

2 1

e D

d

L P 1

e P D

d

= +

+ +

ư

= +

+ +

α α

α α

Dựa vào điều kiện công nghệ cụ thể của sản xuất ta phân bố dung sai cho các yếu tố như sau.

Theo điều kiện công nghệ hợp lý thì:

Kích thước d1 được chế tạo ở cấp chính xác IT9: AT_d1 =0,021 mm Kích thước D₂ được chế tạo ở cấp chính xác IT10: AT_D2 =0,033 mm

Ta có:

"

6 , 39 ' 2 AT AT

rad 00076

, 52 0

033 , 0 021 , 0 09375 , AT 0

AT

i i

e e

=

=

ư =

= ư

=

α α

α α

Trong tài liệu Những khái niệm cơ bản về dung sai vμ lắp ghép (Trang 115-121)