Giáo trình Vẽ kỹ thuật cơ khí - Chương 5: Mối ghép then-chốt -vòng găng - Lê Khánh Điền

Nội dung text: Giáo trình Vẽ kỹ thuật cơ khí - Chương 5: Mối ghép then-chốt -vòng găng - Lê Khánh Điền

1. 95 Chương 5 MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 5.1 KHÁI NIỆM MỐI GHÉP THEN Then (Pháp: Clavette, Anh: Key, Latch, bolt) là chi tiết dùng để truyền chuyển động quay và moment xoắn giữa trục và bộ phận gắn trên như bánh răng, bánh đai Khi làm việc, mặc dù mối ghép giữa trục và lỗ có độ dôi cũng có tác dụng truyền động nhưng then vẫn là bộ phận truyền lực chính. Khi làm việc then chịu dập trên bề mặt tiếâp xúc và chịu ứng suất cắt trên mặt cong giao tuyến. Có rất nhiều loại then và những nhà máy chỉ chuyên chế tạo then nên hiện nay then là chi tiết tiêu chuẩn, chỉ mua về, cưa sửa đúng chiều dài rồi lắp chứ ít khi chế tạo. Then là bộ phận chủ yếu truyền lực và moment xoắn giửa trục và bánh truyền động găn trên truc có rất nhiều loại mà kết cấu được trình bày như trên hình 5.1 sau:
2. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 97 5.2 PHÂN LOẠI VÀ GHI KÍCH THƯỚC THEN 5.2.1 Then vát Đặc điểm: Hình dáng then phức tạp nhất gồm đầu then, thân có vát nghiêng dùng đóng then vào và tháo then ra, thân then hình nêm có độ dốc 1/100, tiết diện then hình chữ nhật 4 góc được vát tròn 4 góc. Then vát có những đặc điểm: - Khó chế tạo then cũng như xọc rãnh trên lỗ vì rãnh then cũng có độ dốc 1/100. Then chỉ dùng ghép các chi tiết ở đầu trục, giữa thân trục không thể dùng then vát được. - Then vát vừa truyền chuyển động quay vừa có tác dụng chận dọc trục nên trục có thể không cần vai chận. - Lực nêm lớn nên dễ sinh ra mất đồng tâm giữa chi tiết lắp và trục, vì vậy không thể dùng khi tốc độ quay cao hay chi tiết quay quá lớn và chế độ lắp giửa trục và lổ phải chặt. - Then vát là loại then duy nhất tiếp xúc hết 4 mặt then với rảnh trên trục và rảnh trên lỗ. - Then vát là loại then duy nhất tiếp xúc có 4 góc được bo tròn để dễ lắp. Phạm vi sử dụng: - Then vát chỉ dùng trong sản suất nhỏ, thủ công. - Đầu then chìa ra ngoài gây nguy hiểm cho người vận hành nên then vát chỉ dùng khi tốc độ quay chậm dưới 200 vòng/ph, các thiết bị quay tay. h b r 1 h t t - d d Hình 5.2 Trình bày cấu trúc then vát
3. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 99 4 3 1:100 J8 36 H8 10 k7 h7 2 1 4 Đai dẹt 1 Vải cao su TCVN 3 Bánh đai 1 GX15-32 2 Then vát 1 CT5 TCVN 1 Trục 1 Thép 45 Stt Ký hiệu Vật liệu Ghi chú Người vẽ Ngày MỐI GHÉP THEN VÁT Kiểm tra Ký ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TL: 1:1 KHOA CƠ KHÍ S.lượng Hình 5.3 Thể hiện mối ghép then vát
4. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 101 Bảng 5.2 Thông số kính thước mặt cắt của then và rãnh then bằng Kích thước Chiều sâu rãnh then Đường kính tiếât diện then Chiều sâu Kiểu 1 Chiều sâu Kiểu 2 trục Bề Trên Trên Trên Bề rộng Trên lỗ cao trục lỗ trục d b h t t1 t t1 [5,7] 2 2 1,1 1 – – ]7,10] 3 3 2 1,1 – – ]10,14] 4 4 2,5 1,6 – – ]14,18] 5 5 3 2,1 3,2 1,9 ]18,24] 6 6 3,5 2,6 3,8 2,6 ]24,30] 8 7 4 3,1 4,5 3 ]30,36] 10 8 4,5 3,6 5,2 3,5 ]36,42] 12 8 4,5 3,6 5,2 3,7 ]42,48] 14 9 5 4,1 5,8 4,2 ]48,55] 16 10 5 5,1 6,5 3,6 ]55,65] 18 11 5,5 5,6 7,1 4 ]65,75] 20 12 6 6,1 7,8 4,3 ]75,90] 24 14 7 7,2 9 5,2 ]90,105] 28 16 8 8,2 10,3 5,9 ]105,120] 32 18 9 9,2 11,5 6,7 ] 120,140] 36 20 10 10,2 12,3 7,4 ] 140,170] 40 22 11 11,2 13,5 8,7 ]170,220] 45 25 13 12,2 15,3 10 Chú ý chiều dài then l thường chiếm khoảng 4/5 chiều dài moyeu B (xem hình trên). Với đường kính trục cho trước, ta chọn tiết diện then b h theo bảng trên còn chiều dài then l được tính bền theo điều kiện dập và cắt (xem phần giáo trình Chi tiết máy) chính chiều dài l mới quyết định chiều dài moyeux của chi tiết lắp trên trục theo công thức b = 5/4l. Do đó bánh răng, pulley có moyeux hay không là do chiều dài then l quyết định. Cách chế tạo: - Có thể chế tạo then bằng bằng cách mài trên máy mài phẳng. - Rãnh then trên lỗ có thể xọc và rãnh phải suốt hết chiều dài lỗ. - Rãnh then trên trục có thể phay bằng cách:
5. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 103 5 3 J8 10 4 h7 35 H8 k7 2 5 2 , 1 x K8 8 10 h7 M 1 5 Bánh răng 1 C45 4 Then bằng 1 C45 10x8x22 3 Đệm lớn 1 CT3 2 Vis M8x1,25x40 1 C45 1 Trục 1 C45 Stt Ký hiệu Tên gọi S.lg Vật liệu Ghi chú Người vẽ Ngày TRỤC LẮP BÁNH RĂNG Kiểm tra Ký ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TL: 1:1 KHOA CƠ KHÍ S.lượng Hình 5.5 Kết cấu mối lắp then bằng
6. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 105 l 1 t h t R B Hình 5.6 Các thông số cũa then bán nguyệt Hình 5.7 Gia công then bán nguyệt
7. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 107 Bảng 5.3 ( tiếp theo) Trình bày một số kích thước then bán nguyệt theo đường kính trục côn Đường kính Chiều sâu rãnh then lớn lớn trục Kích thước tíêt diện then Chiều sâu Chiều sâu trục côn Kiểu 1 Kiểu 2 Bề Bề Bán Chiều Trên Trên Trên Trên D rộng cao kính dài trục lỗ trục lỗ Lọai I Loại b h R l t t1 t t1 II ]18,24] ]24,36 6 9 22 21,6 6,5 2,6 6,8 2,3 ] 10 25 24,5 7,5 7,8 11 28 27,3 8,5 8,8 13 32 31,4 10,5 10,8 15 38 37,1 12,8 12,8 ]24,30] ]30,42 8 10 25 24,5 7 3,1 7,5 2,6 ] 11 28 27,3 8 8 13 32 31,4 10 10,5 15 38 37,1 12 12,5 16 45 43,1 13 13,5 17 55 50,8 14 14,5 ]30,36] ]36,48 10 13 32 31,4 9,5 3,6 10,2 2,9 ] 15 38 37,1 11,5 12,2 16 45 43,1 12,5 13,2 17 55 50,8 13,5 14,2 19 65 59,1 15,1 16,2 24 80 73,3 20,5 21,2 ]36,42] ]42,55 12 19 65 59,1 15,5 16,2 ] 24 80 73,3 20,5 21,2 Kết cấu then bán nguyệt và trục côn được trình bày trên hình 5.8.
8. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 109 Câu hỏi: Cho biết chiều quay của trục phải như thế nào (nếu đứng nhìn từ phải vào đầu trục) để ren M24 1,5 có tác dụng khóa chặt bánh xích 1. 5.2.4 Then hoa (Anh: Spline) Đặc điểm: Thực chất của then hoa là nhiều then bằng, bố trí cách đều trên mặt trụ tròn của trục khi một then bằng không đủ truyền lực mà nhà thiếât kế không muốn tăng chiều dài moyeu. Trường hợp này nếu dùng nhiều then bằng thì chí phí gia công cao và do có nhiều then nên làm yếu trục nên người ta dùng then hoa. - Then hoa làm tăng sức bền của trục. - Bảo đảm độ đồng tâm, truyền lực lớn có thể dùng cho khối bánh răng di trượt trong hộp tốc độ. - Chế tạo khó, thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn. - Giá thành cao, chất lượng vượt trội so với then vát và then bằng. Kích thước của then hoa và trục đã được tiêu chuẩn hóa và được trình bày như trong bảng 5.4. Bảng 5.4 Đường Đường Số Bề Đường Đường Số Bề kính kính then rộng kính kính then rộng chân d đỉnh D Z then b chân d đỉnh D Z then b (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Mối ghép loại nhẹ 23 26 6 6 56 62 8 10 26 30 6 6 62 68 8 12 28 32 6 7 72 78 10 12 32 36 8 6 82 88 10 12 36 40 8 7 92 98 10 14 42 46 8 8 102 108 10 16 46 50 8 9 112 120 10 18 52 58 8 10 Mối ghép loại trung 11 14 6 3 42 48 8 8 13 16 6 3,5 46 54 8 9 16 20 6 4 52 60 8 10 18 22 6 5 56 65 8 10 21 25 6 5 62 72 8 12 23 28 6 6 72 82 10 12
9. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 111 Hình 5.9 Các kiểu lắp then hoa a) Định vị đường kính ngoài; b) Định vị đường kính trong c) Định vị mặt bên Hình 5.10 Dao chuốt lổ then hoa (Định vị theo đường kính đỉnh) Cách ghi kích thước mối ghép then hoa khi định tâm bằng đường kính đỉnh: D xZ xD kiểu dung sai lắp ráp x d xb trong đó: D- ký hiệu định tâm theo đường kính lớn Z- số then; d- đường kính trong
10. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 113 B Z D d b kiểu dung sai lắp ráp then trong đó: B- ký hiệu định vị theo mặt bên; Z- số then d- đường kính trong; D- đường kính ngoài; b- bề rộng một then Có 2 cách vẽ then hoa: Hình 5.11 Mối ghép then hoa với hai dạng kết cấu thật và vẽ quy ước
11. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 115 . Hình 5.13 Mối ghép then hoa lỗ với trục a- Vẽ kết cấu thật Bằng cách cắt một tiết diện then, quay 90o quanh trục đứng của nó (gọi là phương pháp cắt lật), gióng các đường giao tuyến ra để vẽ trọn mặt trụ cùng các cạnh vát. b- Vẽ quy ước Theo TCVN, trục then hoa được vẽ quy ước giống như ren: đường kính đỉnh vẽ nét cơ bản, đường kính chân vẽ đúng kích thước bằng nét mảnh. Sinh viên tự tìm hiểu vì sao đệm khóa (fer) có thể chận dọc trục được bánh răng. Kết cấu này thấy tương tự ở đâu? Ngoài then hoa dạng then chữ nhật còn có then hoa biên dạng then hình thân khai như bánh răng, có tác dụng như khớp nối răng dùng cho tải thật nặng. c- Then tam giác (trục khía) Đặc điểm: Chỉ dùng trong sản suất hàng loạt lớn, hàng khối. - Có tác dụng giống then hoa nhưng có thể điều chỉnh xoay tương đối một góc nhỏ. - Mômen truyền yếu hơn mối ghép then hoa chỉ dùng cho các bộ phận do người tác động khoảng 100W. - Trên thân trục khía thường được tiện một rãnh vòng nhằm chứa bu lông xiếât ép và chận dọc trục. - Lỗ then tam giác thường xẻ mở miệng và được kẹp bóp lại nhờ một bù long có phương trực giao với trục khía tam giác.
12. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 117 Chốt vát được dùng cố định giò và cốt giữa xe đạp như kết cấu trên hình 5.16 1 H8 25 j7 2 3 4 5 M 5 Hình 5.16 Chốt clavette (chốt cône vát phẳng một mặt và có ren lệch tâm ở đầu nhỏ) b- Chốt đàn hồi Làm bằng thép lò xo, cuốn thành dạng hình ống có tác dụng bung ra khít với lỗ, tạo áp lực trên bề mặt lắp ráp. Mặt chốt chỉ là ống đơn giản như không có ren. Chốt đàn hồi thường dùng truyền động cho tay nắm thay đổi tốc độ trong máy công cụ. Chốt đàn hồi có tác dụng ép chặt vào lỗ, đắt hơn và tốt hơn chốt trụ trơn. Chốt đàn hồi có kết cấu trình bày như trong hình 5.17. Hình 5.17 Chốt ống đàn hồi
13. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 119 Loại nhỏ có 2 lỗ nhỏ ở 2 lỗ tai dùng kềm mở fer để bung ra khi lắp dọc trục, với loại vòng găng có đường kính lớn có thể không có lỗ tai. b- Vòng găng trong lỗ (Vòng găng trong): Tại nước ta ít phổ biến hơn vòng găng ngoài, thường có trong các chi tiết nhỏ tròn xoay có thể gia công trên máy tiện. Trong các vỏ hộp tốc độ được chế tạo ở ngoại quốc, việc dùng vòng găng trong các lỗ để chặn ổ lăn là chuyện bình thường vì họ sẵn những thiết bị gia công mạnh như máy doa có xích chạy dao hướng kính. Các kết cấu máy thiết kế và chế tạo trong nước không nên bắt chước theo kiểu này vì như vậy khó thực hiện và không có tính công nghệ. Vòng găng chận axe piston trong xe gắn máy là vòng găng trong, làm bằng cọng kẽm đàn hồi có bẻ vòng lỗ tai dùng chặn không cho axe chạy chạm vào thành piston khi hoạt động. c- Cách vẽ chung hai loại vòng găng Tuy có nhiều loại vòng găng nhưng quy ước chung là cắt vòng bằng mặt phẳng ngay miệng vòng tạo thành hai phần đối xứng. Do vậy một tiết diện bị cắt của vòng được bôi đen (thực ra là các đường gạch nhưng quá bé nên bôi đen) còn tiết diện kia để trắng vì là miệng vòng. Kích thước tiêu chuẩn của vòng găng ngoài và vòng găng trong thường dùng được cho trong bảng 5.5 sau: d 1 r R b n D1 Dk 2 d d s m Hình 5.19 Các dạng của vòng găng ngoài
14. MỐI GHÉP THEN - CHỐT - VÒNG GĂNG 121 Bảng 5.5b Tiêu chuẩn vòng găng trong gắn trong lỗ Trục Vòng găng Bán Bán Đg Đg Bề Bề Đg Đg Đg Bề Bềà rộng kính kính kính kính rộng rộng kính kính kính dày lớn nhất tâm vành trục rãnh rãnh gờ ngoài trong lỗ s b lỗ lỗ d d2 m n Dk D1 d1 R r 26 27,2 1,3 1,5 27,8 23,5 2 1,2 2,8 10,8 2,5 30 31,4 1,3 2 32,2 27,5 2 1,2 3 13 2,5 32 33,7 1,3 2 34,5 34,5 2,5 1,2 3,4 14 3 35 37 1,7 2 37,8 37,8 2,5 1,5 3,4 15 3 40 42,5 1,7 2 43,5 43,5 2,5 1,5 4 18 3 47 49,5 2,2 2 50,5 50,5 2,5 2 4,5 21 3 52 55 2,8 2 56,2 56,2 2,5 2,5 4,6 24,2 3,5 62 65 2,8 2 66,2 66,2 2,5 2,5 5 29,2 3,5 72 75 2,8 2 76,5 76,2 2,5 2,5 5,6 34,5 3,5 Kết cấu trục và lỗ dùng vòng găng được trình bày như trên hình 5.21 như sau.