Giáo trình Dung sai lắp ghép - Nguyễn Văn Yến
PGS. TS. NGUYỄN VĂN YẾN
BÀI GIẢNG
DUNG SAI
LẮP GHÉP
ĐÀ NẴNG - 2007
MỤC LỤC
Trang
Bài mở đầu
1- Giới thiệu
2- Một số ký hiệu thường dùng trong Dung sai Lắp ghép
Chương 1: Những vấn đề cơ bản trong Dung sai Lắp ghép
1.1. Kích thước
3
4
5
7
8
1.2. Lắp ghép
1.3. Tính đổi lẫn chức năng
Chương 2: Dung sai lắp ghép trụ trơn
2.1. Dung sai kích thước
9
2.1.1. Quy định về dung sai kích thước
2.1.2. Miền dung sai và sai lệch cơ bản
2.1.3. Dung sai của kích thước
9
9
11
11
12
12
13
2.2. Quy định lắp ghép
2.2.1. Hệ thống lỗ, hệ thống trục
2.2.2. Kiểu lắp ưu tiên
2.2.3. Ký hiệu kiểu lắp trụ trơn trên bản vẽ
Chương 3: Dung sai các yếu tố hình học
3.1. Sai lệch hình dạng và vị trí tương đối giữa các bề mặt
3.1.1. Biểu diễn dung sai hình dạng và vị trí tương đối
3.1.2. Chọn dung sai hình dạng và vị trí tương đối
3.2. Độ nhám bề mặt
15
15
17
18
Chương 4: Dung sai các lắp ghép điển hình
4.1. Dung sai lắp ghép then bằng, then bán nguyệt
4.2. Dung sai lắp ghép then hoa
20
20
22
23
25
25
25
27
4.3. Dung sai lắp ghép ổ lăn
4.4. Dung sai lắp ghép ren
4.5. Dung sai truyền động bánh răng
4.5.1. Sai số gia công bánh răng
4.5.2. Độ chính xác truyền động bánh răng
4.5.3. Ghi cấp chính xác và dạng khe hở mặt bên
Chương 5: Chuỗi kích thước và cách ghi kích thước
5.1. Chuỗi kích thước
29
29
30
5.1.1. Các khái niệm cơ bản
5.1.2. Giải bài toán thuận
5.1.3. Giải bài toán nghịch theo đổi lẫn chức năng
hoàn toàn
5.1.4. Giải bài toán nghịch theo đổi lẫn chức năng
không hoàn toàn
30
31
1
5.1.5. Giải bài toán nghịch theo phương pháp tính
xác suất
5.2. Ghi kích thước cho bản vẽ cơ khí
5.2.1. Những nguyên tặc chủ yếu cần đảm bảo khi
ghi kích thước
32
33
33
34
5.2.2. Chọn phương án ghi kích thước chiều dài cho
bản vẽ chi tiết máy
2
BÀI MỞ ĐẦU
I- Giới thiệu
Dung sai - Lắp ghép là môn học cơ sở trong chương trình đào tạo kỹ sư
cơ khí. Môn học trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản để thiết kế các chi tiết
máy, các mối ghép và thiết lập các bản vẽ cơ khí.
Học phần Dung sai Lắp ghép có 02 đơn vị học trình. Điểm học tập của
sinh viên được đánh giá qua bài kiểm tra giữa học kỳ, bài thi kết thúc học
phần và điểm chuyên cần. Hình thức thi tự luận. Điểm chuyên cần được đánh
giá qua việc hoàn thành các bài tập trong quá trình học và thời gian có mặt
trên lớp của sinh viên.
Giáo trình sử dụng để học môn học này là sách “Dung sai và lắp ghép”
của tác giả Ninh Đức Tốn, do Nhà xuất bản Giáo dục xuất bản năm 2006 (Tài
liệu [1]).
Trước khi học môn Dung sai Lắp ghép, sinh viên cần được trang bị các
kiến thức về Vẽ kỹ thuật cơ khí, Cơ khí đại cương, Cơ sở thiết kế máy.
Nội dung của môn học Dung sai Lắp ghép được trình bày trong 05
chương:
Chương1: Những vấn đề cơ bản trong Dung sai Lắp ghép
Trình bày khái niệm sai số gia công và dung sai. Những nguyên nhân
chủ yếu dẫn đến có sai số trong quá trình gia công cắt gọt. Áp dụng lý thuyết
Xác suất Thống kê để khảo sát kích thước gia công. Trên cơ sở đó sẽ chọn
được phương pháp gia công hiệu quả nhất, hoặc có thể đưa ra phương án điều
chỉnh máy hợp lý để hạn chế phế phẩm.
Trình bày các khái niệm về lắp ghép: mối ghép có độ dôi, mối ghép có
khe hở, kiểu lắp chặt, kiểu lắp lỏng, kiểu lắp trung gian.
Trong chương này còn đề cập đến vấn đề tính đổi lẫn chức năng của chi
tiết máy.
Chương 2: Dung sai lắp ghép trụ trơn
Nghiên cứu dung sai kích thước dạng trục và kích thước dạng lỗ của chi
tiết máy. Chọn sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn dưới của kích thước
trục, kích thước lỗ, để đảm bảo mối ghép có đặc tính theo yêu cầu. Cách ghi
kiểu lắp trên bản vẽ kỹ thuật.
Chương 3: Dung sai các yếu tố hình học của chi tiết máy
Trình bày các sai lệch về hình dạng: độ phẳng của mặt phẳng; độ thẳng
của đường thẳng; độ tròn, độ côn, độ trụ của mặt trụ. Các sai lệch về vị trí
tương quan: độ song song, độ vuông góc, độ đồng tâm, độ giao nhau, độ đối
3
xứng, độ đảo mặt đầu, độ đảo hướng kính. Sai lệch chất lượng bề mặt, độ
nhám của bề mặt. Hướng dẫn cách chọn giá trị cho phép của các sai lệch trên,
và cách biểu diễn các sai lệch, giá trị cho phép của sai lệch trên bản vẽ kỹ
thuật.
Chương 4: Dung sai các lắp ghép điển hình
Tập trung nghiên cứu mối ghép then bằng, mối ghép then hoa, mối ghép
ổ lăn lên trục và lên bạc; mối ghép ren. Hướng dẫn cách chọn kiểu lắp ghép,
và biểu diễn kiểu lắp trên bản vẽ. Trong chương này còn quan tâm đến dung
sai truyền động bánh răng. Nguyên nhân dẫn đến các sai số, các thông số đánh
giá sai lệch trong truyền động bánh răng, cách chọn giá trị sai lệch cho phép,
và cách biểu diễn dung sai truyền động bánh răng trên bản vẽ.
Chương 5: Chuỗi kích thước và cách ghi kích thước
Trình bày cách ghi kích thước trên bản vẽ lắp bộ phận máy và bản vẽ
chi tiết máy, đảm bảo thuận lợi cho việc gia công. Thiết lập các chuỗi kích
thước và tính toán dung sai cho các khâu trong chuỗi kích thước.
II- Một số ký hiệu thường dùng trong môn học Dung sai Lắp ghép
Ai
d
là kích thước của khâu thứ i trong chuỗi kích thước
là kích thước của khâu dạng trục
D
ei
es
EI
là kích thước của khâu dạng lỗ
là sai lệch dưới của kích thước dạng trục
là sai lệch trên của kích thước dạng trục
là sai lệch dưới của kích thước dạng lỗ
ES là sai lệch trên của kích thước dạng lỗ
IT
N
S
là dung sai của kích thước
là độ dôi của mối ghép
là khe hở của mố ghép
là sai lệch của kích thước.
T
4
CHƯƠNG 1
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG DUNG SAI LẮP GHÉP
1.1. Kích thước
- Kích thước của chi tiết máy là khoảng cách giữa hai điểm, hai đường, hoặc
hai mặt thuộc chi tiết máy, đơn vị đo dùng trên bản vẽ cơ khí là mm.
- Kích thước được phân thành 02 nhóm:
+ Kích thước nhóm trục, khi cắt gọt thêm sẽ làm
giảm kích thước, ký hiệu là d (Hình 1.1).
+ Kích thước nhóm lỗ, khi cắt gọt thêm sẽ làm
tăng kích thước, ký hiệu là D (Hình 1.2).
100
- Giá trị của kích thước được xác định bằng cách
Hình 1.1: Các kích
đo.
thước dạng trục
Sử dụng dụng cụ đo chính xác, phương
pháp đo thích hợp, đo nhiều lần sẽ nhận được kết quả đo với độ chính xác cao.
- Sai số khi gia công chi tiết máy:
Khi gia công không thể đạt được giá trị đúng như mong muốn, do có
các nguyên nhân sau:
φ22
+ Máy không chính xác.
+ Dao không chính xác.
+ Gá đặt không chính xác.
+ Hệ thống công nghệ: MGDC bị biến dạng.
+ Rung động do lực cắt thay đổi.
+ Giãn nở không đều do nhiệt độ thay đổi.
15
Hình 1.2: Các kích
Ví dụ: cần gia công 100 chi tiết trục có
thước dạng lỗ
đường kính 20 mm, ta sẽ nhận được các chi tiết có
kích thước đường kính dao động trong khoảng 20,03 mm đến 19,99 mm.
Như vậy loạt chi tiết có kích thước
ddn = 20 mm
dmax = 20,03 mm,
dmin = 19,99 mm,
dmax được gọi là kích thước giới hạn trên.
dmin là kích thước giới hạn dưới.
dmax - dmin được gọi là khoảng phân bố kích thước
(hay sai lệch của kích thước), ký hiệu là T.
ddn là kích thước danh nghĩa.
(dmax + dmin)/2 là kích thước trung bình, ký hiệu là
dm.
Hình 1.3: Sai lệch của kích
thước gia công
Sai lệch kích thước lớn, tức là gia công có
độ chính xác thấp.
5
- Ngoài ra, kích thước còn được phân thành những loại sau:
+ Kích thước thực,
+ Kích thước đo được,
+ Kích thước thực theo kỹ thuật (kích thước đo được + dung sai của
dụng cụ đo.
+ Kích thước danh nghĩa,
+ Kích thước giới hạn,
- Biểu diễn kích thước và sai lệch kích thước trên sơ đồ (Hình 1.3).
Để đánh giá mức
độ chính xác gia công
chi tiết máy, người ta
tiến hành gia công một
loạt N chi tiết (số lượng
N không ít hơn 60
chiếc), sau đó đo, xác
định các kích thước
giới hạn, xác định tần
suất xuất hiện các giá
trị kích thước, vẽ đường
cong phân bố tần suất,
và đường cong phân bố
mật độ xác suất.
Tần suất di/N
dm
Miền phân bố kích thước
Hình 1.4: Sơ đồ phân bố tần suất kích thước
Kích thước
dmax
dmin
- Đường cong phân bố
tần suất Hình 1.4.
Trong đó di là giá trị kích thước nằm trong khoảng dmin ÷ dmax), di/N là tần suất
xuất hiện kích thước thứ i (Khi N đủ lớn có thể xem đây là xác suất p của kích
thước thứ i).
Trung tâm phân bố
y
- Đường cong phân bố mật
độ xác suất của kích thước
gia công, phân bố chuẩn
Gauss (Hình 1.5). Trong
đó x = di - dm ,
y = dp/dx,
σ là sai lệch bình phương
trung bình
N
σ2 =
x2 / N
i
∑
dm
x
i=1
6σ
Theo lý thuyết xác suất, có
99,73% kích thước của
loạt chi tiết nằm trong
khoảng xmax - xmin = 6σ.
Hình 1.5: Sơ đồ phân bố mật độ xác suất kích thước
6
Khi thiết kế, để đảm bảo cho chi tiết máy có đủ khả năng làm việc,
người thiết kế phải xác định sai lệch cho phép của kích thước d (còn gọi là
dung sai, kí hiệu là IT), ấn định kích thước lớn nhất và nhỏ nhất có thể chấp
nhận:
d
max = d + es
dmin = d + ei
IT = es - ei
es gọi là giá trị sai lệch trên cho phép
ei là giá trị sai lệch dưới cho phép
Nếu ta chọn phương pháp gia công không hợp lý, miền phân bố 6σ
không nằm trong miền dung sai IT, sẽ có phế phẩm. Nếu miền phân bố 6σ quá
nhỏ hơn IT, có nghĩa là chúng ta đã gia công chính xác cao hơn so với yêu
cầu, làm tăng giá thành của chi tiết. Phương pháp gia công hợp lý nhất (đảm
bảo không có phế phẩm, và giá gia công rẻ), khi mà 6σ = IT và miền phân bố
kích thước trùng với miền dung sai.
Dùng xác suất để khảo sát sai số gia công kích thước chỉ có thể sử dụng
trong trường hợp sản xuất hàng loạt. Sau khi khảo sát loạt chi tiết gia công đầu
tiên, ta có thể chọn được phương pháp gia công thích hợp hơn, hoặc điều
chỉnh máy để loại bỏ các chi tiết phế phẩm.
1.2. Lắp ghép
- Mối ghép: Lắp chi tiết trục vào chi
tiết bạc sẽ được một mối ghép. Trên
hình 1.6 biểu diễn mối ghép trụ trơn.
+ Mối ghép có độ dôi gọi là
mối ghép chặt. Độ dôi ký hiệu
là N, N = d - D.
+ Mối ghép có khe hở gọi là
mối ghép lỏng. Khe hở ký hiệu
Hình 1.6: Mối ghép trụ trơn
là S, S = D - d
- Kiểu lắp: Khi xem xét các mối ghép ghép của loạt chi tiết bạc A với loạt chi
tiết trục B, người ta phân biệt:
+ Kiểu lắp chặt: Tất cả các mối ghép của loạt chi tiết lắp ghép với nhau
đều có độ dôi. Lấy bất cứ chi tiết bạc nào lắp với chi tiết trục đều được
mối ghép chặt.
+ Kiểu lắp lỏng: Tất cả các mối ghép của loạt chi tiết lắp ghép với nhau
đều có khe hở.
+ Kiểu lắp trung gian: Một số mối ghép trong loạt có độ dôi, số khác có
khe hở. Lấy một chi tiết bạc lắp với một trục bất kỳ sẽ được mối ghép
có thể chặt, cũng có thể lỏng.
7
Biểu diễn kiểu lắp, miền dung sai của kích thước trục, của kích thước lỗ
trên Hình 1.7. Kích thước trục, lỗ có sai lệch, nên độ dôi và khe hở cũng có sai
lệch.
Sai lệch của độ dôi và khe hở:
Sai lệch của
kích thước truc
N
max = dmax - Dmin = es - EI
Nmin = dmim - Dmax = ei - ES
Smax = Dmax - dmin = ES - ei
Smin = Dmim - dmax = EI - es
es
ei
ES
EI
Căn cứ vào yêu cầu làm việc của
mối ghép, khi thiết kế chúng ta phải chọn
các giá trị cho phép [Nmax], [Nmin] hoặc
[Smax], [Smin]. Mối ghép đạt yêu cầu, khi
độ dôi hoặc khe hở nằm trong giới hạn
cho phép.
Sai lệch của
kích thước lỗ
Hình 1.7: Miền dung sai của kích
thước trục, kích thước lỗ
1.3. Tính đổi lẫn chức năng
- Yêu cầu của kiểu lắp: khe hở nằm trong khoảng từ [Smax] đến [Smin]. Nếu
loạt chi tiết trục B lắp với loạt chi tiết lỗ A có Smax ≤ [Smax] và Smin ≥ [Smin]. Có
nghĩa là ta lấy bất cứ chi tiết trục nào trong loạt A lắp với một chi tiết trong
loạt B đều được mối ghép thoả mãn yêu cầu. Ta nói các chi tiết máy trong loạt
A và B có tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn. Chúng có thể thay thế cho nhau,
mà vẫn đảm bảo chức năng làm việc.
- Nếu Smax > [Smax] hoặc Smin < [Smin], lúc đó các chi tiết trong loạt A và B
không có tính đổi lẫn chức năng. Tức là một mối ghép đang thoả mãn yêu cầu,
nếu thay thế một chi tiết trục khác lắp vào bạc đang có, có thể nhận được một
mối ghép không đạt yêu cầu.
- Khi thiết kế, người ta cố gắng chọn dung sai kích thước của chi tiết máy một
cách hợp lý, để chi tiết máy thoả mãn tính đổi lẫn chức năng.
- Trong sản xuất hàng loạt, nếu mọi chi tiết của loạt đều đạt tính đổi lẫn chức
năng thì loạt chi tiết đó đạt tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn. Nếu có một hoặc
một số chi tiết trong loạt không đạt tính đổi lẫn chức năng, thì loạt chi tiết đó
đạt tính đổi lẫn chức năng không hoàn toàn.
8
CHƯƠNG 2
DUNG SAI LẮP GHÉP TRỤ TRƠN
2.1. Dung sai kích thước
2.1.1. Quy định về dung sai kích thước
Dung sai của kích thước được chọn tuỳ thuộc vào độ chính xác yêu cầu
và độ lớn của kích thước
T = a×i
Trong đó i là đơn vị dung sai. Đơn vị dung sai có thể tính theo công thức:
i = 0,453
d + 0,001d đối với kích thước từ 1 dến 500 mm
i = 0,004d + 2,1 đối với kích thước trên 500 đến 3150 mm
Tuy nhiên, để đơn giải cho việc lập tiêu chuẩn, TCVN quy định giá trị i
cụ thể cho các khoảng kích thước. Kích thước từ 1 đến 500 mm có thể phân
thành 13 ÷ 25 khoảng, tuỳ theo đặc tính của từng loại lắp ghép.
a: là hệ số phụ thuộc vào yêu cầu mức độ chính xác của kích thước.
TCVN 2244-1999 có quy định 20 cấp chính xác kích thước: cấp 01 ; 0 ;
1 ; 2 ; 3 ; .... ; 18. Trong đó cấp 01 chính xác cao nhất, cấp 18 ít chính xác
nhất. Cấp 5 đến cấp 11 được dùng trong thiết kế các máy thông dụng. Giá trị
của a có thể chọn như sau:
Cấp chính xác
Giá trị của a
4
5
5
7
6
10
7
16
8
25
9
40
10
64
11
12
100 160
Dung sai kích thước do TCVN quy định được ký hiệu là IT. Giá trị của IT
được chọn theo Bảng 4.2 trang 24 tài liệu [1]. Theo Bảng 4.2, ứng với mỗi cấp
chính xác và từng khoảng kích thước, kích thước càng lớn, độ chính xác càng
thấp, thì dung sai càng lớn.
2.1.2. Miền dung sai và sai lệch cơ bản
Ví dụ, để tạo mối ghép trụ trơn từ chi
tiết trục và bạc (Hình 2.1) có kích thước danh
nghĩa d = D = 60 mm, độ chính xác cấp 7. Tra
bảng 4.2 ta có
ITd = ITD = 30µm = 0,03mm.
Muốn có mối ghép chặt ta phải bố trí miền
Hình 2.1: Mối ghép trụ trơn
dung sai của trục mằn ở phía trên miền dung
9
sai của lỗ (Hình 2.2). Muốn có mối ghép lỏng ta phải bố trí miền dung sai của
trục nằm ở phía dưới miền dung sai của lỗ (Hình 2.3).
ITd
ITD
ITD
ITd
Hình 2.3: Mối ghép lỏng
Hình 2.2: Mối ghép chặt
TCVN quy định 27 cách bố trí miền dung sai (so với kích thước danh
nghĩa) cho kích trục, và 27 miền dung sai cho kích thước lỗ.
Miềm dung sai của kích thước trục được ký hiệu bằng chữ in thường:
a, b, c, cd, d, e, ef, f, g, h, j, js, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc
Miền dung sai của kích thước lỗ được ký hiệu bằng chữ in hoa:
A, B, C, CD, D, E, EF, F, G, H, J, JS, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y,
Z, ZA, ZB, ZC
Vị trí của miền dung sai được xác định bởi sai lệch cơ bản (Hình 2.4).
TD
TD
Td
Td
TD
TD
Td
TD Td
Td
TD
TD
Td
Td
Hình 2.4: Hệ thống sai lệch cơ bản theo TCVN
10
Trị số của các sai lệch cơ bản của trục được cho trong Bảng 4.3 trang
27; trị số của các sai lệch cơ bản của lỗ được cho trong Bảng 4.4 trang 29 tài
liệu [1].
2.1.3. Dung sai của kích thước
Kích thước trục, kích thước lỗ và dung sai của nó
được ghi trên bản vẽ như sau (Hình 2.5):
130±0,02
- Ghi kích thước danh nghĩa, sai lệch cơ bản và độ
chính xác kích thước
Ví dụ: Φ50n7 ; Φ150K7; 230h8 ; 130JS7
Hình 2.5: Ghi dung sai
- Ghi kích thước danh nghĩa, kèm theo sai lệch trên
và sai lệch dưới
+0,042
+0,017
+0,012
−0,028
Ví dụ:
Φ50
;
Φ150
; 230-0,072 ;
130±0,02
Nếu sai lệch trên, hoặc sai lệch dưới bằng 0 thì không ghi số 0; nếu sai lệch
trên và sai lệch dưới có giá trị tuyệt đối bằng nhau, thì ghi lên phía trên cùng
với dấu ±.
- Hoặc ghi cả sai lệch cơ bản, cấp chính xác và sai lệch trên, sai lệch dưới
+0,042
+0,017
Φ50n7 (
)
; 230h8 (-0,072)
Trị số sai lệch giới hạn của kích thước lỗ được cho trong Bảng 1 trang
133 tài liệu [1]. Trị số sai lệch giới hạn của kích thước trục được cho trong
Bảng 2 trang 138 tài liệu [1].
Trước khi ghi dung sai kích thước lên bản vẽ, người thiết kế phải tính
toán, hoạc lựa chọn cấp chính xác cho kích thước, dạng sai lệch cơ bản, hoặc
các sai lệch giới hạn của kích thước. Các sai lệch giới hạn có thể nhận đựơc
thông qua bài toán giải chuỗi kích thước, hoặc xuất phát từ yêu cầu của mối
ghép, hoặc lấy theo kinh nghiệm đã được thống kê trong các bảng tra. Khi
chọn cấp chính xác gia công các kích thước cũng cần để ý đến khả năng đạt
được độ chính xác gia công của máy, của các nguyên công gia công trên máy.
2.2. Quy định lắp ghép:
Để đáp ứng yêu cầu sản xuất, người ta phải quy định các kiểu lắp với
những đặc tính khác nhau. Yêu cầu tất cả các mối ghép phải có độ dôi (chọn
kiểu lắp chặt), yêu cầu tất cả các mối ghép có khe (chọn kiểu lắp lỏng); hoặc
yêu cầu mối ghép có độ dôi cũng được mà có khe hở nhỏ cũng được (chọn
kiểu lắp trung gian).
11
2.2.1. Hệ thống lỗ, hệ thống trục
Khi lắp nhiều trục trên một
chi tiết bạc, người ta dùng hệ thống
lỗ cơ bản. Miền dung sai của lỗ cố
định, có sai lệch cơ bản kiểu H. Để
có đặc tính khác nhau của các mối
ghép, ta thay đổi miền dung sai của
kích thước trục (Hình 2.6).
Td1
TD
Td3
Td2
Khi lắp nhiều bạc trên một chi
tiết trục, người ta dùng hệ thống
trục cơ bản. Miền dung sai của trục
cố định, có sai lệch cơ bản kiểu h.
Để có đặc tính khác nhau của các
mối ghép, ta thay đổi miền dung sai
của kích thước lỗ (Hình 2.7).
Hình 2.6: Lắp theo hệ thống lỗ cơ bản
2.2.2. Kiểu lặp tiêu chuẩn,
kiểu lắp ưu tiên
TD1
Khi thiết kế một mối ghép
với đặc tính cho trước, chúng ta có
thể chọn một miền dung sai của trục
kết hợp với một miền dung sai của
lỗ để có độ dôi, hoặc khe hở đúng
theo yêu cầu. Song để thuận tiện
cho việc gia công, đo kiểm tra kích
thước của chi tiết trục và lỗ, chúng
TD3
Td
TD2
Hình 2.7: Lắp theo hệ thống trục cơ bản
ta nên chọn các kiểu lắp tiêu chuẩn đã
được TCVN quy định. Các kiểu lắp tiêu
chuẩn theo hệ thống lỗ được cho trên Bảng
4.5 trang 32 tài liệu [1]. Các kiểu lắp tiêu
chuẩn theo hệ thống trục được cho trên
Bảng 4.6 trang 33 tài liệu [1]. Các kiểu lắp
trong khung bôi đen là kiểu lắp ưu tiên.
H7
e8
Φ
60
Như vậy, với các giá trị giới hạn của
khe hở, hoặc độ dôi cho trước, chúng ta lựa
chọn các kiểu lắp ưu tiên trước; nếu không
tìm được kiểu lắp thoả mãn đặc tính đã cho
của mối ghép thì chọn các kiểu lắp không
không ưu tiên trong tiêu chuẩn; nếu cũng
không thoả mãn đặc tính đã cho của mối
Hình 2.8: Ghi mối ghép trụ trơn
ghép, ta có thể dùng kiểu lắp kết hợp giữa hệ thống lỗ và hệ thống trục theo
12
tiêu chuẩn; nếu vẫn không tìm được kiểu lắp thoả mãn đặc tính đã cho của mối
ghép, lúc đó ta có thể kết hợp miền dung sai bất kỳ của trục và lỗ để được mối
ghép có đặc tính đúng theo yêu cầu.
2.2.3. Ghi ký hiệu kiểu lắp trụ trơn trên bản vẽ
Sau khi xác định đặc tính của mối ghép, chọn độ chính xác cho kích
thước trục, kích thước lỗ, chọn hệ thống lắp ghép, chọn dạng sai lệch cơ bản
(hay miền phân bố dung sai) cho kích thước trục, kích thước lỗ, chúng ta ghi
kiểu lắp lên bản vẽ.
Kiểu lắp bao gồm kích thước danh nghĩa, sai lệch cơ bản và cấp chính
xác của kích thước lỗ ghi trên tử số, sai lệch cơ bản và độ chính xác của trục
ghi dưới mẫu số (Hình 2.8).
Trong nhiều tài liệu thiết kế, cũng như trong các tập bản vẽ chi tiết máy,
các kiểu lắp được ghi theo tiêu chuẩn TCVN ban hành năm 1963 (TCVN cũ).
Ví dụ:
-
-
-
Kiểu lắp chặt C1, C2, C3, C4,
Kiểu lắp trung gian T1, T2, T33, T41 ,
Kiểu lắp lỏng L1, L2, L3, L4, L5, L6.
Đến nay các tiêu chuẩn này đã được thay thế bằng TCVN 2245-77,
trong tiêu chuẩn mới, cách ghi kiểu lắp được quy định khác với tiêu chuẩn cũ.
Để người thiết kế tiện sử dụng các tài liệu cũ trong việc thiết lập các bản vẽ,
trên Bảng 2-1 và Bảng 2-2 ghi sự chuyển đổi từ tiêu chuẩn cũ sang tiêu chuẩn
mới của một số kiểu lắp thường dùng.
Bảng 2- 1: Đối chiếu tiêu chuẩn TCVN 2245-77 với tiêu chuẩn lắp ghép cũ
Miềm dung sai của trục cho kích thước từ 1 mm đến 500 mm
TCVN
cũ
T41
TCVN
2245-77
n5
TCVN
cũ
T2
TCVN
2245-77
k6
TCVN
cũ
T33
TCVN TCVN cũ TCVN
2245-77
2245-77
m7
k7
L16 = B6
L36
h11
d11
T31
m5
T1
jS6
T23
T21
T11
L11 = B1
L21
k5
jS5
h5
g5
L1 = B
L2
h6
g6
f7
e8
T13
L13 = B3
L33
jS7
h7
f8
L46
L56
L17 = B7
L37
b11, c11
a11, b11
h12
L3
L4
L14 = B4 h8, h9
b12
L31
T4
T3
f6
n6
m6
L5
L6
T43
d8
c8
n7
L34
L54
L15 = B5
f9, e9
d9
jS10
L18 = B8
L19 = B9
L110=B10
h14
h15
h16
13
Ví dụ:
A
H7
k6
- Kiểu lắp ghi theo kiểu cũ
, được thay thế bằng kiểu ghi mới
,
T2
L2
G7
- Kiểu lắp
, được thay thế bằng kiểu ghi mới
,
B
h6
Bảng 2-2: Đối chiếu tiêu chuẩn TCVN 2245-77 với tiêu chuẩn lắp ghép cũ
Miềm dung sai của lỗ cho kích thước từ 1 mm đến 500 mm
TCVN
cũ
T41
T31
T21
TCVN
2245-77
N6
TCVN
cũ
T2
T1
L1 = A
L2
TCVN
2245-77
K7
TCVN
cũ
T23
T13
L13 = A3
TCVN
2245-77
K8
TCVN
cũ
L46
L56
L17 = A7
L37
TCVN
2245-77
B11, C11
A11, B11
H12
M6
K6
JS6
JS7
H7
G7
JS8
H8
T11
L14 = A4 H8, H9
B12
L11 = A1
L21
H6
G6
F7
N7
L3
L4
L5
T43
T33
F7, F8
E8
D8
N8
M8
L34
L54
L15 = A5
L16 = A6
L36
F9, E9
D9, F10
H10
A8
A9
A10
H14
H15
H16
L31
T4
T3
H11
D11
M7
14
CHƯƠNG 3
DUNG SAI CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC
3.1. Sai lệch hình dạng và vị trí tương đối của các bề mặt
Trong quá trình gia công cơ, không những kích thước của chi tiết máy
có sai số, mà hình dạng hình học của bề mặt, vị trí tương quan giữa các bề mặt
cũng có sai lệch so với lý thuyết.
Nguyên nhân có các sai lệch trên cũng do hệ thống công nghệ MDGC
biến dạng, do máy không chính xác, lực cắt không ổn định, nhiệt độ thay đổi,
dụng cụ cắt không chính xác.
Các sai lệch hình dạng thường gặp:
- Độ phẳng của mặt phẳng
- Độ thẳng của đường thẳng
- Độ trụ của mặt trụ
- Độ tròn của mặt trụ
- Độ côn (độ lõm, độ trống) của mặt trụ
Các sai lệch vị trí tương đối thường gặp:
- Độ song song của hai bề mặt
- Độ vuông góc của bề mặt
- Độ đồng tâm giữa hai mặt trụ
- Độ đối xứng gữa hai bề mặt
- Độ giao nhau giữa hai đường
- Độ đảo hướng kính của mặt trụ so với đường tâm
- Độ đảo mặt đầu so với đường tâm
3.1.1. Biểu diến dung sai hình dạng và vị trí tương đối trên bản vẽ
Dung sai hình dạng và vị trí tương đối của các bề mặt chi tiết máy được
ghi trên bản vẽ như Hình 3.1.
Dung sai hình dạng được biểu diễn trong hai ô hình chữ nhật. Ô thứ
nhất ghi ký hiệu dạng sai lệch, ô thứ hai ghi giá trị sai lệch lớn nhất cho phép:
- Dung sai độ thẳng, được tính theo một đoạn thẳng nào đó, và được ký
hiệu là " ", giá trị sai lệch ghi trên bản vẽ có đơn vị là mm.
- Dung sai độ phẳng, tính cho mặt phẳng được giới hạn bởi một đường
bao, được ký hiệu là " ", giá trị sai lệch được ghi trên bản vẽ là mm.
15
- Dung sai độ tròn, tính cho một đường tròn, ký hiệu là " ", giá trị sai
lệch ghi trên bản vẽ có đơn vị là mm.
- Dung sai độ côn (độ lõm, độ trống) được tính trên một mặt cắt dọc
trục của mặt trụ, được ký hiệu là " ", giá trị sai lệch ghi trên bản vẽ có
đơn vị là mm.
- Dung sai độ trụ, tính cho mặt trụ có độ dài nhất định, được ký hiệu là
" ", giá trị của sai lệch ghi trên bản vẽ là mm.
Dung sai vị trí tương đối được biểu diễn trong ba ô hình chữ nhật. Ô thứ
nhất ghi ký hiệu dạng sai lệch, ô thứ hai ghi giá trị sai lệch lớn nhất cho phép,
ô thứ ba ghi mặt hoặc đường chuẩn dùng để so sánh. Các dung sai vị trí tương
đối gồm có:
- Dung sai độ song song, quy định độ song song giữa 2 mặt phẳng,
đường tâm với mặt phẳng, giữa 2 đường tâm với nhau, được ký hiệu là
"// ", giá trị sai lệch độ song song ghi trên bản vẽ có đơn vị là mm.
0,05
0,05
0,1/100 A
0,06 B
0,02
B
A
0,05 C
0,05
0,03
0,03 C
C
0,06 A
0,06 AB
0,2 B
A
B
B
A
Hình 3.1: Sai lệch hình dạng và vị trí tương quan của các bề mặt
16
- Dung sai độ vuông góc, quy định độ vuông góc giữa hai mặt phẳng
với nhau, giữa hai đường tâm với nhau, giữa đường tâm với mặt phẳng,
trên bản vẽ ký hiệu là " ⊥ ", giá trị độ vuông góc ghi trên bản vẽ có đơn
vị là mm.
- Dung sai độ đồng tâm, quy định sự lệch đường tâm cho phép của hai
mặt trụ theo lý thuyết có chung đường tâm, ký hiệu là " ", giá trị độ
đồng tâm ghi trên bản vẽ có đơn vị là mm.
- Dung sai độ đối xứng, quy định sai lệch cho phép của hai mặt đối
xứng thực của hai phần tử có chung mặt đối xứng, ký hiệu là " ", giá
trị ghi trên bản vẽ có đơn vị là mm.
- Dung sai độ cắt nhau, quy định khoảng cách nhau cho phép giữa hai
đường tâm của hai mặt trụ, theo danh nghĩa nó phải cắt nhau, ký hiệu là
" ", giá trị ghi trên bản vẽ là mm.
- Dung sai độ đảo hướng kính - còn gọi là độ đảo hướng tâm - của một
mặt trụ đối với đường tâm danh nghĩa hoặc đường tâm của mặt trụ
chuẩn nào đó, được đo trên một mặt cắt ngang; ký hiệu là " ", giá trị
ghi trên bản vẽ có đơn vị là mm.
- Dung sai độ đảo mặt đầu - còn gọi là độ đảo mặt mút - đối với đường
tâm danh nghĩa hoặc đường tâm của mặt trụ chuẩn nào đó, được đo trên
đường biên của mặt đầu; ký hiệu là " ", giá trị ghi trên bản vẽ có đơn
vị là mm.
3.1.2. Chọn giá trị dung sai hình dạng và vị trí tương đối
Trước khi ghi dung sai hình dạng và vị trí tương quan lên bản vẽ, chúng
ta phải chọn giá trị dung sai hợp lý cho các bề mặt và vị trí tương đối giữa các
bề mặt.
Dung sai hình dạng và vị trí tương đối của các bề mặt được chọn tuỳ
thuộc vào độ chính xác yêu cầu của chi tiết máy, đảm bảo chi tiết máy có đủ
khả năng làm việc. Đồng thời cũng phải đảm bảo có thể dễ dàng gia công chế
tạo chi tiết máy.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 384-1993 quy định 16 cấp chính xác cho
yếu tố hình dạng và vị trí tương đối của bề mặt. Cấp chính xác của yếu tố hình
dạng được chọn tương ứng với cấp chính xác kích thước của chi tiết máy, theo
Bảng 5.2 trang 76 tài liệu [1]. Cấp chính xác của yếu tố hình dạng và vị trí
tương quan tương ứng với các nguyên công cắt gọt được cho trong Bảng 5.5
trang 80 tài liệu [1].
Sai lệch giới hạn của các yếu tố hình dạng và vị trí tương quan được
chọn theo Bảng 8 đến Bảng 11 Phụ lục 2 trang 147 tài liệu [1].
17
3.2. Độ nhám bề mặt
L
Bề
mặt chi tiết
máy sau khi
h
gia
công
không bằng
phẳng một
ti
k
cách
lý
tưởng, mà
có
mập
những
Hình 3.2: Biên dạng của bề mặt chi tiết
mô
(Hình 3.2).
Những mấp mô này là do lớp bề mặt bị biến dạng dẻo khi cắt gọt, là do
ảnh hưởng của các chấn động khi cắt, là vết của lưỡi cắt để lại trên bề mặt gia
công, vv..
Theo tiêu chuẩn cũ của Việt Nam (và tiêu
chuẩn ΓOCT của Liên Xô cũ) độ nhám bề mặt được
chia làm 14 cấp (cấp 1 đến cấp 14), cấp 1 là nhám
nhất và cấp 14 là bóng nhất. Trên bản vẽ độ nhám
được ký hiệu ∇1 đến ∇14 - hoa 1 đến hoa 14 (Hình
3.3).
∇5
∇6
Hình 3.3: Ghi độ nhám
theo quy định cũ
Theo quy định mới của Việt Nam TCVN
2511-1995, độ nhám trên bề mặt chi tiết máy được
đánh giá bằng một trong hai thông số Ra hoặc Rz
(Hình 3.4). Những số có kèm chữ Rz là giá trị của Rz,
những số không kèm chữ là giá trị của Ra, đơn vị là
µm.
Rz15
2,1
- Sai lệch trung bình số học của prôfil Ra, được
đo bằng µm. Là trung bình số học các giá trị tuyệt đối
của prôfil (hi) trong khoảng chiều dài chuẩn (L). Chỉ
tiêu Ra thường dùng để đánh giá độ nhám bề mặt cấp
6 đến cấp 12.
Hình 3.4: Ghi độ nhám
theo quy định mới
- Chiều cao trung bình của prôfil Rz, µm. Là trị số trung bình của tống
các giá trị tuyệt đối của chiêu cao 5 đỉnh cao nhất (ti) và chiều sâu của 5 đáy
thấp nhất (ki) của prôfil trong khoảng chiều dài chuẩn (L). Chỉ tiêu Rz thường
dùng để đánh giá độ nhám bề mặt cấp 1 đến cấp 5 và cấp 13, 14.
Để tiện sử dụng các tài liệu thiết kế được xuất bản trước đây, trên Bảng
3-1 ghi giá trị của Ra và Rz tương ứng với 14 cấp độ nhám.
18
Cấp độ nhám của bề mặt chi tiết máy cũng được chọn tương ứng với
cấp chính xác kích thước, cấp chính xác hình dạng của chi tiết máy. Đồng thời
cũng phải tương ứng với khả năng gia công của các nguyên công gia công cơ.
Giá trị Ra và Rz của các bề mặt được chọn theo Bảng 5.5 trang 80 và
Bảng 5.6 trang 82 tài liệu [1].
Bảng 3.1: Độ nhám bề mặt chi tiết máy
Cấp độ
Ra, µm
Rz, µm
nhám
∇1
∇2
∇3
∇4
∇5
∇6
Từ 80,0 ÷ 40,0
dưới 40 ÷ 20
dưới 20 ÷ 10
dưới 10 ÷ 5
dưới 5 ÷ 2,5
dưới 2,5 ÷ 1,25
Từ 320 ÷ 160
dưới 160 ÷ 80
dưới 80 ÷ 40
dưới 40 ÷ 20
dưới 20 ÷ 10
dưới 10 ÷ 6,3
∇7
∇8
∇9
∇10
∇11
∇12
∇13
∇14
dưới 1,25 ÷ 0,63 dưới 6,3 ÷ 3,2
dưới 0,63 ÷ 0,32 dưới 3,2 ÷ 1,6
dưới 0,32 ÷ 0,16 dưới 1,6 ÷ 0,8
dưới 0,16 ÷ 0,08 dưới 0,8 ÷ 0,4
dưới 0,08 ÷ 0,04 dưới 0,4 ÷ 0,2
dưới 0,04 ÷ 0,02 dưới 0,2 ÷ 0,1
dưới 0,02 ÷ 0,01 dưới 0,1 ÷ 0,05
dưới 0,01 ÷ 0,005 dưới 0,05 ÷ 0,025
19
Tải về để xem bản đầy đủ
36 trang
20680
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Dung sai lắp ghép - Nguyễn Văn Yến", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_dung_sai_lap_ghep_nguyen_van_yen.pdf
