Giáo trình nghề Công nghệ kỹ thuật cơ khí - Dung sai lắp ghép và đo lường
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI
GIÁO TRÌNH
Tên môn học: Dung sai lắp ghép và đo lường
NGHỀ: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số:
, ngày tháng năm 2018
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại
Vĩnh Phúc, năm 2018
1
TÊN MÔN HỌC: DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ ĐO LƯỜNG
Mã môn học: MHTC17011041
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học:
- Vị trí:
Môn học Dung sai lắp ghép – Đo lường kỹ thuật được bố trí vào năm thứ
nhất trước các mô đun nghề;
- Tính chất: Là môn học kỹ thuật cơ sở thuộc các môn học đào tạo nghề
bắt buộc;
- Ý nghĩa và vai trò:
+ Cung cấp các kiến thức cơ bản về việc tính toán lựa chọn dung sai lắp
ghép, cách lựa chọn và sử dụng các dụng cụ đo thích hợp để kiểm tra độ chính
xác của sản phẩm;
+ Là môn học hỗ trợ cho các mô đun nghề và các môn cơ sở khác: Sau
khi học xong môn học người học giải thích được các kí hiệu trong các mô đun
nghề và đọc được các kí hiệu trên bản vẽ.
Mục tiêu của môn học:
- Trình bày được bản chất của tính đổi lẫn trong lắp ghép;
- Giải thích được hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN 2244 - 2245;
- Vận dụng được để tra, tính toán dung sai kích thước, dung sai hình dạng
và vị trí, độ nhám bề mặt và dung sai lắp ghép các mối ghép thông dụng;
- Xác định được dung sai một số chi tiết điển hình và các kích thước cần
chú ý khi chế tạo;
- Ghi được ký hiệu dung sai kích thước, dung sai hình dạng và vị trí, nhám
bề mặt lên bản vẽ;
- Thiết lập và giải được bài toán chuỗi kích thước;
- Trình bày được các phương pháp đo, đọc, sử dụng, bảo quản các loại
dụng cụ đo thông dụng và phổ biến trong ngành cơ khí;
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích
cực sáng tạo trong học tập.
2
Nội dung của môn học:
Thời gian (giờ)
Thực
hành,
thí
Lý
Số
TT
Tổng
số
Kiểm
tra*
Tên các bài trong môn học
nghiệm,
thuyết
thảo
luận,
bài tập
I
Khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép.
1. Khái niệm về lắp lẫn trong ngành cơ khí.
2. Dung sai và sai lệch giới hạn.
3. Lắp ghép và các loại lắp ghép.
4. Hệ thống dung sai.
10
5
5
0
5. Sơ đồ lắp ghép.
6. Bài tập.
II
Dung sai lắp ghép các bề mặt trơn.
1. Hệ thống dung sai lắp ghép.
2. Cách ghi kích thước có sai lệch giới hạn
trên bản vẽ chi tiết và trên bản vẽ lắp
3. Các bảng dung sai
10
8
4
6
6
1
0
1
4. Bài tập
III Dung sai hình dạng và vị trí của các bề
mặt, nhám bề mặt.
1. Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong
quá trình gia công.
2. Sai số về kích thước.
3. Sai số về hình dạng và vị trí giữa các bề
mặt của chi tiết gia công.
4. Nhám bề mặt.
5. Bài tập
6. Kiểm tra
IV Dung sai chi tiết điển hình.
1. Dung sai ren.
3
6
3
2
0
4
0
0
2. Dung sai lắp ghép then và then hoa.
3. Dung sai lắp ghép ổ lăn.
V
Chuỗi kích thước.
1. Khái niệm cơ bản.
2. Giải chuỗi kích thước.
3. Bài tập
VI Cơ sở đo lường kỹ thuật.
1
1
0
0
1. Khái niệm về đo lường kỹ thuật.
2. Các loại dụng cụ đo và phương pháp đo.
3
VII Dụng cụ đo có khắc vạch, dụng cụ đo có
mặt số.
4
2
2
0
1. Dụng cụ đo có khắc vạch.
2. Dụng cụ đo có bề mặt số (đồng hồ so)
3. Bài tập
VIII Calíp.
1
2
1
1
1. Calíp nút.
2. Calíp hàm
IX
Dụng cụ đo góc.
1
2
1. Đo góc bằng phương pháp đo trực tiếp.
2. Đo góc bằng phương pháp đo gián tiếp.
Cộng
45
25
18
* Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết được tính bằng giờ lý thuyết, kiểm
tra thực hành được tính bằng giờ thực hành.
4
CHƯƠNG 1
KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP
Giới thiệu:
Trong cơ khí chế tạo, một bộ phận máy hoặc máy được tạo thành bởi hai
hoặc nhiều chi tiêt lắp ghép. Vì vậy để chế tạo các chi tiết lắp ghép chính xác,
tránh được các sai sót và hạn chế phế phẩm, đảm bảo tính kinh tế và chất lượng
sản phẩm cao cần nắm vững các kiến thức cơ bản về Dung sai lắp ghép.
Mục tiêu:
- Trình bày được bản chất của tính đổi lẫn trong lắp ghép.
- Liệt kê được các loại lắp ghép.
- Phân biệt được các hệ thống dung sai.
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực
sáng tạo trong học tập.
Nội dung chính:
1. Khái niệm về lắp lẫn trong ngành cơ khí
1.1. Bản chất của tính lắp lẫn
Máy do nhiều bộ phận hợp thành. Mỗi bộ phận do nhiều chi tiết lắp ghép
lại với nhau. Trong quá trình chế tạo cũng như sửa chữa máy thì các chi tiết
trong cùng một loại có khả năng thay lắp (thay thế) cho nhau, không cần lựa
chọn sửa chữa thêm mà vẫn đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật của mối ghép thì tính
chất đó của chi tiết gọi là tính lắp lẫn.
Loạt chi tiết đạt được tính lắp lẫn hoàn toàn nếu mọi chi tiết trong loạt cùng
loại đều có khả năng thay lắp được cho nhau. Nếu có một hoặc vài chi tiết trong
loạt không có tính lắp lẫn thì loạt chi tiết đó đạt tính lắp lẫn không hoàn toàn.
Các chi tiết đạt được tính lắp lẫn là vì chúng được chế tạo giống nhau hoặc
chỉ khác nhau trong một phạm vi cho phép nào đó. Ví dụ: sai khác về kích
thước, hình dạng,...phạm vi đó gọi là dung sai, Giá trị dung sai ấy được người
thiết kế tính toán theo qui định dựa trên nguyên tắc của tính lắp lẫn.
1.2. Ý nghĩa của tính lắp lẫn
Tính lắp lẫn là nguyên tắc của thiết kế và chế tạo. Nếu các chi tiết được
thiết kế, chế tạo theo nguyên tắc lắp lẫn thì chúng không phụ thuộc vào địa điểm
sản xuất. Đó là điều kiện để ta có thể hợp tác hoá, chuyên môn hoá quá trình sản
xuất, từ đó dẫn đến sản xuất tập trung quy mô lớn hơn, tạo khả năng áp dụng kỹ
thuật tiến tiến, trang bị máy móc hiện đại và dây chuyền sản xuất năng suất cao.
Nhờ đó mà vừa đảm bảo chất lượng lại giảm giá thành sản phẩm.
Mặt khác thiết kế, chế tạo chi tiết theo nguyên tắc lắp lẫn tạo điều kiện
5
thuận lợi cho việc sản xuất các chi tiết dự trữ thay thế. Nhờ đó mà quá trình sử
dụng các sản phẩm công nghiệp sẽ tiện lợi hơn rất nhiều. Chẳng hạn một chi tiết
nào đó của máy bị sai hỏng ta có ngay chi tiết cùng loại dự trữ đạt tính lắp lẫn
thay thế vào là máy lại tiếp tục hoạt động được ngay. Do đó việc sử dụng máy
được triệt để hơn, giảm thời gian ngừng máy để sửa chữa, không cần tổ chức bộ
phận gia công chi tiết thay thế riêng cho từng cơ sở sử dụng máy mà chỉ tổ chức
sản xuất tập trung (nhà máy sản xuất phụ tùng thay thế) mang lợi ích rất nhiều
về kinh tế và quản lý sản xuất.
2. Dung sai và sai lệch giới hạn
2.1. Kích thước danh nghĩa
- Khái niệm: Là kích thước được xác định bằng tính toán xuất phát từ chức
năng của chi tiết sau đó quy tròn (về phía lớn lên) theo các giá trị của dãy kích
thước thẳng tiêu chuẩn (bảng 1.1).
Khi tra bảng 1.1 ta ưu tiên sử dụng dãy 1( Ra5) trước rồi mới đến dãy 2
( Ra10)...
Bảng 1.1. Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn
Ra5
(R5)
Ra10 Ra20
Ra40
Ra
Ra10
Ra20
Ra40
Ra5
Ra10
Ra20
Ra40
(R’10) (R’20) (R’40) (R5) (R’10) (R’20) (R’40) (R5) (R’10) (R’20) (R’40)
1,0
1,6
2,5
1,0
1,2
1,6
2,0
2,5
1,0
1,1
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
1,0
1,05
1,1
1,15
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,4
2,5
2,6
2,8
3,0
10
16
25
10
12
16
20
25
10
11
12
14
16
18
20
22
25
28
10
10,5
11
11,5
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
24
25
26
28
30
100 100
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
100
105
110
120
125
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
240
250
260
280
300
125
160 160
200
2,5
2,8
250 250
6
3,2
4,0
5,0
6,3
8,0
3,2
3,6
4,0
4,5
5,0
5,6
6,3
7,1
8,0
9,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,5
4,8
5,0
5,3
5,6
6,0
6,3
6,7
7,1
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
32
40
50
63
80
32
36
40
45
50
56
63
71
80
90
32
34
36
38
40
42
45
48
50
53
56
60
63
67
71
75
80
85
90
95
320
400 400
500
320
360
400
450
500
560
630
710
800
900
320
340
360
380
400
420
450
480
500
530
560
600
630
670
710
750
800
850
900
950
4,0
40
6,3
63
630 630
800
- Kí hiệu: dN đối với chi tiết trục, DN đối với chi tiết lỗ.
- Ví dụ: Chẳng hạn khi tính toán theo sức bền vật liệu ta xác định được
đường kính của chi tiết trục là 29,876mm. Theo các giá trị của dãy kích thước
thẳng tiêu chuẩn ta quy tròn là 30 mm. Vậy kích thước danh nghĩa của chi tiết
trục dN= 30 mm
Trong chế tạo cơ khí đơn vị đo kích thước thẳng được dùng là milimét
(mm) và qui ước thống nhất trên các bản vẽ mà không cần ghi ký hiệu đơn vị
‘’mm’’. Kích thước danh nghĩa được dùng làm gốc để xác định các sai lệch của
kích thước.
2.2. Kích thước thực
- Khái niệm: Là kích thước nhận được từ kết quả đo với sai số cho phép.
- Kí hiệu: dth đối với chi tiết trục; Dth đối với chi tiết lỗ.
- Ví dụ: Khi đo kích thước đường kính trục bằng panme có giá trị vạch
chia là 0,01mm. Kết quả đo được là: 24,98mm, thì kích thước thực của trục là
dth=24,98 mm với sai số cho phép là ± 0,01mm. Nếu dùng dụng cụ đo chính xác
hơn thì kích thước thực nhận được cũng chính xác cao hơn.
7
2.3. Kích thước giới hạn
- Khái niệm: Là kích thước để xác định phạm vi cho phép của sai số chế
tạo kích thước, người ta quy định hai kích thước giới hạn (hình 1.1).
`
Hình 1.1. Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn
- Kí hiệu:
+ Kích thước giới hạn lớn nhất kí hiệu dmax (Dmax)
+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất kí hiệu dmin (Dmin)
Chú ý: Kích thước của chi tiết đã chế tạo (kích thước thực) nằm trong
phạm vi cho phép ấy thì đạt yêu cầu. Như vậy chi tiết chế tạo xong đạt yêu cầu
khi kích thước thực của nó thoả mãn bất đẳng thức sau:
Dmax ≥ Dth ≥ Dmin
dmax ≥ dth ≥ dmin
2.4. Sai lệch giới hạn
- Khái niệm: Là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh
nghĩa.
- Kí hiệu và công thức:
+ Sai lệch giới hạn trên es(ES) : Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn
lớn nhất và kích thước danh nghĩa.
es = dmax - dN
ES = Dmax - DN
+ Sai lệch giới hạn dưới ei(EI): Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn
nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa.
ei = dmin - dN
EI = Dmin - DN
Chú ý :
8
- Sai lệch giới hạn có thể có giá trị “-’’ khi kích thước giới hạn nhỏ hơn
kích thước danh nghĩa hoặc “+” khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước
danh nghĩa hoặc bằng “0” khi kích thước giới hạn bằng kích thước danh nghĩa
(hình 1.1).
- Sai lệch giới hạn được ghi kí hiệu trên bản vẽ bên cạnh kích thước danh
nghĩa và đơn vị là milimét (mm), trong bảng tiêu chuẩn dung sai tính bằng
micrômét (m).
Dạng chung:
es
ES
dN
; Chi tiết trục:
Chi tiết lỗ
DN
ei
EI
2.5. Dung sai
- Khái niệm: là phạm vi cho phép của sai số. Trị số dung sai bằng hiệu số
giữa kích thước giới hạn lớn nhất với kích thước giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng
hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới (hình 1.1).
- Kí hiệu và công thức:
Dung sai được kí hiệu là T( Tolerance) được tính theo công thức sau:
+ Dung sai kích thước lỗ:
TD = Dmax - Dmin
TD = ES - EI
+ Dung sai kích thước trục: Td = dmax - dmin
Td = es – ei
` Hình 1.1. Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn
Chú ý:
- Dung sai luôn luôn có giá trị dương và nó biểu hiện phạm vi cho phép
của sai số kích thước.
- Trị số dung sai càng nhỏ thì phạm vi cho phép của sai số càng nhỏ, yêu
cầu độ chính xác chế tạo kích thước càng cao. Ngược lại nếu trị dung sai càng
9
lớn thì yêu cầu độ chính xác chế tạo càng thấp. Như vậy dung sai đặc trưng cho
độ chính xác yêu cầu của kích thước hay còn gọi độ chính xác thiết kế.
Ví dụ : Gia công một chi tiết lỗ có DN = 60mm. Biết Dmax= 60,05mm; Dmin
= 59,97mm.
- Tính trị số sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn dưới và dung sai chi
tiết lỗ?
- Kích thước chi tiết lỗ gia công xong đo được Dth= 60,03mm có dùng
được không? Tại sao?
- Ghi kích thước chi tiết trên bản vẽ.
Giải:
- Áp dụng các công thức đã học ta có:
ES = Dmax - DN = 60,05 - 60 = 0,05mm
EI = Dmin - DN = 59,97 - 60 = - 0,03mm
TD = Dmax - Dmin = 60,05 - 59,97 = 0,08mm
Hay TD = ES - EI = 0,05 - (- 0,03) = 0,08mm
- Nếu chi tiết gia công xong đo được Dth = 60,03mm thì dùng được vì chi
tiết lỗ đạt yêu cầu khi Dmax ≥ Dth ≥ Dmin mà đây Dmax > Dth> Dmin, cụ thể 60,05 >
60,03 > 59,97mm.
600,05
- Cách ghi kích thước trên bản vẽ
0,03
Khi gia công thì người thợ phải nhẩm tính ra các kích thước giới hạn, rồi
đối chiếu với kích thước đo được (kích thước thực) của chi tiết đã gia công và
đánh giá chi tiết đạt yêu cầu hay không đạt yêu cầu. Dưới đây là một số ví dụ về
cách nhẩm tính kích thước giới hạn và đánh giá, bảng 1.2.
Bảng 1.2. Cách nhẩm tính kích thước giới hạn và đánh giá
Kích thước
ghi trên bản
vẽ
Kích thước giới hạn
dmax = dN +es
Kích thước
thực
Đánh giá
kết quả
dmin = dN +ei
0.04
0.01
dmax = 30 + 0,04 = 30,04
dmin = 30 + 0,0 1 = 30,01
dmax = 30 + 0,02 = 30,02
dmin = 30 - 0,0 1 = 29,99
dmax = 30 + 0,07 = 30,07
dmin = 30 - 0,0 7 = 29,93
dmax = 30 + 0,045 = 30,045
30,025
29,992
29,92
Đạt
30
0.02
Đạt
30
0.01
Không đạt
Không đạt
± 0,07
30
30,05
0,045
30
10
dmin = 30 + 0 = 30
dmax = 30 + 0 = 30
29,94
29,99
Không đạt
Không đạt
300,03
dmin = 30 - 0,03 = 29,97
dmax = 30 - 0,02 = 29,98
dmin = 30 - 0,04 = 29,96
0,02
30
0,04
3. Lắp ghép và các loại lắp ghép
3.1. Khái niệm về lắp ghép
Hai hay một số chi tiết phối hợp với nhau cố định (đai ốc vặn vào bu lông)
hoặc di động (piston lắp vào xilanh) thì tạo thành mối ghép. Những bề mặt và
kích thước mà dựa theo chúng các chi tiết phối hợp với nhau gọi là bề mặt lắp
ghép và kích thước lắp ghép.
Bề mặt lắp ghép: có 2 loại
Bề mặt bao ( bề mặt chi tiết lỗ, rãnh)
Bề mặt bị bao ( bề mặt chi tiết trục, con trượt)
1
2
2
d
1
Hình 1.2: 1- lỗ
Hình 1.3: 1- Rãnh trượt
2- Con trượt
2- trục
Kích thước của bề mặt bao: D
Kích thước của bề mặt bị bao: d
Một lắp ghép bao giờ cũng có chung một kích thước danh nghĩa cho hai chi
tiết lắp ghép gọi là kích thước danh nghĩa của lắp ghép: DN = dN.
Phân loại lắp ghép: Các mối ghép sử dụng trong chế tạo máy có thể phân
loại
theo hình dạng bề mặt lắp ghép.
- Lắp ghép bề mặt trơn bao gồm:
+ Lắp ghép trụ trơn: bề mặt lắp ghép là bề mặt trụ trơn, hình 1.2.
+ Lắp ghép phẳng: bề mặt lắp ghép là hai mặt phẳng song song, hình 1.3.
11
+ Lắp ghép côn trơn: bề mặt lắp ghép là mặt nón cụt, hình 1.4
- Lắp ghép ren: bề mặt lắp ghép là mặt xoắn ốc có dạng prôfin tam giác,
hình thang,...., hình 1.5.
Hình 1.4: Lắp ghép côn trơn
Hình 1.5: Lắp ghép ren
Lắp ghép truyền động bánh
răng: Bề mặt lắp ghép là bề mặt
tiếp xúc một cách chu kỳ của các
răng bánh răng (thường là bề
mặt thân khai), hình 1.6.
Trong thực tế các mối ghép
của các chi tiết máy có dạng lắp
ghép bề mặt trơn hay lắp ghép
trụ trơn được sử dụng nhiều
nhất. Đặc tính của lắp ghép bề
mặt trơn được xác định bởi hiệu
số kích thước của bề mặt bao và
Hình 1.6: Lắp ghép truyền động
bị bao. Nếu hiệu số đó có giá trị dương (D - d > 0) thì lắp ghép có độ hở, nếu
hiệu số có giá trị âm (D - d < 0) thì lắp ghép có độ dôi.
3.2. Các loại lắp ghép
3.2.1. Lắp ghép có độ hở
* Đặc điểm: Trong lắp ghép này kích thước của bề mặt bao ( lỗ ) luôn luôn
lớn hơn kích thước của bề mặt bị bao ( trục ) đảm bảo lắp ghép luôn có độ hở,
12
* Ký hiệu và công thức tính:
- Kí hiệu: Độ hở của lắp ghép ký hiệu là S;
- Công thức: S = D – d
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục (dmax , dmin), của lỗ (Dmax
Dmin), lắp ghép có độ hở giới hạn:
,
+ Độ hở giới hạn lớn nhất:
Smax = Dmax - dmin; hay Smax =(Dmax-DN) - (dmin- dN) = ES – ei
+ Độ hở giới hạn nhỏ nhất:
Smin = Dmin - dmax; hay Smin =(Dmin-DN) - (dmax - dN) = EI – es
(Đối với một lắp ghép DN = dN)
+ Độ hở trung bình: STB
Smax Smin
sTB
2
+ Dung sai của độ hở hay dung sai của lắp ghép: TS
TS = Smax - Smin
= (Dmax - dmin)- (Dmin - dmax)
= (Dmax - Dmin) + ( dmax - dmin)
Hay TS = TD + Td
Như vậy dung sai của độ hở bằng tổng dung sai kích thước lỗ và dung sai
kích thước trục. Dung sai độ hở còn gọi là dung sai của lắp ghép. Nó đặc trưng
cho mức độ chính xác yêu cầu của lắp ghép.
3.2.2. Lắp ghép có độ dôi
* Đặc điểm: Trong lắp ghép, kích thước bề mặt bao (lỗ) luôn luôn nhỏ hơn
kích thước bề mặt bị bao (trục), đảm bảo lắp ghép luôn có độ dôi, hình 1.8.
* Ký hiệu và công thức tính:
Độ dôi của lắp ghép được ký hiệu và tính như sau:
N = d - D
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục và lỗ, lắp ghép có độ dôi
giới hạn:
Hình 1.8 : Lắp ghép chặt
13
- Độ dôi giới hạn lớn nhất: Nmax
Nmax = dmax - Dmin hay Nmax = es – EI
- Độ dôi giới hạn nhỏ nhất: Nmin
Nmin = dmin - Dmax hay Nmin = ei – ES
- Độ dôi trung bình: NTB
Nmax Nmin
NTB
2
- Dung sai của độ dôi hay dung sai của lắp ghép: TN
TN = Nmax - Nmin
= (dmax - Dmin) - (dmin - Dmax)
= ( Dmax - Dmin) + ( dmax - dmin)
Hay TN = TD + Td
Cũng giống như nhóm lắp ghép lỏng, dung sai của lắp ghép chặt là tổng
dung sai kích thước lỗ và dung sai kích thước trục.
3.2.3. Lắp ghép trung gian:
* Đặc điểm: Trong lắp ghép này miền dung sai kích thước bề mặt bao (lỗ)
bố trí xen lẫn miền dung sai kích thước bề mặt bị bao (trục), hình 1.9.
Như vậy kích thước bề mặt bao được phép dao động trong phạm vi có thể
lớn hơn hoặc nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao và lắp ghép nhận được có thể có
độ hở hoặc độ dôi.
Hình 1.9. Lắp ghép trung gian
* Kí hiệu và công thức tính:
- Độ dôi giới hạn lớn nhất: Nmax
Nmax = dmax - Dmin hay Nmax = es - EI
- Độ hở giới hạn lớn nhất : Smax
Smax = Dmax - dmin hay Smax = ES - ei
- Dung sai của lắp ghép: TSN
14
TSN = Smax + Nmax
= ( Dmax - dmin ) + (dmax - Dmin )
= ( Dmax - Dmin ) + (dmax - dmin )
Hay TSN = TD + Td
Trường hợp trị số độ hở giới hạn lớn nhất (Smax) lớn hơn trị số độ dôi giới
hạn lớn nhất (Nmax) thì ta tính độ hở trung bình:
Smax Nmax
STB
2
Ngược lại nếu trị số độ dôi giới hạn lớn nhất (Nmax) lớn hơn trị số độ dôi
giới hạn lớn nhất (Smax) thì ta tính độ dôi trung bình
N max Smax
NTB
2
4. Hệ thống dung sai
4.1. Hệ thống lỗ
Là tập hợp các kiểu lắp, ở đó khi cùng một cấp chính xác và cùng kích
thước danh nghĩa thì các kiểu lắp chỉ khác nhau ở kích thước giới hạn của chi
tiết trục (mặt bị bao) còn kích thước giới hạn của chi tiết lỗ (mặt bao) không
thay đổi , hình 1.10.
Trong hệ thống lỗ, lỗ là chi tiết cơ bản nên gọi là hệ thống lỗ cơ bản. Kích
thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ bằng kích thước danh nghĩa, như vậy sai lệch
giới hạn dưới của lỗ bằng không.
Dmin = DN EI = Dmin - DN
EI = 0
Hình 1.10: Hệ thống lỗ cơ bản
4.2. Hệ thống trục
15
Là tập hợp các kiểu lắp, ở đó khi cùng một cấp chính xác cùng kích thước
danh nghĩa thì các kiểu lắp chỉ khác nhau ở kích thước giới hạn của chi tiết lỗ
(mặt bao) còn kích thước giới hạn của trục (mặt bị bao) không thay đổi, hình
1.11.
Trong hệ thống trục, trục là chi tiết cơ bản nên gọi là hệ thống trục cơ bản.
Kích thước giới hạn lớn nhất của trục bằng kích thước danh nghĩa, như vậy sai
lệch giới hạn trên của trục bằng không.
dmax = dN es = dmax - dN
es = 0
Hình 1.11. Hệ thống trục cơ bản
5. Sơ đồ lắp ghép
5.1. Quy ước vẽ biểu đồ
Để đơn giản và thuận tiện trong tính toán người ta biểu diễn lắp ghép dưới
dạng sơ đồ phân bố miền dung sai.
Dùng hệ trục toạ độ vuông góc với trục tung biểu thị sai lệch của kích
thước tính theo micromet (m) (1 m = 10 -3 mm), trục hoành biểu thị vị trí của
kích thước danh nghĩa (tại vị trí đó sai lệch kích thước bằng không nên còn gọi
là đường không). Sai lệch của kích thước được phân bố về hai phía so với kích
thước danh nghĩa (đường không), sai lệch dương ở phía trên, sai lệch âm ở phía
dưới. Miền bao gồm giữa hai sai lệch giới hạn là miền dung sai kích thước, được
biểu thị bằng hình chữ nhật.
Dựa và vị trí tương quan giữa miền dung sai kích thước lỗ và trục để xác
định lắp ghép. Nếu miền dung sai kích thước lỗ nằm cao hơn miền dung sai kích
thước trục thì lắp ghép thuộc lắp lỏng, miền dung sai kích thước lỗ nằm thấp
hơn là lắp chặt, còn nếu miền dung sai kích thước lỗ và trục nằm xen lẫn nhau là
lắp ghép trung gian.
Ví dụ:
Cho lắp ghép có kích thước danh nghĩa dN = 40 mm.
16
Sai lệch giới hạn kích thước lỗ là ES = + 25 m, EI = 0.
Sai lệch giới hạn kích thước trục là es = - 25m, ei = - 50 m.
- Biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép;
- Xác định đặc tính của lắp ghép và tính trị số giới hạn của độ hở hoặc
độ dôi trực tiếp trên sơ đồ.
Giải:
- Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc
+ Trục tung có số đo theo m
+ Trục hoành không có số đo mà chỉ biểu thị kích thước danh nghĩa,
hình 1.12.
Trên trục tung lấy 1 điểm có tung độ + 25m ứng với sai lệch giới hạn trên
của lỗ (ES) và điểm có tung độ 0 ứng
với sai lệch giới hạn dưới của lỗ (EI).
Vẽ hình chữ nhật có cạnh đứng là
khoảng cách giữa hai sai lệch giới hạn.
Như vậy số đo của cạnh đứng chính là
trị số dung sai kích thước lỗ, Hai cạnh
nằm ngang của hình chữ nhật ứng với
hai vị trí của sai lệch giới hạn đồng thời
cũng là vị trí của kích thước giới hạn.
Tương tự như đối với kích thước lỗ,
để biểu thị miền dung sai kích thước trục
ta lấy hai điểm ứng với - 25 m và - 50
m, hai cạnh đứng hình chữ nhật chính
là dung sai kích thước trục, còn hai cạnh nằm ngang hình chữ nhật là vị trí kích
thước giới hạn, hình 1.12
- Đặc tính của lắp ghép được xác định dựa vào vị trí tương quan giữa hai
miền dung sai. Ở đây miền dung sai kích thước lỗ TD nằm phia trên miền dung
sai kích thước trục Td, nghĩa là kích thước lỗ luôn lớn kích thước trục, do vậy
lắp ghép luôn luôn có độ hở, đó là lắp lỏng.
Độ hở giới hạn của lắp ghép được xác định trực tiếp trên sơ đồ:
Smax = 75 m
}→ TS = 50 m.
17
Smin = 25 m
6. Bài tập
6.1. Biết kích thước danh nghĩa của chi tiết trục có dN= 25mm, các sai lệch giới
hạn kích thước trục là: es = + 0,053mm; ei = + 0,020mm
- Tính các kích thước giới hạn và dung sai của chi tiết trục;
- Kích thước thực của chi tiết trục sau khi gia công đo được là:
dth = 25,015mm chi tiết trục đã gia công có đạt yêu cầu không?
- Ghi kích thước chi tiết trên bản vẽ.
Giải:
- Áp dụng các công thức đã học ta có:
dmax = dN + es = 25 + 0,053 = 25,053 mm
dmin = dN + ei = 25 + 0,020 = 25,020 mm
Td = dmax - dmin = 25,053 - 25,020 = 0,033 mm
Hay Td = es - ei = 0,053 - 0,020 = 0,033 mm
- Chi tiết trục không đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó không thoả
mãn bất đẳng thức:
dmax ≥ dth ≥ dmin mà ở đây dmax > dmin > dth, cụ thể 25,053 > 25,020 >
25,015 mm.
0,053
0,020
25
- Cách ghi kích thước chi tiết trên bản vẽ
( Trong đó chữ
“” biểu thị kích thước đường kính).
6.2. Cho một lắp ghép trong đó kích thước lỗ là 600,03 , kích thước trục là
600.04
, hãy tính:
0,1
- Kích thước giới hạn và dung sai kích thước lỗ và trục
- Tính độ hở giới hạn, độ hở trung bình và dung sai của lắp ghép.
Giải:
Theo số liệu đã cho ta có:
es 0 ,04 mm
ei 0 ,1mm
ES 0,03 mm
EI 0
trục 60
Lỗ 60
,
- Tính kích thước giới hạn và dung sai của các chi tiết:
+ Đối với lỗ:
Dmax = ES + DN = 0,03 + 60 = 60,03 mm
Dmin = EI + DN = 0 + 60 = 60 mm
18
TD = ES - EI = 0,03 - 0 = 0,03mm
Hay TD = Dmax - dmin = 60,03 - 60 = 0,03 mm
+ Đối với trục:
dmax = es + dN = - 0,04 + 60 = 59,96 mm
dmin = ei + dN = - 0,1 + 60 = 59,90 mm
Td = dmax - dmin = 59,96 - 59,90 = 0,06 mm
Hay Td = es - ei =- 0,04 - (- 0,1) = 0,06 mm
- Độ hở giới hạn, độ hở trung bình và dung sai của lắp ghép:
Smax = Dmax - dmin = 60,03 - 59,90 = 0,13 mm
Hay Smax = ES - ei = 0,03 - (- 0,1) = 0,13 mm
Smin = Dmin - dmax = 60 - 59,96 = 0,04 mm
Hay Smin = EI - es = 0 - (- 0,04) = 0,04 mm
Smax Smin
0,13 0,04
sTB
0,085mm
2
2
TS = Smax - Smin = 0,13 - 0,04 = 0,09 mm
Hay TS = TD + Td = 0,03 + 0,06 = 0,09 mm
6.3. Cho một lắp ghép theo hệ thống lỗ cơ bản đường kính danh nghĩa là 50mm.
Dung sai trục là 40 m; dung sai của lỗ là 0,03mm. Độ hở nhỏ nhất là 0,01mm.
- Tính các giá trị sai lệch giới hạn, kích thước giới hạn của 2 chi tiết lỗ và
trục?
- Tính độ hở hoặc độ dôi giới hạn, trung bình và dung sai của lắp ghép.
- Trục gia công xong đo được 49,98mm có dùng được không? Tại sao?
Giải:
- Tính ES,EI es, ei?
Theo bài ra lắp ghép theo hệ lỗ nên Dmin = DN = 50 mm EI = 0
Theo công thức: TD = ES - EI ES = TD
Thay số ES = 0,03 mm = 30 m
Theo công thức: Smin = EI - es
es = EI - Smin= 0 - 0,01 = - 0,01 mm = -10 m
Theo công thức: Td = es - ei
ei = es - Td = - 10 - 40 = - 50 m = - 0,05 mm.
Như vậy trị số các sai lệch giới hạn các chi tiết như sau:
19
ES = 30m
EI = 0 m
es = - 10m
Lỗ
{
Trục ei = - 50 m
- Tính Dmax ; Dmin ; dmax ; dmin
Dmax = ES + DDN = 0,03 + 50 = 50,03 mm
Dmin = EI + DDN = 0 + 50 = 50 mm
dmax = es + dDN = - 0,01 + 50 = 49,99mm
dmin = ei + dDN = - 0,05 + 50 = 49,95mm
- Tính Smax ; Smin STB ; TS
Smax = ES - ei = 0,03 - (- 0,05) = 0,08mm
Hay Smax = Dmax - dmin = 50,03 - 49,95 = 0,08mm
Theo bài ra Smin = 0,01mm
Smax Smin
0,08 0,01
sTB
0,045 mm
2
2
TS = Smax - Smin = 0,08 - 0,01 = 0,07mm
Hay TS = TD + TD = 0,03 + 0,04 = 0,07mm
- Trục gia công xong đo được dth = 49,98mm có dùng được vì theo yêu
cầu của kích thước trục dùng được khi:
dmax ≥ dth ≥ dmin mà ở đây dmax > dth > dmin cụ thể 49,99 > 49,98 > 49,95
mm.
6.4. Cho lắp ghép có kích thước danh nghĩa dN = 36 mm, sai lệch giới hạn
của các kích thước:
es = + 18 m
ES = + 25 m
µm
; Trụcei = + 2 m
LỗEI = 0
+18
- Vẽ biểu đồ phân bố miền dung sai
lắp ghép?
TD
Td
+
0
+2
- Xác định đặc tính lắp ghép và trị số
giới hạn tương ứng.
Giải:
- Biểu đồ phân bố miền dung sai lắp
ghép (hình 1.14).
Hình 1.13
Tải về để xem bản đầy đủ
152 trang
05/05/2022
4640
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình nghề Công nghệ kỹ thuật cơ khí - Dung sai lắp ghép và đo lường", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_nghe_cong_nghe_ky_thuat_co_khi_dung_sai_lap_ghep.pdf
