Bài giảng Dung sai-Kỹ thuật đo

103 trang huongle 220

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Dung sai-Kỹ thuật đo", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_dung_sai_ky_thuat_do.pdf

Nội dung text: Bài giảng Dung sai-Kỹ thuật đo

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC PHAÏM VAÊN ÑOÀNG KHOA KYÕ THUAÄT COÂNG NGHEÄ BOÄ MOÂN CÔ KHÍ TRƯƠNG QUANG DŨNG Bài Giảng DUNG SAI – KỸ THUẬT ĐO QN 12/2013
TRƯƠNG QUANG DŨNG Bài Giảng DUNG SAI – KỸ THUẬT ĐO (Dùng cho bậc CĐ ngành CNKT cơ khí)
M ĐU Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo được biên soạn theo đề cương do khoa Kỹ thuật Công nghệ trường Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng và thông qua. Nội dung được biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ bài giảng có mối liên hệ logic chặt chẽ. Tuy vậy, bài giảng cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các tài liệu có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng bài giảng có hiệu quả hơn. Khi biên soạn, tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất để bài giảng có tính thực tiễn cao. Nội dung bài giảng được biên soạn với dung lượng 30 tiết, gồm: Chương 1: Các khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép; Chương 2: Dung sai và lắp ghép bề mặt trơn; Chương 3: Sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt ; Chương 4: Dung sai kích thước và lắp ghép các mối ghép thông dụng ; Chương 5: Chuỗi kích thước; Chương 6: Các vn đề cơ bản của kỹ thuật đo lưng; Chương 7: Các dụng cụ đo thông dụng trong chế tạo cơ khí. Trong quá trình sử dụng bài giảng này cần tham khảo thêm các tài liệu liên quan như: Sổ tay Dung sai và lắp ghép, sổ tay Công nghệ chế tạo máy Bài giảng được biên soạn cho đối tượng là bậc Cao đẳng và cũng là tài liệu tham khảo cho sinh viên Đại học ngành cơ khí. Mặc dù, tôi đã cố gắng để tránh sai sót trong lúc biên soạn, nhưng chắc chắn vẫn còn những khiếm khuyết rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của người sử dụng để hoàn chỉnh hơn. Tác giả
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng PHN I. DUNG SAI LP GHÉP Chưng 1. CÁC KHÁI NIM C BN V DUNG SAI LP GHÉP Mục đích: Nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thc cơ bản về tính đối lẫn, kích thước, sai lệch giới hạn, dung sai, các nhóm lắp ghép và hiểu rõ hơn về sơ đồ lắp ghép ca hệ thống lỗ và trục. Yêu cu: Sinh viên phải biết được các khái niệm đã nêu trên cũng như tính toán được các loại kích thước, sai lệch giới hạn, dung sai. Phân biệt, tính toán được các loại lắp ghép và vẽ được sơ đồ lắp ghép cho hệ thống lỗ và trục. 1.1. Khái nim v tính đổi ln chức năng trong ch to máy 1.1.1. Bn cht của tính đổi ln chức năng Khi thiết kế chế tạo một máy hay bộ phận máy, tùy theo chc năng ca chúng mà ngưi thiết kế phải đề ra một số thông số kỹ thuật tối ưu như: độ bền, độ chính xác, năng suất, hiệu suất, lượng tiêu hao nhiên liệu Thông số này được biểu hiện bằng một trị số ký hiệu A . Máy hay bộ phận máy được cấu thành bi các chi tiết máy. Do các chi tiết máy này quyết định đến chất lượng máy cho nên nó cũng phải có một thông số kỹ thuật Ai nào đó như: độ chính xác kích thước, hình dáng, độ cng, độ bền xuất phát từ thông số kỹ thuật ca máy hay bộ phận máy. Mối quan hệ giữa chỉ tiêu sử dụng máy A và các thông số chc năng Ai ca các chi tiết lắp thành máy có dạng: A f (A , A , A , A )  1 2 3 n (i = 1  n ) (1.1) Với Ai là những đại lượng biến đổi độc lập. Do sai số gia công, lắp ráp mà chỉ tiêu sử dụng máy A và các thông số chc năng Ai ca các chi tiết máy không thể đạt độ chính xác tuyệt đối như giá trị thiết kế. Bi vậy cần xác định phạm vi thay đổi hợp lý ca A và Ai quanh giá trị thiết kế, phạm vi thay đổi hợp lý cho phép đó gọi là dung sai chỉ tiêu sử dụng máy T và dung sai các thông số chc năng chi tiết Ti. Trang 1
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Các chi tiết máy đảm bảo tính đổi lẫn chc năng nếu thoả mãn điều kiện: n f T  T   i (1.2) i 1 Ai Tính đổi lẫn chc năng là nguyên tắc thiết kế, chế tạo đảm bảo các bộ phận máy hoặc các chi tiết máy cùng loại không những có khả năng lắp thay thế cho nhau không cần sửa chữa hoặc gia công bổ sung mà còn đảm bảo mọi yêu cầu kỹ thuật và kinh tế. Tuy nhiên, tùy theo khả năng chế tạo và yêu cầu về độ chính xác mà tính đổi lẫn chc năng được thỏa mãn theo một trong hai hình thc sau: - Đổi lẫn hoàn toàn: Loạt chi tiết máy sản xuất ra, nếu tất cả đều có thể đổi lẫn thì loạt đó đạt tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn. Được sử dụng khi dung sai chế tạo có khả năng đáp ng hoàn toàn yêu cầu ca thiết kế, nghĩa là chi tiết không yêu cầu độ chính xác quá cao hoặc khả năng chế tạo có thỏa mãn được dung sai thiết kế ca chi tiết. - Đổi lẫn không hoàn toàn: Nếu có một hoặc một số không đạt tính đổi lẫn thì loạt đó đạt tính đổi lẫn chức năng không hoàn toàn. Được sử dụng khi dung sai chế tạo không thỏa mãn yêu cầu ca thiết kế. Đó có thể là do khả năng chế tạo kém hay yêu cầu thiết kế quá cao. Đổi lẫn hoàn toàn cho phép chi tiết được chế tạo với dung sai lớn hơn dung sai thiết kế và thưng được thực hiện đối với công việc lắp ráp trong phạm vi nội bộ phân xưng hoặc nhà máy. 1.1.2. Ý nghĩa của tính đổi ln chức năng Tính đổi lẫn trong chế tạo máy là điều kiện cơ bản và cần thiết ca nền sản xuất tiên tiến. Trong sản xuất hàng loạt, nếu không đảm bảo các nguyên tắc ca tính đổi lẫn thì không thể sử dụng bình thưng nhiều đồ dùng hàng ngày. Trong sản xuất, tính đổi lẫn ca chi tiết làm đơn giản quá trình lắp ráp. Trong sửa chữa, nếu thay thế một chi tiết bị hỏng bằng một chi tiết dự trữ cùng loại thì máy có thể làm việc được ngay, giảm thi gian ngừng máy để sửa chữa, tận dụng được thi gian sản xuất. Trang 2
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Thiết kế và chế tạo theo tiêu chuẩn hóa là điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất giữa các xí nghiệp, thực hiện chuyên môn hóa dễ dàng, tạo điều kiện để áp dụng kỹ thuật tiên tiến, tổ chc sản xuất hợp lý, nâng cao năng suất và chất lượng, hạ giá thành sản phẩm. 1.2. Quy định dung sai và tiêu chuẩn hóa Quy định dung sai trên cơ s đổi lẫn chc năng là điều kiện thuận lợi cho việc thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa trong phạm vi quốc gia và quốc tế. Khi nền công nghiệp càng phát triển thì sản phẩm càng đa dạng và phong phú, không phải chỉ chng loại, mẫu mã mà còn kích cỡ nữa. Trong điều kiện như vậy đòi hỏi sự thống nhất hóa về mặt quản lý nhà nước. Mặt khác để nâng cao hiệu quả kinh tế ca sản xuất và đảm bảo giao lưu hàng hóa rộng rãi thì phải quy cách hóa và tiêu chuẩn hóa sản phẩm. Việc nhà nước ban hành các tiêu chuẩn trong đó tiêu chuẩn về dung sai và lắp ghép là một đòi hỏi cấp thiết. Trong giai đoạn hiện nay với nền kinh tế thị trưng theo hướng hội nhập kinh tế khu vực và thế giới thì các tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam (TCVN) được xây dựng trên cơ s tiêu chuẩn quốc tế ISO. 1.3. Khái nim v kích thước, sai lch giới hn và dung sai 1.3.1. Kích thước Kích thước là giá trị bằng số ca đại lượng đo chiều dài (đưng kính, chiều dài ) theo đơn vị đo được lựa chọn. Trong ngành cơ khí, đơn vị đo thưng dùng cho kích thước dài là milimet (mm) và quy ước là không cần ghi ký hiệu “mm” trên bản vẽ. 1.3.1.1. Kích thước danh nghĩa (ký hiệu: D,d) Là kích thước được xác định dựa vào chức năng của chi tiết, sau đó chọn cho đúng với trị số gần nhất của kích thước có trong bảng tiêu chuẩn. Ví dụ 1: Khi tính toán thiết kế, ngưi ta xác định được kích thước ca chi tiết là 35,785 đối chiếu với bảng tiêu chuẩn chọn kích thước là 36 mm. Kích thước 36 mm là kích thước danh nghĩa ca chi tiết. Trang 3
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng + Kích thước danh nghĩa được chọn theo giá trị ca dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn và phải ưu tiên chọn trong dãy có độ chia lớn hơn. + Kích thước danh nghĩa ca bề mặt lắp ghép là chung cho các chi tiết tham gia lắp ghép. - Dãy kích thước thẳng tiêu chuẩn Ra5, Ra10, Ra20, Ra40: là các giá trị ca 4 dãy số cấp số nhân có công bội φ: 5 + Dãy Ra5 có 10 6,1 . 10 + Dãy Ra10 có 10 ,1 25 . 20 + Dãy Ra20 có 10 2,1 . 40 + Dãy Ra40 có 10 ,1 06. Với số hạn đầu là 0,001 mm và số hạng cuối là 20.000 mm. Đây là những dãy số Renard (Sổ tay dung sai – lắp ghép). Khi sử dụng nên ưu tiên chọn các kích thước trong các dãy theo th tự trên. 1.3.1.2. Kích thước thực (ký hiệu: Dt , dt) Kích thước thực là kích thước đo được trực tiếp trên chi tiết bằng những dụng cụ đo và phương pháp đo chính xác nhất mà kỹ thuật đo có thể đạt được. Kích thước được ký hiệu như sau: Dt : kích thước thực ca chi tiết lỗ. dt : kích thước thực ca chi tiết trục. 1.3.1.3. Kích thước giới hạn Khi gia công bất kì 1 kích thước ca 1 chi tiết nào đó, ta cần phải qui định 1 phạm vi cho phép ca sai số chế tạo kích thước đó. Phạm vi cho phép ấy được giới hạn bi 2 kích thước qui định gọi là kích thước giới hạn. Như vậy, có 2 kích thước giới hạn và được kí hiệu: Dmax, dmax : kích thước giới hạn lớn nhất ca lỗ và trục. Dmin, dmin : kích thước giới hạn nhỏ nhất ca lỗ và trục. Kích thước giới hạn là 2 kích thước lớn nhất và nhỏ nhất mà kích thước thực ca các chi tiết đạt yêu cầu nằm trong phạm vi đó. Như vậy, chi tiết đạt yêu cầu khi kích thước thực ca nó thỏa mãn điều kiện sau: Trang 4
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng dmin dth dmax (đối với chi tiết trục) Dmin Dth Dmax (đối với chi tiết lỗ) 1.3.2. Sai lch giới hn Sai lệch giới hạn là sai lệch ca các kích thước giới hạn kích thước danh nghĩa. Sai lệch giới hạn gồm sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới. Sai lệch giới hạn trên là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa. Sai lệch giới hạn trên kí hiệu là es hoặc ES. Trong đó: - Sai lệch giới hạn trên ca chi tiết trục es = dmax - d - Sai lệch giới hạn trên ca chi tiết lỗ ES = Dmax - D Sai lệch giới hạn dưới là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa. Sai lệch giới hạn dưới kí hiệu là ei hoặc EI. Trong đó: - Sai lệch giới hạn dưới ca chi tiết trục ei = dmin - d - Sai lệch giới hạn dưới ca chi tiết lỗ EI = Dmin - D Hình 1.1. Sơ đồ sai lệch giới hạn của chi tiết trục và lỗ Nhận xét: Do các kích thước giới hạn và kích thước thực có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng kích thước danh nghĩa, nên các sai lệch có thể âm, dương hoặc bằng 0. Trên các bản vẽ sai lệch được tính bằng mm. Trong các bảng tiêu chuẩn sai lệch được cho bằng (m). Trang 5
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 1.3.3. Dung sai (T) Khi gia công kích thước thực được phép sai khác so với kích thước danh nghĩa trong phạm vi giữa 2 kích thước giới hạn. Phạm vi sai cho phép đó ca chi tiết gọi là dung sai. Dung sai là phạm vi cho phép ca sai số. Về trị số dung sai bằng hiệu số giữa hai kích thước giới hạn hoặc hai sai lệch giới hạn. + Dung sai kích thước trục: T = dmax - dmin = es - ei + Dung sai kích thước lỗ: T = Dmax - Dmin = ES – EI * Ý nghĩa: - Dung sai luôn có giá trị dương. - Dung sai đặc trưng cho độ chính xác yêu cầu ca kích thước hay còn gọi là độ chính xác thiết kế vì: Trị số dung sai càng nhỏ, phạm vi cho phép ca sai số càng nhỏ, yêu cầu độ chính xác chế tạo kích thước càng cao, việc chế tạo càng khó khăn. Ngược lại, nếu trị số dung sai công lớn thì yêu cầu độ chính xác chế tạo càng thấp nhưng chế tạo dễ dàng hơn. Ví dụ 2: Một chi tiết có kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 35,025 mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin = 35 mm. Tính dung sai ca chi tiết đó. Nếu ngưi thợ gia công chi tiết đó đo được kích thước 35,015 mm thì chi tiết có đạt yêu cầu không ? Giải: Trị số dung sai ca chi tiết trục tính theo công thc Td = dmax – dmin = 35,025 - 35 = 0,025 (mm) Chi tiết gia công đo được d = 35,015 (mm) đây là kích thước thực ca chi tiết. Ta biết chi tiết gia công đạt yêu cầu khi thỏa điều kiện: dmax d d min Như vậy: 35,025 > 35,015 > 35 (thỏa). Vậy chi tiết đạt yêu cầu về mặt kích thước Ví dụ 3: Gia công 1 chi tiết lỗ có kích thước danh nghĩa D = 50 mm, kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 50,05 mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất Trang 6
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Dmin = 50,03 mm. Tính dung sai chi tiết. Nếu ngưi thợ gia công chi tiết đạt kích thước 50 mm cho biết chi tiết đạt yêu cầu ? Giải: Dung sai ca chi tiết tính theo công thc: TD = Dmax – Dmin = 50,05 - 50,03 = 0,02 (mm) Chi tiết gia công đo được D = 50 (mm) đây là kích thước thực ca chi tiết. đây Dt = 50 mm dmax hoặc Dt Dmax). * Chú ý: - Sai lệch giới hạn có giá trị dương (>0) khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước danh nghĩa. - Sai lệch giới hạn bằng không khi kích thước giới hạn bằng kích t hước danh nghĩa. - Sai lệch giới hạn có giá trị âm (<0) khi kích thước giới hạn nhỏ hơn kích thước danh nghĩa. 1.4. Lp ghép và các loi lp ghép 1.4.1. Khái nim v lp ghép Thưng các chi tiết đng riêng biệt thì không có công dụng gì cả, chỉ khi phối hợp với nhau chúng mới có công dụng. Ví dụ 4: + Lắp cố định: (đai ốc vặn vào bulông), có tác dụng bắt chặt, xiết chặt. + Lắp di động: (như pittông trong xilanh), thực hiện nén khí gây nổ và phát lực; Trục lắp vào ổ trục có khả năng quay nhẹ nhàng để truyền lực. Trang 7
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 1 2 2 1 60 50 Ø Hình 1.2. Lắp ghép trụ trơn. Hình 1.3. Lắp ghép phẳng. 1 – Bề mặt bao. 1 – Bề mặt bao. 2 – Bề mặt bị bao. 2 – Bề mặt bị bao. Như vậy, hai hay một số chi tiết phối hợp với nhau một cách cố định hoặc di động thì tạo thành mối ghép. - Trong các mối ghép có những bề mặt và những kích thước mà dựa vào chúng để lắp ghép các chi tiết lại với nhau. Bề mặt ca lắp ghép thưng là bề mặt bao bên ngoài và bề mặt bị bao bên trong. Các loại lắp ghép thường sử dụng trong chế tạo cơ khí 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 - Lắp ghép côn trơn: bề mặt lắp ghép là mặt nón cụt - Lắp ghép ren: bề mặt lắp ghép là mặt xoắn ốc có dạng profin ren tam giác, hình thang - Lắp ghép truyền động bánh răng: bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách chu kỳ ca các răng bánh răng (thưng là mặt thân khai); Trong số lắp ghép trên thì lắp ghép bề mặt trơn chiếm phần lớn. - Đặc tính ca lắp ghép được xác định bi hiệu số ca kích thước bao và kích thước bị bao trong lắp ghép. + Nếu hiệu số đó có giá trị dương (D – d > 0) thì lắp ghép có độ h. + Nếu hiệu số có giá trị âm (D – d < 0) thì lắp ghép có độ dôi. Trang 8
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Tiêu chuẩn TCVN 2244 – 77 phân chia 3 nhóm lắp ghép: lắp ghép có độ h, lắp ghép có độ dôi, lắp ghép trung gian. 1.4.2. Các nhóm lp ghép 1.4.2.1. Lắp ghép có độ h (lắp lỏng) Trong nhóm lắp ghép này kích thước bề mặt bao luôn luôn lớn hơn kích thước bề mặt bị bao, đảm bảo lắp ghép luôn luôn có độ h. Độ h trong lắp ghép đặc trưng cho sự tự do dịch chuyển tương đối giữa hai chi tiết trong lắp ghép. D T min max S S d T max D min D max d min d Hình 1.4. Lắp lỏng - Độ h trong lắp ghép bằng hiệu số giữa kích thước ca chi ti ế t bao và kích thước ca chi tiết bị bao. Kí hiệu là S: S = D - d - ng với các kích thước giới hạn ca lỗ ( DDmax, min ) và ca trục ( ddmax, min ) ta có độ h giới hạn: + Smax = Dmax – dmin = ES - ei + Smin = Dmin – dmax = EI - es SSmax min + Độ h trung bình ca lắp ghép: Stb 2 Để đánh giá độ chính xác ca mối ghép, ngưi ta dùng khái niệm dung sai lắp ghép. Dung sai lắp ghép độ h là: TSSTTs max min D d Tóm lại, dung sai lắp ghép của lắp ghép có độ hở bằng tổng dung sai của Trang 9
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng kích thước bề mặt bao và bề mặt bị bao. Phạm vi sử dụng: lắp ghép độ h thưng được sử dụng đối với mối ghép mà hai chi tiết lắp ghép có sự chuyển động tương đối với nhau và tùy theo chc năng ca mối ghép mà ta chọn kiểu lắp có độ h nhỏ, trung bình hay lớn. 1.4.2.2. Lắp ghép có độ dôi (lắp chặt) Trong nhóm lắp chặt kích thước bề mặt bị bao luôn luôn lớn hơn kích thước bề mặt bao có nghĩa là đảm bảo lắp ghép luôn luôn có độ dôi. Độ dôi trong lắp ghép đặc trưng cho sự cố định tương đối giữa hai chi tiết trong lắp ghép. d T min max N N D T max d min d max D min D Hình 1.5. Lắp chặt - Độ dôi trong lắp ghép bằng hiệu số giữa kích thước ca chi tiết bị bao và kích thước ca chi tiết bao. Độ dôi kí hiệu là N: N = d – D = - (D - d) = - S - ng với các kích thước giới hạn bề mặt bị bao và bề mặt bao, ta có độ dôi giới hạn: Nmax = dmax – Dmin = es – EI; Nmin = dmin – Dmax = ei - ES - Độ dôi trung bình ca lắp ghép: Ntb = (Nmax + Nmin )/2 - Dung sai độ dôi cũng bằng tổng dung sai ca lỗ và trục TNNTTN max min D d Phạm vi sử dụng: lắp ghép chặt được sử dụng đối với các mối ghép cố định không tháo hoặc chỉ tháo khi sửa chữa lớn. Độ dôi ca lắp ghép đ đảm bảo truyền mômen xoắn nhưng tùy theo trị số ca lực truyền mà ta chọn trị số có độ dôi nhỏ, trung bình hay lớn. Trang 10
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 1.4.2.3. Lắp ghép trung gian Lắp ghép trung gian là lắp ghép quá độ giữa lắp ghép có độ h và lắp ghép có độ dôi. Trong lắp ghép này, tùy theo kích thước thực tế ca chi tiết lỗ và chi tiết trục mà lắp ghép có độ h hoặc độ dôi. T TD Nmax d Smax max max D min d min D d Hình 1.6. Lắp trung gian Như vậy, kích thước bề mặt bao có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao. Nghĩa là lắp ghép có thể có độ h hoặc có độ dôi. Trị số độ h hoặc độ dôi đây đều nhỏ. Cho nên chỉ tính: Smax = Dmax – dmin = ES - ei Nmax = dmax – Dmin = es - EI - Nếu lắp ghép có độ h lớn nhất lớn hơn độ dôi lớn nhất thì trong lắp ghép trung gian có độ h trung bình. Stb = (Smax - Nmax )/2 - Nếu lắp ghép có độ dôi lớn nhất lớn hơn độ h lớn nhất thì trong lắp ghép trung gian có độ dôi trung bình. Ntb = (Nmax - Smax )/2 - Dung sai ca lắp ghép trung gian: TS = TN = Smax + Nmax = TD + Td Phạm vi sử dụng: Lắp ghép trung gian thưng được sử dụng đối với các mối ghép cố định nhưng thưng xuyên phải tháo lắp trong quá trình sử dụng và những mối ghép yêu cầu độ đồng tâm cao giữa các chi tiết lắp ghép. Có thể dùng lắp ghép trung gian để truyền lực nhưng với điều kiện phải có thêm các chi tiết phụ (then, chốt, ) Trang 11
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 0,02 Ví dụ 5: Một lắp ghép trung gian, trong đó chi tiết lỗ 60 ; 60 0,015 Chi tiết trục  0,02 - Tính kích thước giới hạn và dung sai ca lỗ và trục. - Tính trị số giới hạn độ dôi, độ h; độ h hoặc độ dôi trung bình và dung sai ca lắp ghép. Giải: Kích thước giới hạn ca lỗ và trục: Dmax = DN + ES = 0,02 + 60 = 60,02 mm Dmin = DN + EI = 60 + 0 = 60mm dmax = dN + es = 60 + 0,015 = 60,015 mm dmin = dN + ei = 60 + (-0,02) = 59,98 mm Dung sai ca lỗ và trục: TD = ES – EI = 20µm Td = es – ei = 15 – (-20) = 35 µm Độ dôi lớn nhất: Nmax = dmax – Dmin = 60,015 – 60 = 15µm Độ h lớn nhất: Smax = Dmax – dmin = 60,02 – 59,98 = 40 µm Vì: Smax > Nmax nên trong lắp ghép chỉ có độ h trung bình: Stb = (Smax - Nmax)/2 = (40 – 15)/2 = 12,5µm Dung sai lắp ghép: TN = TS = Td + TD = 20 + 35 = 55µm 1.5. S đồ phân bố min dung sai và lp ghép 1. 5.1. H thống lp ghép Các chi tiết lắp ghép với nhau theo hai hệ thống là hệ thống lỗ và hệ thống trục. 1.5.1.1. Hệ thống lỗ cơ bản Hệ thống lỗ cơ bản là hệ thống các kiểu lắp ghép mà vị trí của miền dung sai lỗ là cố định, còn muốn được các kiểu lắp khác nhau (lỏng, chặt, trung gian) ta thay đổi miền dung sai trục so với kích thước danh nghĩa. Trang 12
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng m T  d T H D Td Td N d Hình 1.7. Sơ đồ biểu diễn hệ thống lỗ cơ bản Sai lệch cơ bản ca lỗ được ký hiệu là H và ng với các sai lệch giới hạn sau: ES TD H EI 0 1.5.1.2. Hệ thống trục cơ bản Hệ thống trục cơ bản là hệ thống các kiểu lắp mà vị trí của miền dung sai trục là cố định, còn muốn được các kiểu lắp có đặc tính khác nhau ta thay đổi vị trí miền dung sai lỗ so với kích thước danh nghĩa. m  T D TD h Td N d TD Hình 1.8. Sơ đồ biểu diễn hệ thống trục cơ bản Sai lệch cơ bản ca trục cơ bản kí hiệu là h và ng với các sai lệch giới hạn sau: es 0 h ei T d Trang 13
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 1.5.2. S đồ lp ghép Để đơn giản và thuận tiện cho tính toán, ngưi ta biểu diễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ phân bố miền dung sai. 1.5.2.1. Cách vẽ sơ đồ lắp ghép Kẻ một đưng nằm ngang biểu diễn vị trí ca đưng kích thước danh nghĩa. Tại vị trí đó sai lệch ca kích thước bằng 0 nên còn gọi là đưng không. Trục tung biểu diễn giá trị ca sai lệch kích thước theo đơn vị µm. + Giá trị sai lệch dương đặt trên đưng “không”. + Giá trị sai lệch âm đặt dưới đưng “không” - Miền dung sai ca kích thước được biểu thị bằng hình chữ nhật có gạch chéo được giới hạn bi hai sai lệch giới hạn. Ví dụ 6: Sơ đồ phân bố miền dung sai ca lắp ghép có dN = DN = 40 mm. Sai lệch giới hạn ca kích thước lỗ là: ES = +25µm; EI = 0. Sai lệch giới hạn ca kích thước trục es = -25µm; ei = -50µm được biểu diễn như hình vẽ 1.9. Hình 1.9. Sơ đồ phân bố miền dung sai 1.5.2.2. Tác dụng ca sơ đồ lắp ghép Qua sơ đồ phân bố miền dung sai ta xác định được: - Giá trị ca kích thước danh nghĩa ca mối ghép (DN, dN) - Biết được giá trị ca sai lệch giới hạn (ES, EI, es,ei) - Biết được vị trí và giá trị kích thước giới hạn (Dmax, Dmin, dmax, dmin). - Trị số ca dung sai kích thước lỗ, trục (TD, Td) và ca mối ghép - Dễ dàng nhận biết đặc tính ca lắp ghép. Trang 14
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng +Lắp lỏng nếu miền dung sai lỗ nằm trên miền dung sai trục +Lắp chặt nếu miền dung sai trục nằm trên miền dung sai lỗ +Lắp trung gian nếu miền dung sai lỗ và trục nằm xen kẽ nhau. - Biết được trị số độ h, độ dôi giới hạn. Hình 1.10. Ví dụ 7: Cho lắp ghép có sơ đồ phân bố miền dung sai như hình vẽ 1.10. Qua sơ đồ trên ta xác định được: Kích thước danh nghĩa ca mối ghép DN= dN = 45mm Sai lệch giới hạn ES = 25µm; EI = 0; es = 50µm; ei = 34µm. Kích thước giới hạn Dmax = 45,025 mm; Dmin = 45mm; dmax = 45,05mm; dmin =45,034mm Dung sai kích thước lỗ TD = 25µm và trục Td = 16µm Dung sai ca mối ghép T = 25 + 16 = 41 µm Mối ghép là lắp chặt vì miền dung sai trục nằm trên miền dung sai lỗ. Độ dôi giới hạn Nmax = 50 µm Nmim = 9 µm Ví dụ 8: Cho một lắp ghép theo hệ thống lỗ có kích thước danh nghĩa DN = 90 m mm, dung sai ca chi tiết lỗ là TD = 35  , dung sai ca chi tiết trục là Td = 22 m m  . Độ h nhỏ nhất ca lắp ghép là Smin = 12  . Hỏi: 1 Vẽ sơ đồ cho lắp ghép trên? Cho biết đặc tính ca lắp ghép. 2 Tính kích thước giới hạn ca chi tiết lỗ và trục. 3 Tính trị số giới hạn độ h hoặc độ dôi ca lắp ghép. 4 Tính độ h trung bình hoặc độ dôi trung bình và dung sai lắp ghép Trang 15
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Giải: Tính được: ES = +35 m = 0,035 mm EI = 0 m = 0 mm es = -12 m = -0,012mm ei = - 34 m = - 0,034 mm D0,035 90 90,035 mm max D90 0 90 mm min TD 0,035 0 0,035 mm 35 m dmax 90 ( 0,012) 89,988 mm dmin 90 ( 0,034) 89,966 mm Tm22 d  Hình 1.11. Đây là lắp ghép có độ hở Smax 90,035 89,966 0,069 mm 69 m Smin 90 89,988 0,012 mm 12 m SSmax min 69 12 Smtb 40,5 22 Tm69 12 57 s  o0o Trang 16
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng CÂU HỎI ÔN TP 1. Thế nào tính đổi lẫn chc năng? Ý nghĩa ca nó đối với sản xuất và sử dụng. 2. Phân biệt các khái niệm về kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai. 3. Thế nào là lắp ghép ? Dựa vào đâu để phân biệt lắp ghép có độ h, độ dôi, trung gian? 4. Thế nào là hệ thống lỗ, hệ thống trục? Miền dung sai ca các chi tiết cơ s có đặc điểm gì? 5. Biểu diễn sơ đồ lắp ghép có thuận lợi gì? Qua sơ đồ lắp ghép ta xác định được những gì về một lắp ghép. 0,030 6. Cho lắp ghép trong đó kích thước lỗ là 56 , tính sai lệch giới hạn ca trục trong các trưng hợp sau: a) Độ h giới hạn ca lắp ghép là: Smax 136 m , S min 60 m b) Độ dôi giới hạn ca lắp ghép là: Nmax 51 m , N min 2 m c) Độ h và độ dôi giới hạn ca lắp ghép: Smax 39,5 m , N min 9,5 m 7. M t l h t l 50 0,023 ; chi ti t tr c 50 0,005 . ộ ắp ghép có độ trong đó chi tiế ỗ  ế ụ  0,028 - Tính kích thước giới hạn và dung sai ca các chi tiết - Tính độ h giới hạn, độ h trung bình và dung sai ca lắp ghép 8. Một lắp ghép theo hệ thống trục có đưng kính danh nghĩa d = 35 mm dung sai trục Td = 23 m, dung sai ca lỗ TD = 25 m, độ h lớn nhất Smax = 15 m. a) Tính kích thước giới hạn ca lỗ và trục. b) Tính trị số giới hạn độ dôi và dung sai lắp ghép. c) Vẽ sơ đồ lắp ghép ? Trang 17
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Chng 2. DUNG SAI VÀ LP GHÉP B MT TRN Mục đích: Nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về: - Cấp chính xác - Các sai lệch cơ bản - Các mối lắp ghép có độ dôi, độ hở, trung gian. Yêu cầu: Sinh viên phải nắm được: - Các cấp chính xác - Phân biệt được các sai lệch cơ bản - Cách ghi kích thước có sai lệch trên bản vẽ - Đặc điểm, công dụng của mối lắp ghép chặt - Các phương pháp lắp mối ghép chặt. 2.1. Hệ thống dung sai lp ghép 2.1.1. Quy định dung sai Dung sai đặc trưng cho độ chính xác về kích thước của chi tiết gia công. Cùng 1 kích thước nếu dung sai càng bé thì độ chính xác càng cao. Theo TCVN 2244-77, chia độ chính xác làm 20 cấp và theo thứ tự giảm dần, kí hiệu: IT01 , IT0 , IT1 , IT18. - Dung sai theo các cấp: IT01 – IT4: dùng cho các dụng cụ đo - IT4 - IT11: dùng cho các kích thước lắp ghép - IT12 - IT17: dùng cho các kích thước không lắp ghép hoặc các lắp ghép không quan trọng, mối ghép thô. - Đơn vị dung sai dùng để tính trị số dung sai và phân chia cấp chính xác. Đơn vị dung sai được kí hiệu là i Với cấp chính xác từ 5 đến 18 được tính theo công thức sau: 3 i 0,45 D 0,001 D Với: D (mm), i (µm) + Trị số dung sai có cấp chính xác 5 đến 18 i: hệ số dung sai IT = ai a: hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác (Đối với kích thước từ 1 - 500 mm) Trang 18
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng + Còn kích thước 500 - 3150 mm i = 0,004D + 2,1 Bảng 2.1. Khoảng kích thước danh nghĩa KT IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT18 danh nghĩa IT17 (mm) 500 - - - - 7 10 16 25 40 64 100 160 250 400 640 1000 1600 2500 >500 3150 2 2,7 3,7 5 7 10 16 25 40 64 100 160 250 400 640 1000 1600 2500 2.1.2. Quy định v lp ghép Hệ thống các kiểu lắp ghép được quy định dựa theo 2 qui luật sau: - Qui luật của hệ thống lỗ: Miền dung sai của lỗ cơ bản được kí hiệu là H và EI = 0 -> Dmin = D - Qui luật của hệ thống trục: Miền dung sai của trục cơ bản là h và es = 0 -> dmax = d Theo hai quy luật trên để tạo thành các kiểu lắp ghép cần phải qui định dãy các miền dung sai của trục và của lỗ (hình 2.2). TCVN qui định: dãy các miền dung sai của lỗ kí hiệu là A, B, C .Z, ZA, ZB, ZC; dãy các miền dung sai của trục kí hiệu là a, b, c, .z, za, zb, zc. Vị trí mỗi miền dung sai của dãy được xác định bởi vị trí của “sai lệch cơ bản“ (hình 2.1). Vậy, sai lệch cơ bản là sai lệch (dưới hoặc trên) dùng để xác định vị trí miền dung sai so với đường không. Sai lệch gần đường không gọi là sai lệch cơ bản. - Có 28 sai lệch cơ bản đối với trục và 28 sai lệch cơ bản đối với lỗ được kí hiệu bằng chữ latinh, chữ hoa kí hiệu cho lỗ, chữ thường kí hiệu cho trục. - Dãy các sai lệch A (a) -> H (h) dùng để tạo các lắp ghép có khe hở. Từ J(j) -> N(n) là lắp ghép trung gian và từ P(p) -> Zc(zc) là lắp ghép có độ dôi - Trị số của sai lệch cơ bản thì không phụ thuộc vào cấp chính xác. - Các trục j, js và các lỗ J, JS không có sai lệch cơ bản. Đối với JS(js) miền dung sai bố trí đối xứng so với đường không. - Các sai lệch cơ bản của trục và lỗ có cùng chữ kí hiệu sẽ bằng nhau về trị số nhưng ngược dấu Nghĩa là EI = - es với các sai lệch cơ bản đi từ J -> zc. Trang 19
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng MiÒn dung sai trôc MiÒn dung sai lç T T Sai lÖch c¬ b¶n Sai lÖch c¬ b¶n es = ei + T ei + es = es = ei + T es = ei ei ei Sai lÖch c¬ b¶n es es Sai lÖch c¬ b¶n T T ei = es - T - ei = es ei = es - T - es ei = KÝch thíc danh nghÜa KÝch thíc danh nghÜa Hình 2.1. Sai lệch cơ bản của lỗ và trục. Hình 2.2. Các miền dung sai của lỗ và trục. 2.2. Ký hiệu sai lệch vƠ lp ghép trên bản vẽ Tiêu chuẩn qui định có 3 cách ghi kí hiệu: Trang 20
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng - Ghi kí hiệu của miền dung saị - Ghi kí hiệu của sai lệch giới hạn. - Ghi phối hợp. 2.2.1. Ghi kí hiệu của min dung sai - Sự phối giữa chữ chỉ sai lệch cơ bản với cấp chính xác cho ta biết miền dung sai: H7, N9, h8, k5 - Miền dung sai được ghi sau kích thước danh nghĩa : 54 K7, 40h6, 50M8 - Trên bản vẽ lắp ghép kí hiệu được ghi ở dạng phân số. Trong đó miền dung sai của chi tiết lỗ ghi ở tử số, miền dung sai của chi tiết trục ghi ở mẫu số: Js6 HK67 80 50 ; 90 ; Như: h5 mh66 H 7 -70 : Lắp ghép có kích thước danh nghĩa là 70 mm; lắp ghép theo hệ n6 thống lỗ cơ bản (H); chi tiết lỗ cấp chính xác 7, sai lệch cơ bản của lỗ là H, miền dung sai là H7; sai lệch cơ bản của trục là n; cấp chính xác của trục là cấp 6, miền dung sai của trục là n6. Js6 -80 : Lắp ghép có kích thước danh nghĩa là 80 mm; lắp ghép theo hệ thống h5 trục (h); chi tiết trục chính xác cấp 5; sai lệch cơ bản của lỗ là Js; cấp chính xác của lỗ là cấp 6. - 50H 6 : Chi tiết lỗ trong lắp ghép hệ thống lỗ; kích thước danh nghĩa 50mm; sai lệch cơ bản của trục là H, chính xác cấp 6. - 20d 9 : Chi tiết trục lắp ghép trong hệ thống lỗ; kích thước danh nghĩa 20mm; sai lệch cơ bản của trục là d; chính xác cấp 9. 2.2.2. Ghi trị số của sai lệch giới hạn - Ghi kích thước danh nghĩa của chi tiết hoặc lắp ghép, kèm theo dấu và trị số các sai lệch. - Sai lệch trên thì ghi ở trên, sai lệch dưới thì ghi ở dưới, con số chỉ sai lệch thì viết nhỏ hơn. Trang 21
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 2.2.3. Ghi phối hợp Ghi cả kí hiệu qui ước của miền dung sai và trị số sai lệch cơ bản được ghi vào ngoặc đơn và ở bên phải, kí hiệu 60rG 6 0,09 ; 50 5 0,02  0,04 0,01 Ø40js6 hoÆc Ø40±0,008 Ø40H7 H7 hoÆc Ø40 js6 Ø40+0,025 hoÆc Ø40+0,025 ±0,008 Hình 2.3. Cách ghi sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ. 2.3. Chn kiểu tiêu chuẩn cho mối lp ghép khi thit k Trong quá trình thiết kế, theo quy luật của hệ thống lắp ghép lỗ cơ bản và trục cơ bản ta có thể hình thành các lắp ghép tiêu chuẩn theo 3 nhóm lắp lỏng, chặt, trung gian. Khi chọn các kiểu lắp tiêu chuẩn, phải tùy thuộc vào chức năng sử dụng của mối ghép mà định ra yêu cầu về độ hở hoặc độ dôi giới hạn của lắp ghép. Sau đó căn cứ vào độ hở (độ dôi) giới hạn để chọn kiểu lắp cho phù hợp. 2.3.1. Chn kiểu lp lng tiêu chuẩn HHH ABH Nhóm lắp lỏng tiêu chuẩn gồm các kiểu lắp: , , , và , , , a b h h h h HA H Với độ giảm dần từ: đến ah h * Cách chọn: Xuất phát từ giá trị độ hở giới hạn yêu cầu mà ta chọn kiểu lắp có độ hở giới hạn phù hợp 2.3.2. Chn kiểu lp trung gian tiêu chuẩn Nhóm lắp ghép trung gian tiêu chuẩn gồm các kiểu lắp: H77 Js HHHH ; ,,, js66 h jz k m n Trang 22
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng H J S HN Với độ dôi tăng dần từ: đến jhS nn * Cách chọn: Khi chọn mối ghép trung gian phải căn cứ vào độ hở và độ dôi cho phép của mối ghép để chọn mối ghép phù hợp với yêu cầu. 2.3.3. Chn kiểu lp cht tiêu chuẩn Nhóm lắp chặt tiêu chuẩn gồm các kiểu lắp: HHHHHHH PRSTV ,,,,,, và ,,,, p r s t u x z h h h h h HP HV Với độ dôi tăng dần từ: đến ph zh . * Cách chọn: Giống như kiểu lắp lỏng, ta căn cứ vào độ dôi cho phép của mối ghép chặt phù hợp với yêu cầu .  Các bảng dung sai Sai lệch giới hạn của kích thước ứng với các miền dung sai tiêu chuẩn đã được tính và đưa vào bảng tiêu chuẩn (TCVN 2245 - 99), khi cần biết trị số sai lệch giới hạn kích thước ứng với miền dung sai bất kỳ nào ta tra trong bảng 1, 2, 3, 4, 5 (Sổ tay dung sai- lắp ghép [6]). Bảng 1: Sai lệch kích thước của lỗ đối với các kích thước đến 500 mm. Bảng 2: Sai lệch kích thước trục đối với các kích thước đến 500 mm Bảng 3: Độ hở giới hạn của các lắp ghép lỏng kích thước từ 1÷500 mm Bảng 4: Độ dôi giới hạn của các lắp ghép chặt kích thước từ 1÷500 mm Bảng 5: Độ dôi giới hạn của các lắp ghép trung gian kích thước từ 1÷500mm. Ví dụ1: Cho lắp ghép trụ trơn có kích thước danh nghĩa là 35 mm, độ hở yêu cầu là: Smax yc 50 m ; S min yc 9 m. - Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho lắp ghép. - Xác định sai lệch giới hạn kích thước lỗ và trục. Giải: Theo bảng giá trị độ hở giới hạn của lắp lỏng, theo các số liệu đề cho ta tiến hành tra bảng và xác định được hai kiểu lắp là: + 35Hg 7 / 6 : Lắp ghép trong hệ lỗ cơ bản, (sử dụng ưu tiên) + 35Gh 7 / 6 : Lắp ghép trong hệ trục cơ bản. Trang 23
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng + Từ đó tiếp tục tra bảng ta sẽ chọn được sai lệch giới hạn trên và dưới của chi tiết lỗ và trục. ES 25m es 9m 35H 7 35g 6 EI 0 ei 25 m Ví dụ 2: Cho lắp ghép trụ trơn có kích thước danh nghĩa là 92 mm. Độ dôi và độ hở yêu cầu là: Nmaxyc 25 m ; S max yc 32 m. - Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho lắp ghép. - Xác định sai lệch giới hạn kích thước lỗ, trục và biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép. Giải: Theo bảng giá trị độ dôi giới hạn của các kiểu lắp tiêu chuẩn trung gian, ta xác định được hai kiểu lắp là: + 92Hk 7 / 6 + 92kH 7 / 6 Cần chú ý là: Độ hở được xem như là độ dôi có giá trị âm Vậy Smmax yc 32 được xem như là Nmmin yc 32 Làm tương tự như ví dụ 1, tra cho các sai lệch giới hạn kích thước lỗ và trục và biểu diễn trên sơ đồ phân bố miền dung sai. 2.4. Phạm vi ứng dụng của các lp ghép tiêu chuẩn 2.4.1. Lp ghép có độ dôi 2.4.1.1. Đặc điểm và phạm vi sử dụng Trong mối ghép có độ dôi, độ dôi giữa lỗ và trục gây ra biến dạng đàn hồi, tạo ra lực ma sát trên bề mặt lắp ghép giữ cho mối ghép được bền chặt. Vì vậy, trong mối ghép có độ dôi, các chi tiết luôn luôn cố định lại với nhaụ. Từ đặc điểm đó lắp ghép có độ dôi được dùng cho các mối ghép cố định hoặc dùng trong những trường hợp cần truyền chuyển động mà không dùng các chi tiết phụ (như then, chốt ) N Tuỳ theo tỉ lệ m/ mm , người ta chia các mối ghép có độ dôi ra làm d ba loại: loại nặng, loại trung bình, loại nhẹ. Trang 24
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng HHHH7 8 8 8 + Loại nặng: gồm ; ; ; u7 z 8 x 8 u 8 N Các lắp ghép này có tỉ lệ m/ mm , (N là độ dôi trung bình và d là d đường kính danh nghĩa của lắp ghép). Loại này dùng cho các mối lắp ghép cần truyền mômen xoắn lớn và làm việc trong điều kiện phụ tải lớn khi chi tiết có độ bền đủ bền. HHHH6 7 7 8 + Loại trung bình: Gồm các lắp ghép: ; ; ; s5 r 6 s 7 s 8 N Các lắp ghép loại này có tỉ số 0,5m / mm . Loại này truyền được d mômen xoắn nhỏ và tải trọng nhỏ hơn so với loại nặng. HH67 + Loại nhẹ: Gồm các lắp ghép ; pp56 N Các lắp ghép này có tỉ số 0,25m / mm . Loại này truyền được lực d hướng trục cũng như mômen xoắn nhỏ. Khi có yêu cầu hai chi tiết không được dịch chuyển tương đối với nhau thì phải dùng thêm các chi tiết phụ như then, chốt 2.4.1.2. Phương pháp lắp các mối ghép có độ dôi  Mối lắp ghép có độ dôi cần đảm bảo 2 yêu cầu: + Trường hợp có độ dôi nhỏ nhất, phải đảm bảo mối ghép đủ bền chặt, truyền được mômen xoắn. + Trường hợp có độ dôi lớn nhất không làm các chi tiết bị phá hỏng.  Có hai phương pháp lắp các mối ghép có độ dôi: phương pháp ép nguội và phương pháp ép nóng. + Phương pháp ép nguội: Thực hiện khi ép hai chi tiết lại với nhau ở nhiệt độ bình thường. Khi lắp ghép các chi tiết nhỏ, độ dôi nhỏ, có thể dùng búa đồng đóng. Lắp ghép các chi tiết lớn độ dôi lớn phải dùng các loại máy ép để ép. Loại ghép theo phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện phù hợp với điều kiện sản xuất ở các xưởng cơ khí nói chung. Nhược điểm lực ép sẽ làm cho các điểm lồi lõm trên bề mặt lắp ghép bị san phẳng, do đó độ dôi thực tế không đạt được như Trang 25
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng độ dôi tính toán, sức bền chặt của mối ghép bị giảm. Do vậy những mối ghép cần độ dôi lớn và truyền mômen xoắn lớn người ta thường lắp ghép bằng phương pháp ép nóng. + Phương pháp ép nóng: Dựa vào tính co giãn vì nhiệt của kim loại để lắp ép các mối ghép có độ dôi. Tuỳ theo điều kiện cụ thể có thể áp dụng các trường hợp sau: - Nung nóng chi tiết bao; - Làm lạnh chi tiết bị bao; - Phối hợp cả nung nóng chi tiết bao và làm lạnh chi tiết bị baọ Khi nung nóng hoặc làm lạnh chi tiết, nhiệt độ nung nóng hoặc làm lạnh 0 NSmax 0 được tính như sau: tt 0 1000 d Trong đó: Nmax: là độ dôi lớn nhất của lắp ghép S0: là khe hở cần thiết để lắp, thường lấy bằng độ hở nhỏ nhất của lắp ghép. α: là hệ số giãn nở vì nhiệt, - khi nung nóng: với thép α = 11.10-6, với gang α = 10.10-6; - khi làm lạnh: với thép α = -8,5.10-6, với gang α = -8.10-6. d: là đường kính lắp ghép mm t0 : là nhiệt độ nơi làm việc. Thực hiện phương pháp ép nóng, độ nhấp nhô trên bề mặt lắp ghép không bị san phẳng, độ bền chặt của mối ghép được đảm bảo, do đó mối ghép truyền được mômen xoắn lớn và chịu được tải trọng chiều trục lớn. Nhưng phương pháp này đòi hỏi thiết bị phức tạp. 2.4.2. Lp ghép có độ hở Nói chung các mối ghép cớ độ hở được dùng trong trường hợp các chi tiết cần chuyển động tương đối với nhau và thường được dùng với các cấp chính xác từ 5 đến 12. Trang 26
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng HH78 - Các lắp ghép ; có khe hở nhỏ nhất bằng không, do đó các lắp ghép này hh67 nằm trên ranh giới giữa lắp ghép có độ hở và lắp ghép trung gian. Khi bôi trơn tốt, các chi tiết có thể dịch chuyển một cách tự do, ví dụ: pittông xi lanh, Nhưng khi có lắp thêm các chi tiết phụ (then hoặc chốt) thì các lắp ghép này lại trở thành các mối ghép cố định. HH77 - Các lắp ghép ; có khe hở nhỏ, đảm bảo định tâm tốt được dùng trong gg65 những trường hợp chuyển động không có va đập khi tải trọng thay đổị Ví dụ: biên lắp với cổ trục khuỷu, HH77 - Các lắp ghép ; và các lắp ghép khác được dùng cho mối ghép của các ff76 chi tiết làm việc với vận tốc trung bình và không đổi, ø tải trọng không va đập: trục khuỷu, trục cam, HHH8 8 7 - Các lắp ghép ;; có khe hở tương đối lớn và được dùng cho các mối e8 e 7 e 8 ghép động nhưng có chiều dài của bạc lớn, hoặc nhiều ổ trục, hoặc vận tốc lớn hơn 1000 vg/ph. 2.4.3. Lp ghép trung gian Nhóm lắp ghép trung gian có thể có độ hở hoặc độ dôi Nhưng độ hở hoặc độ dôi đều tương đối nhỏ nên khi lắp ghép chỉ cần dùng tay hoặc dùng búa đóng. Những lắp ghép của các chi tiết có thể dùng máy ép có công suất nhỏ. Trong mối lắp ghép trung gian cần cố định các chi tiết với nhau phải dùng các chi tiết phụ như then hoặc chốt Đặc tính chung của một số lắp ghép trung gian là: HHN7 8 7 - Các lắp ghép ;; tương đối ít sử dụng, chỉ dùng khi có tải trọng lớn, n6 n 7 h 6 va đập, rung động. HM77 - Các lắp ghép ; được dùng khi vật liệu của các chi tiết kém bền hoặc mh66 phải tháo lắp thường xuyên; khi chiều dài bạc lớn hơn 1,5d hoặc bạc có thành mỏng. Trang 27
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng HK77 - Các lắp ghép ; có độ chính xác định tâm tốt và đảm bảo tháo lắp nhanh. Kh66 H77 Js - Các lắp ghép ; được dùng khi cần phải tháo lắp nhanh và thường js66 h xuyên. Các lắp ghép này có khả năng chịu được lực chiều trục nhỏ và sự định tâm của các chi tiết tốt hơn. o0o CÂU HI ÔN TẬP CHNG 2 1. Trong tiêu chuẩn TCVN qui định có bao nhiêu cấp chính xác, kí hiệu cụ thể từng cấp? 2. Có bao nhiêu sai lệch cơ bản của lỗ và trục, kí hiệu từng loại. 3. Có mấy cách ghi kích thước có sai lệch trên bản vẽ, nêu nội dung cụ thể từng cách? 4. Nêu đặc điểm, công dụng của mối lắp ghép chặt và những yêu cầu của mối lắp ghép chặt? 5. Trình bày các phương pháp lắp ghép mối lắp ghép chặt? 6. Cho ví dụ ký hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ và giải thích các ký hiệu đó. 7. Có hai chi tiết A có kích thước danh nghĩa là 315 mm, dung sai là 320 µm; chi tiết B có kích thước danh nghĩa là 316 mm, dung sai là 360 µm. Chi tiết nào có cấp chính xác cao hơn và cấp chính xác của từng chi tiết là bao nhiêu. 8. Cho lắp ghép trụ trơn có kích thước danh nghĩa là 68 mm. Độ dôi giới hạn yêu cầu là: Nmaxyc 51 m ; N min yc 2 m . - Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho lắp ghép. - Xác định sai lệch giới hạn kích thước lỗ, trục và biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép. 9. Cho lắp ghép trụ trơn có kích thước danh nghĩa là 82 mm. Độ dôi yêu cầu là: Nmaxyc 25 m ; N min yc 32 m . - Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho lắp ghép. - Xác định sai lệch giới hạn kích thước lỗ, trục và biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép. Trang 28
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Chương 3. SAI LỆCH HÌNH DẠNG, VỊ TRÍ, NHÁM BỀ MẶT Mục Đích: - Cung cấp kiến thức về sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt của chi tiết gia công. Trên cơ sở đó tiếp thu lý thuyết chuyên môn thuận lợi hơn. Yêu cầu: - Nắm vững các dạng sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt. Cách biểu diễn chúng trên bản vẽ. - Hiểu bản chất và nguyên nhân sinh ra nhám bề mặt, ảnh hưởng của chúng đến chất lượng của mối ghép, chỉ tiêu đánh giá nhám và ký hiệu nhám trên bản vẽ. 3.1. Sai lệch và dung sai hình dạng 3.1.1. Sai lệch về hình dạng 3.1.1.1. Với bề mặt phẳng Đối với bề mặt phẳng sai lệch hình dạng bao gồm: - Sai lệch về độ phẳng: là khoảng cách lớn nhất ∆ từ các đỉnh bề mặt thực tới mặt phẳng áp trong giới hạn của phần chuẩn (L) (hình 3.1). mÆt ph¼ng ¸p L2 L1 mÆt ph¼ng ¸p Hình 3.1. Sai lệch về độ phẳng - Sai lệch về độ thẳng: là khoảng cách lớn nhất ∆ từ các điểm của prôfin thực đến đường thẳng áp, trong giới hạn phần chuẩn (L) (hình 3.2). §õ¬ng th¼ng ¸p L Pr«fin thùc Hình 3.2. Sai lệch về độ thẳng Trang 29
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.1.1.2. Với bề mặt trụ trơn Sai lệch hình dạng được xét theo mặt cắt ngang và mặt cắt dọc. - Sai lệch prôfin theo phương ngang (mặt cắt ngang) bao gồm: + Sai lệch độ tròn: là khoảng cách lớn nhất ∆ từ các điểm của prôfin thực đến vòng tròn áp. vßng trßn ¸p profin thùc Hình 3.3. Sai lệch về độ tròn + Độ ôvan: là sai lệch độ tròn mà prôfin thực là hình ôvan. Profin thực Hình 3.4. Sai lệch về độ ô van + Độ méo (độ phân cạnh) là sai lệch độ tròn mà prôfin thực là hình nhiều cạnh Hình 3.5. Sai lệch về độ phân cạnh - Sai lệch prôfin mặt cắt dọc: Trang 30
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Là khoảng cách lớn nhất từ ∆ từ các điểm trên prôfin thực đến phía tương ứng của prôfin áp. Bao gồm: độ côn, độ phình, độ thắt. profin ¸p profin thù Hình 3.6. Sai lệch prôfin mặt cắt dọc + Độ côn: là sai lệch prôfin mặt cắt dọc mà các đường sinh là các đường thẳng mà không song song với nhau. + Độ phình: là sai lệch prôfin mặt cắt dọc mà các đường sinh không thẳng, các đường kính tăng từ mép biên đến giữa mặt cắt. Hình 3.7. Sai lệch độ côn Hình 3.8. Sai lệch độ phình + Độ thắt: là sai lệch prôfin mặt cắt dọc mà các đường sinh không thẳng và đường kính giảm từ mép biên đến giữa mặt cắt. Hình 3.9. Sai lệch độ thắt - Sai lệch về độ trụ: là khoảng cách lớn nhất ∆ từ các điểm bề mặt thực tới bề mặt trụ áp. Trang 31
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng L MÆt trô ¸p MÆt trô thùc Hình 3.10. Sai lệch độ trụ 3.2. Sai lệch và dung sai vị trí giữa các bề mặt Tiêu chuẩn đã phân chia sai lệch và dung sai vị trí thành các dạng sai lệch điển hình: sai lệch và dung sai độ song song, độ vuông góc, độ đồng tâm, độ đối xứng, độ nghiêng, 3.2.1. Sai lệch và dung sai độ song song Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật mÆt ph¼ng ¸p 0.02 A L2 B Dung sai độ song song của bề mặt B đối a L1 với mặt chuẩn A là 0,02mm A A 0.2 A Dung sai độ b song song của mặt phẳng áp MÆt ph¼ng thùc chung đối với Là hiệu khoảng cách lớn nhất a và nhỏ mặt chuẩn A là nhất b giữa các mặt phẳng áp trong giới A 0,2mm hạn phần chuẩn. D B 0.04 A C Dung sai độ = a - b song song của bề mặt B, C, D đối với mặt chuẩn A là A A 0,04mm Trang 32
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.2.2. Sai lệch tổng của độ song song và độ phẳng Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật BÒ mÆt thùc a Dung sai tổng độ song song 0.02 A B và độ phẳng của bề mặt B b so với mặt chuẩn A là MÆt chuÈn 0,02mm A A Là hiệu khoảng cách lớn nhất a và nhỏ nhất b từ các điểm trên bề mặt thực đến mặt phẳng chuẩn trong giới hạn phần chuẩn quy định. = a - b 3.2.3. Sai lệch độ song song của đường tâm đối với mặt phẳng hoặc mặt phẳng đối với đường tâm Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật L Dung sai 0,01 A độ song song của a đường tâm lỗ b so với A bề mặt A là 0,01mm = a - b 0.02 A Dung sai BÒ mÆt chuÈn độ song song của Là hiệu của khoảng cách lớn nhất a và đường nhỏ nhất b giữa đường tâm và mặt phẳng tâm trên phần chuẩn. A A chung của lỗ đối với mặt chuẩn A là Trang 33
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 0,02mm 0.02 A B Dung sai A độ song song của bề mặt B đối với bề mặt A là A 0,02mm 3.2.4. Sai lệch độ song song của hai đường tâm hoặc hai đường thẳng trong không gian Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ song y song của đường x a tâm lỗ b đang khảo L sát đối với đường ChuÈn tâm lỗ A MÆt ph¼ng chung là Là tổng hình học của sai lệch độ song 0,01mm. song hai đường tâm hoặc đường thẳng ( X , y) trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau mà một trong chúng là mặt phẳng chung (mặt phẳng đi qua đường tâm chuẩn và một điểm của đường tâm kia). Trang 34
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.2.5. Sai lệch độ vuông góc của hai mặt phẳng Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ vuông 90฀ 0,01 A góc của bề mặt đang khảo sát L đối với mặt A chuẩn A BÒ mÆt chuÈn là Là sai lệch về góc giữa các mặt phẳng 0,01mm. so với góc vuông (900), biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài chuẩn L. 3.2.6. Sai lệch độ vuông góc của mặt phẳng hoặc đường tâm với đường tâm Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai 0.02 B độ vuông 90° góc của đường tâm lỗ B đối với đường L tâm lỗ A A là 0,02mm. Là sai lệch về góc giữa các mặt phẳng và đường tâm hoặc đường tâm với đường tâm chuẩn so với góc vuông 0 (90 ), biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài chuẩn L. Trang 35
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.2.7. Sai lệch độ vuông góc của đường tâm với mặt phẳng Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ vuông góc của đường tâm bề mặt B đối với L bề mặt A là 0,02mm. A 0.02 Dung sai độ MÆt chuÈn vuông góc của Là sai lệch góc giữa đường tâm và mặt đường tâm lỗ phẳng chuẩn so với góc vuông (900), biểu đối với bề mặt thị bằng đơn vị dài trên chiều dài chuẩn A là 0,02mm L. (dung sai quan hệ). 3.2.8. Độ đảo mặt mút Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật 0.02 Dung sai độ đảo mặt mút của bề mặt B d đối với đường A tâm lỗ A là 0,02mm. §õ¬ng t©m chuÈn B Là hiệu khoảng cách lớn nhất và Dung sai độ nhỏ nhất từ các điểm trên profil thực đảo mặt mút của mặt đầu tới mặt phẳng vuông góc của bề mặt B với đường tâm chuẩn; được xác định đối với đường theo đường kính d hoặc bất kì của mặt tâm bề mặt A là mút. 0,02mm theo đường kính 50mm. Trang 36
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.2.9. Độ đảo mặt mút toàn phần Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ đảo mặt mút toàn phần của bề mặt B đối với đường tâm bề mặt A là 0,02mm. §õ¬ng t©m chuÈn Là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ tất cả các điểm của mặt mút tới mặt phẳng vuông góc với đường tâm chuẩn. 3.2.10. Sai lệch độ đồng trục đối với đường tâm (đường trục) bề mặt chuẩn Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Đõ¬ng t©m bÒ mÆt chuÈn L 0.02 Dung sai độ đồng trục của lỗ B đối với lỗ B A là 0,02mm. A Là khoảng cách lớn nhất giữa đường tâm bề mặt được xét và đường tâm bề mặt chuẩn trên chiều dài phần chuẩn L. Trang 37
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.2.11. Sai lệch độ đồng trục đối với đường tâm chung Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật §¦êng t©m chung L1L 2 Dung sai độ 0.02 đồng trục của  các lỗ đối với đường tâm chung A là  0,02mm. A Là khoảng cách lớn nhất ( 1 hoặc 2) giữa đường tâm của bề mặt khảo sát với đường tâm chung của hai hay một số bề mặt trên chiều dài chuẩn (L1 hoặc L2). 3.2.12. Sai lệch độ đồng tâm Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ đồng tâm của bề mặt B đối với bề mặt A là 0,02mm. Là khoảng cách trong mặt phẳng đã cho giữa các tâm profin có dạng danh nghĩa của đường tròn. Trang 38
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.2.13. Độ đảo hướng kính Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật §õ¬ng t©m chuÈn Dung sai độ đảo hướng kính của bề mặt B đối với bề mặt A là 0,02mm. Dung sai độ Là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ đảo hướng kính nhất từ các điểm trên profil thực của bề của bề mặt C mặt quay tới đường tâm chuẩn (đường đối với đường tâm bề mặt chuẩn hoặc đường tâm tâm chung của chung) trong mặt cắt vuông góc với bề mặt A và B đường tâm chuẩn. là 0,02mm. 3.2.14. Độ đảo hướng kính toàn phần Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ L đảo hướng §õ¬ng t©m chuÈn kính toàn phần của bề Rmin mặt C đối với đường tâm chung của bề mặt A và B là Rmax 0,02mm. Là hiệu khoảng cách lớn nhất Rmax và nhỏ nhất Rmin từ tất cả các điểm trên bề mặt thực trong giới hạn phần chuẩn L đến đường tâm chuẩn (là kết quả của sự xuất hiện đồng thời sai lệch độ trụ và sai lệch độ đồng trục). Trang 39
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.2.15. Sai lệch độ đối xứng đối với mặt phẳng đối xứng của yếu tố chuẩn Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ MÆt ph¼ng ®èi đối xứng của xøng chuÈn T0.02 A bề mặt B đối với đường B B tâm của lỗ A là 0,02mm. B/2 B Là khoảng cách lớn nhất giữa mặt phẳng đối xứng của yếu tố được xét và mặt phẳng đối xứng của yếu tố chuẩn, trong giới hạn phần chuẩn. 3.2.16. Sai lệch độ đối xứng đối với mặt phẳng đối xứng chung Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ T0.02 AB đối xứng của lỗ đối với mặt phẳng chung của rănh A, B là 0,02mm MÆt ph¼ng ®èi xøng chung (dung sai Là khoảng cách lớn nhất giữa mặt B quan hệ). phẳng đối xứng của yếu tố được xét và mặt phẳng đối xứng chung của hai hay một số yếu tố, trong giới hạn phần chuẩn. Trang 40
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.2.17. Sai lệch độ giao trục Định nghĩa Ghi kí hiệu trên bản vẽ Yêu cầu kỹ thuật Dung sai độ 0,01 A giao trục của 0,02 A các lỗ là 0,01mm. 0,01/50 A §¦êng t©m chuÈn Là khoảng cách nhỏ nhất giữa các đường tâm giao nhau danh nghĩa. 3. 3. Cách ghi kí hiệu sai lệch, dung sai hình dạng và vị trí bề mặt trên bản vẽ Ký hiệu quy ước của sai lệch gồm có dấu hiệu và trị số sai lệch ghi trong một khung chữ nhật. Khung này gồm có 2 hay 3 ô. Ô thứ nhất : Ghi dấu hiệu sai lệch Ô thứ hai : Ghi trị số sai lệch tính bằng milimet. Ô thứ ba : Ký hiệu bằng chữ chuẩn hoặc yếu tố liên quan sai lệch vị trí bề mặt - Để ký hiệu dung sai vị trí phụ thuộc, sau trị số dung sai ghi chữ M trong vòng tròn. M Ví dụ một số cách ghi ký hiệu dung sai hình dạng và vị trí ở mục 3.2 nêu trên và hình 3.11 sau đây. 0,025 0,02 B 15n6 15n6 15K6 15K6   0,025 O 0,025 O B Hình 3.11 Trang 41
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.4. Nhám bề mặt 3.4.1. Bản chất của nhám bề mặt Các bề mặt của chi tiết dù gia công theo phương pháp nào cũng không thể đạt độ nhẵn một cách tuyệt đối mà vẫn còn những nhấp nhô. Những nhấp nhô này là kết quả của vết dao để lại, của rung động trong quá trình cắt, của tính chất không đồng đều của vật liệu, Tuy nhiên không phải toàn bộ những nhấp nhô trên đều thuộc về độ nhám. Để làm rõ vấn đề này, ta xét 1 phần của bề mặt đã được khuếch đại sau: Hình 3.12. - Nhấp nhô có độ cao h1 thuộc về độ không phẳng của bề mặt. - Nhấp nhô có độ cao h2 thuộc về độ sóng bề mặt. - Nhấp nhô có độ cao h3 thuộc về độ nhám bề mặt.  Như vậy, nhám là mức độ cao thấp của các nhấp nhô xét trong một phạm vi hẹp của mặt gia công. Độ nhẵn thấp khi chiều cao nhám lớn và ngược lại. - Cùng với sai số về mặt kích thước, độ nhẵn bề mặt của chi tiết cũng hết sức coi trọng. Nó ảnh hưởng nhiều đến chất lượng làm việc của chi tiết máy. - Chi tiết có độ nhẵn càng cao thì khả năng chống ăn mòn, mài mòn càng tốt. Đồng thời hạn chế được các vết nứt phát sinh trong quá trình làm việc. - Trong các mối ghép có độ hở, độ nhẵn thấp sẽ làm cho các chi tiết nhanh mòn, bởi vì khi các chi tiết làm việc các đỉnh nhọn của nhám bị mài mòn, bột kim loại đó trộn lẫn với dầu máy càng đẩy nhanh quá trình mài mòn của các bề mặt. - Trong các mối ghép có độ dôi, nhám càng làm giảm độ bền của các mối ghép, bởi vì khi lắp ép hai chi tiết lại với nhau các đỉnh nhám bị san phẳng. Do vậy, độ dôi thực tế sẽ nhỏ hơn độ dôi tính toán. Trang 42
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 3.4.2. Chỉ tiêu đánh giá độ nhám Theo TCVN 2511 -78, nhám bề mặt được đánh giá theo 1 trong 2 thông số sau: 3.4.2.1. Sai lệch trung bình số học của prôfin Ra Sai lệch trung bình số học của Ra là trị số trung bình của khoảng cách từ điểm trên đường nhấp nhô đến đường trung bình 00’. Các khoảng cách là y1, y2, yn và chỉ lấy giá trị tuyệt đối. n y1 y 2 yn 1 R y a  i n n i 1 1 L 1 n R y dx y Hay: a x  i L 0 n i 1 Đường trung bình 00’ là đường chia đường cong nhám bề mặt thành 2 phần diện tích bằng nhau. F1 + F3 + F5 + + Fn-1 = F2 + F4 + F6 + + Fn Hình 3.13 3.4.2.2. Chiều cao trung bình của nhám theo mười điểm RZ Chiều cao trung bình nhám theo 10 điểm Rz là chiều cao trung bình của 5 khoảng cách từ 5 đỉnh cao nhất đến 5 đáy thấp nhất của nhám tính trong phạm vi chiều dài chuẩn. 5 5 5 5 / H i max / / H i min / hi max hi min 1 1 1 1 RZ 5 5 Trong đó himax và himin là khoảng cách từ 5 điểm cao nhất và 5 điểm thấp nhất đến đường thẳng song song nằm phía dưới và không cắt profin thực. Trang 43
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Trong 2 thông số trên khi trị số Ra và Rz càng lớn thì nhám càng lớn nên độ nhẵn thấp. Ngược lại Ra và Rz càng nhỏ thì độ nhẵn cao. - Trong sản suất thường đánh giá nhám bề mặt bằng 1 trong 2 chỉ tiêu trên. - Việc chọn Rz hay Ra là tùy thuộc vào chất lượng yêu cầu của bề mặt và đặc tính kết cấu của bề mặt. - Chỉ tiêu Ra được sử dụng phổ biến vì nó cho phép ta đánh giá chính xác hơn về độ nhám trung bình. - Đối với bề mặt quá thô và nhỏ thì dùng Rz. 3.5. Ghi ký hiệu nhám bề mặt trên bản vẽ Độ nhám của bề mặt chi tiết trên bản vẽ được ký hiệu bằng dấu 2 1 3 4 (1): Ghi trị số Ra hoặc Rz. Riêng đối với thông số Ra không cần ghi tên mà chỉ cần ghi trị số. (2): Ghi phương pháp gia công đặc biệt (cạo, mài, nghiền, đánh bóng) (3): Ghi chiều dài chuẩn khác tiêu chuẩn (4): Ghi hướng mấp mô - Hướng mấp mô chéo nhau X - Hướng mấp mô bất kỳ M - Hướng mấp mô tròn O - Hướng mấp mô hướng tâm R + Độ nhám bề mặt không gia công, kí hiệu: ฀ + Nếu cần quy ước phương pháp gia công ta quy ước như sau: - phương pháp gia công có phoi - phương pháp gia công không phoi (cán, lăn ép, nong ) - không xác định phương pháp gia công Trang 44
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Nếu tất cả các bề mặt chi tiết có cùng cấp độ nhám thì ghi kí hiệu độ nhám chung ở một góc trên bên phải của bản vẽ. - Nếu phần lớn các bề mặt của chi tiết có cùng cấp độ nhám thì ghi kí hiệu chung ở trong dấu ngoặc đơn đặt ở góc bên phải của bản vẽ - Nếu các phần của một bề mặt có các cấp độ nhám khác nhau thì vẽ đường phân cách bằng nét liền mảnh và kí hiệu độ nhám cho từng phần. Đường phân cách không kẻ qua kí hiệu vật liệu trên mặt cắt Rz80 0,63 0,63 1,6 Rz20 20 z R Rz20 0,63 20 z R 20 z R 20 z R Hình 3.14 Độ nhám bề mặt răng, mặt then hoa, thân khai được ghi trên mặt chia, khi trên bản vẽ không có hình chính diện. Kí hiệu độ nhám bề mặt làm việc của ren có thể ghi ngay bên cạnh kích thước đường kính ren hoặc profin ren. 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. 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. Trên bản vẽ chi tiết: Trị số Rz dùng cho cấp nhẵn bóng cấp 1 đến cấp 5 và cấp 13, 14. Trị số Ra dùng cho cấp nhẵn bóng cấp 6 đến cấp 12. Trang 45
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Bảng 3.1: Độ nhám bề mặt chi tiết máy Cấp độ nhám Ra, µm Rz, µm ∇1 Từ 80,0 ÷ 40,0 Từ 320 ÷ 160 ∇2 dưới 40 ÷ 20 dưới 160 ÷ 80 ∇3 dưới 20 ÷ 10 dưới 80 ÷ 40 ∇4 dưới 10 ÷ 5 dưới 40 ÷ 20 ∇5 dưới 5 ÷ 2,5 dưới 20 ÷ 10 ∇6 dưới 2,5 ÷ 1,25 dưới 10 ÷ 6,3 ∇7 dưới 1,25 ÷ 0,63 dưới 6,3 ÷ 3,2 ∇8 dưới 0,63 ÷ 0,32 dưới 3,2 ÷ 1,6 ∇9 dưới 0,32 ÷ 0,16 dưới 1,6 ÷ 0,8 dưới 0,8 0,4 ∇10 dưới 0,16 ÷ 0,08 ÷ dưới 0,4 0,2 ∇11 dưới 0,08 ÷ 0,04 ÷ dưới 0,2 ÷ 0,1 ∇12 dưới 0,04 ÷ 0,02 dưới 0,1 ÷ 0,05 ∇13 dưới 0,02 ÷ 0,01 dưới 0,05 ÷ 0,025 ∇14 dưới 0,01 ÷ 0,005 o0o CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 1. Trình bày các dạng sai số hình dạng, vị trí bề mặt và các dấu hiệu tương ứng để ghi kí hiệu chúng. 2. Trình bày phương pháp xác định dung sai hình dạng và vị trí các bề mặt khi thiết kế. 3. Thế nào là nhám bề mặt? Các chỉ tiêu đánh giá nhám bề mặt. Cách ghi ký hiệu trên bản vẽ. 4. Ảnh hưởng của nhám bề mặt đến chất lượng sản phẩm? 5. Trình bày phương pháp xác định độ nhám bề mặt chi tiết khi thiết kế. Trang 46
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Chương 4. DUNG SAI KÍCH THƯỚC VÀ LẮP GHÉP CÁC MỐI LẮP GHÉP THÔNG DỤNG Mục đích: Nhằm trang bị cho sinh viên một số kiến thức cơ bản: - Dung sai ổ lăn - Dung sai ren - Dung sai các then, then hoa. Yêu cầu: Sinh viên cần nắm được : - Các yếu tố cơ bản của ổ lăn; ren - Dung sai và cấp chính xác của ổ lăn; ren, bánh răng. - Khái niệm về then, then hoa - Dung sai và lắp ghép của mối ghép then và then hoa. - Hiểu được các kí hiệu lắp ghép trên bản vẽ. 4.1. Dung sai lắp ghép ren hệ mét Mối ghép ren được dùng nhiều trong các máy và dụng cụ. Chi tiết lắp ghép ren được dùng để nối hai chi tiết với nhau, để kẹp chặt, để truyền lực, Người ta chia các ren làm hai nhóm: - Ren kẹp chặt: bao gồm ren hệ mét và hệ Anh. - Ren đặc biệt: bao gồm ren hình thang, ren hình côn, ren hình chữ nhật. 4.1.1. Các yếu tố cơ bản của ren Để đạt được tính lắp lẫn của các chi tiết lắp ghép ren, cần qui định sai số của các yếu tố ren. Ren được đặc trưng không phải chỉ một yếu tố như hình trụ trơn mà bằng một số yếu tố. Mối lắp ghép ren gồm hai chi tiết. Chi tiết có ren trong là đai ốc, chi tiết có ren ngoài là bulông. a, Đường kính trung bình của ren (d2, D2) là đường kính một hình trụ, có đường tâm trùng với đường tâm ren và bề mặt của nó cắt các vòng ren sao cho chiều rộng của thân ren và rãnh ren bằng nhau. b, Đường kính ngoài của ren (d, D) là đường kính của một hình trụ có đường tâm trùng với đường tâm ren, bao lấy đỉnh của ren ngoài và đáy của ren trong. c, Đường kính trong của ren (d1, D1) là đường kính một hình trụ, có đường tâm trùng với đường tâm ren, bao lấy đáy của ren ngoài và đỉnh của ren trong. Trang 47
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Hình 4 .1. Các thông số cơ bản của ren hệ met d, Bước ren p: là khoảng cách giữa hai cạnh ren song song kề nhau, đo theo phương song song với trục ren. e, Góc prôfin ren : là góc tạo thành giữa hai cạnh kề nhau của ren, đo trong mặt phẳng qua trục ren. f, Góc nửa prôfin ren /2: là góc tạo thành giữa một cạnh ren và một đường thẳng góc hạ từ đỉnh l. thuyết của ren xuống trục ren đo trong mặt phẳng qua trục ren. Đo /2 không những có thể biết được góc mà còn biết được cả độ lệch của ren g, Chiều cao lý thuyết của ren H: là khoảng cách từ đỉnh đáy đến đáy của tam giác do các cạnh ren kéo dài tạo thành. h, Chiều cao làm việc của ren h: là khoảng cách tiếp xúc lớn nhất ở một phía của các cạnh ren đai ốc và bulông đo theo phương thẳng góc với trục ren. i, Góc nâng của ren : là góc tạo thành bởi tiếp tuyến của đường xoắn ốc và mặt phẳng thẳng góc với trục của ren. s tg d2 4.1.2. Dung sai và cấp chính xác của ren - Dung sai của ren: Ren được tập hợp bởi nhiều yếu tố, trong đó có những yếu tố cơ bản liên quan đến tính đổi lẫn của ren: đường kính trung bình, đường kính trong, đường kính ngoài, bước ren và góc prôfin ren. Sai số của các yếu tố cơ bản: bước ren, góc prôfin ren đều ảnh hưởng đến tính đổi lẫn của ren. Nhưng những sai số đó đều có thể coi như sai số của đường kính trung bình. Tiêu chuẩn TCVN 2249 – Trang 48
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 93 và TCVN 2250 – 93 quy định dung sai đường kính trung bình ký hiệu là b. Đó là dung sai quy định cho đường kính trung bình biểu kiến. Sửa lại đường kính trung bình là có thể đạt được tính đổi lẫn. b = ITd2 + ITfp + ITf  hay b = ITd2 + 1,732ITp + 0,36pIT /2 Trong đó: ITd2: là dung sai của bản thân đường kính trung bình ITfp: là dung sai lượng bù hướng tâm của sai số bước ren ITf : là dung sai lượng bù hướng tâm của sai số góc /2 ITp: là dung sai của bước ren IT /2: là dung sai của góc /2 Tiêu chuẩn chỉ qui định dung sai đường kính trung bình mà không qui định dung sai riêng cho từng yếu tố ITp và IT /2. Dung sai của đường kính ngoài và đường kính trong chỉ qui định sao cho tránh có độ dôi theo các yếu tố đó. Nghĩa là: Đường kính ngoài dbulông dđai ốc Đường kính trong d1bulông d1 đai ốc - Cấp chính xác chế tạo ren: Dung sai kích thước ren được qui định tùy thuộc vào vào cấp chính xác chế tạo ren. TCVN 2249 - 77 qui định mối ghép ren thường dùng ở các cấp chính xác 2, 3, 4, 5 và 6. Cấp chính xác của các kích thước chủ yếu của mối ghép ren được chọn theo Bảng 6.3 trang 183 tài liệu [6]. Sai lệch cơ bản, miền dung sai của mối ghép ren theo kiểu lắp lỏng được chọn theo Bảng 6.8 trang 187 tài liệu [6]. Sai lệch cơ bản, miền dung sai của mối ghép ren theo kiểu lắp trung gian được chọn theo Bảng 6.22 trang 209 tài liệu [6]. Sai lệch cơ bản, miền dung sai của mối ghép ren theo kiểu lắp chặt được chọn theo Bảng 6.16 trang 202 tài liệu [6]. Dung sai kích thước và sai lệch giới hạn của các kích thước trong mối ghép ren được chọn trong Bảng 6.10 đến Bảng 6.14 trang 189 tài liệu [6]. Trang 49
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 4.1.3. Ký hiệu ren hệ mét trên bản vẽ Ví dụ: Cho lắp ghép ren như sau: M20 × 1,5 × 2(Pl) LH - 4H6H /4j6g Giải thích ký hiệu lắp ghép . - M20 biểu thị ren hệ Mét, có đường kính bu lông dn = 20mm, - Số 1,5 biểu thị dùng ren bước nhỏ pr =1,5 mm (nếu dùng bước ren lớn thì không cần ghi), - Ký hiệu 2(Pl) chỉ ren 2 đầu mối (nếu ren 1 đầu mối thì không cần ghi, - Chữ LH chỉ ren trái (nếu ren xoắn phải thì không cần ghi), - Ký hiệu 4H6H là miềm dung sai của lỗ đai ốc, đường kính trung bình D2 có cấp chính xác 4 sai lệch cơ bản kiểu H; đường kính trong của đai ốc D1 có cấp chính xác 6 sai lệch cơ bản kiểu H (nếu kích thước D2 và D1 cùng miền dung sai thì chỉ ghi một lần). - Ký hiệu 4j6g biểu thị miền dung sai đường kính trung bình d2 của bu lông, cấp chính xác 4 sai lệch cơ bản kiểu j, (d2 = (d+d1) / 2); đường kính ngoài của bu lông d có cấp chính xác 6 sai lệch cơ bản kiểu g. Nếu kích thước d2 và d cùng cấp chính xác và miền dung sai thì chỉ ghi một lần. 4.2. Dung sai lắp ghép với các chi tiết lắp với ổ lăn 4.2.1. Cấp chính xác và chế tạo ổ lăn Mối ghép ổ lăn được biểu diễn trên Hình 4.3. Ổ lăn là chi tiết máy được tiêu chuẩn hóa cao, được chế tạo trong nhà máy chuyên môn hóa. Dung sai của ổ lăn được quy định trong tiêu chuẩn về ổ lăn, nhà máy chế tạo ổ lăn đã gia công ổ đúng theo tiêu chuẩn. d D 40k6 68G7 Φ Φ B Hình 4.2. Ghi kiểu lắp cho ổ lăn Hình 4.3. Lắp ghép ổ lăn Trang 50
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Khi thiết kế chúng ta chỉ tính chọn kiểu ổ, cỡ ổ lăn và cấp chính xác của ổ, không cần quy định dung sai cho ổ. Tiêu chuẩn quy định 5 cấp chính xác của ổ lăn: cấp 0, cấp 6, cấp 5, cấp 4 và cấp 2. Trong đó cấp 0 là cấp chính xác bình thường, cấp 2 là chính xác cao nhất. Các ổ lăn thường dùng trong hộp giảm tốc có cấp chính xác 0, trường hợp số vòng quay của trục quá lớn hoặc yêu cầu độ chính xác đồng tâm của trục cao, có thể dùng ổ lăn cấp chính xác 6. Biết ký hiệu của ổ lăn chúng ta sẽ biết dung sai của ổ, do đó không cần ghi ký hiệu dung sai của ổ lăn trên bản vẽ lắp. Ví dụ: Ghi kiểu lắp giữa ổ bi với trục và gối đỡ (Hình 4.2): Ký hiệu Φ40k6 biểu thị: Đường kính trục là 40mm, Miền dung sai của trục là k6, Đường kính lỗ vòng trong của ổ d = 40mm, miền dung sai của kích thước d do nhà máy chế tạo ổ quy định. Ký hiệu Φ68G7 biểu thị: Đường kính lỗ của gối đỡ là 68mm, Miền dung sai của lỗ là G7, Đường kính vòng ngoài của ổ D = 68mm, miền dung sai của kích thước D do nhà máy chế tạo ổ quy định. 4.2.2. Lắp ghép ổ lăn Tuy nhiên, khi lắp ghép ổ lăn với trục và gối đỡ, thường một trong hai vòng ổ lắp có độ dôi. Độ dôi sẽ làm cho vòng ổ biến dạng có thể dẫn đến kẹt ổ. P Ph a. Hình 4.4 b. Trong hình a - vùng trong chịu tải cục bộ hình b - vùng ngoài chịu tải cục bộ Trang 51
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Để tính toán độ dãn nở của các vòng ổ, kiểm tra độ hở hướng tâm sau khi lắp ghép ổ lăn, chúng ta cần biết dung sai kích thước đường kính ngoài D, đường kính trong d của ổ. Giá trị dung sai kích thước D, và d được ghi trên Bảng 4.1 trang 71 tài liệu 6. Kiểu lắp ghép ổ lăn với trục và vỏ hộp được chọn tuỳ thuộc vào kết cấu của ổ, điều kiện sử dụng ổ, đặc tính tác dụng của tải trọng và dạng tải trọng của các vòng ổ lăn. Có ba dạng tải trọng tác dụng lên ổ lăn: Tải trọng cục bộ, tải trọng chu kỳ và tải trọng dao động. Đối với vòng ổ chịu tải trọng cục bộ và dao động, thường chọn kiểu lắp có độ hở để dưới tác dụng của va đập và chấn động, vòng ổ bị xê dịch, thay đổi điểm chịu lực, lúc đó ổ lăn tăng được tuổi bền. Đối với vòng ổ chịu tải chu kỳ, thường chọn kiểu lắp có độ dôi để duy trì tình trạng chịu lực đồng đều của ổ. 4.2.3. 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 đường 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: R PR = . Kn . F . FA (kN/m) B' trong đó: R - phản lực hướng tâm tính toán của ổ. Trang 52
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng B’ - chiều rộng làm việc của ổ; B’ = B - 2r. B - chiều rộng ổ. r - bán kính góc lượn mép ổ lăn. Kn - hệ số động lực học của lắp ghép. với K 1,5 Kn = 1; K > 1,5 Kn = 1,8 F - hệ số tính đến mức độ làm giảm độ dôi do trục rỗng hoặc hộp có thành mỏng. FA - hệ số phân bố không đều của tải trọng hướng tâm R trong các dãy con lăn hoặc bi trong ổ thanh lăn côn hai dãy hoặc ổ bi chặn đỡ kép, khi có chiều trục A tác dụng lên ổ. 4.3. Dung sai lắp ghép then 4.3.1. Dung sai Lắp ghép then được sử dụng rất phổ biến, để cố định các chi tiết trên trục như: bánh răng, bánh đai, tay quay, và thực hiện chức năng truyền mô men xoắn hoặc dẫn hướng chính xác khi các chi tiết cần di trượt dọc trục. Then có nhiều loại: then bằng, then bán nguyệt, hình vẽ. Hình 4.5 Trên hình 4.6 là mặt cắt ngang của mối ghép then. Với chức năng là truyền mô men xoắn và hướng dẫn, lắp ghép then được thực hiện theo bề mặt bên và theo kích thước b. Then lắp với rãnh trục và rãnh bạc (bánh răng hoặc bánh đai). Dung sai kích thước lắp ghép tra theo bảng tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn, TCVN 2244-99. Miền dung sai của kích thước b của then, của rãnh then trên trục và Trang 53
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng trên bạc được chọn theo Bảng 4.4 trang 133 tài liệu [6]. Dung sai chiều rộng b của then dùng kiểu h9. Dung sai chiều rộng b của rãnh trên trục thường dùng kiểu H9, N9, P9. Dung sai chiều rộng b của rãnh trên bạc thường dùng kiểu D10, JS9, P9. Hình 4.6 Mối lắp ghép then 4.3.2. Lắp ghép then Mối ghép then bằng trên trục bao gồm hai mối ghép trụ trơn: Mối ghép giữa then với rãnh trên trục và mối ghép giữa then với rãnh trên bạc (Hình 4.6). Tùy theo chức năng của mối lắp ghép then mà ta có thể chọn kiểu lắp tiêu chuẩn như sau: - Trong sản xuất hàng loạt lớn, then lắp với trục theo kiểu N9/h9 và lắp với bạc theo kiểu JS9/h9. - Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, then lắp trên trục và trên bạc theo kiểu P9/h9. - Khi chiều dài then lớn (l > 2d), then nên lắp với bạc theo kiểu D10/h9. - Đối với then dẫn hướng, cần di trượt chi tiết bạc dọc trục, then lắp trên trục theo kiểu N9/h9 và lắp với bạc theo kiểu D10/h9. Sai lệch giới hạn của các kích thước trong mối ghép có thể tra Bảng 4.1, Bảng 4.2; 4.3; 4.4; 4.5 trang 133, 136 tài liệu [6]. 4.4. Dung sai lắp ghép then hoa 4.4.1. Khái niệm Trang 54
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Thực tế khi cần truyền mô men xoắn lớn và yêu cầu độ chính xác định tâm cao giữa trục và bạc thì mối ghép then không đáp ứng được mà ta phải sử dụng mối ghép then hoa. Mối ghép then hoa có nhiều loại: then hoa dạng răng chữ nhật, răng hình thang, răng tam giác, răng thân khai. Phổ biến nhất là then hoa dạng ren chữ nhật, hình vẽ. a.Răng chữ nhật b.Răng thân khai c.Răng hình thang d.Răng tam giác Hình 4.7 Các loại răng then hoa 4.4.2. 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. Tùy theo phương pháp thực hiện đồng tâm 2 chi tiết then hoa mà ta chọn các miền dung sai cho các kích thước lắp ghép. Sự phối hợp các miền dung sai kích thước lỗ và trục then hoa có thể tạo thành một dãy các kiểu lắp thỏa mãn chức năng sử dụng. Khi lựa chọn kiểu lắp then hoa được tra trong các bảng tiêu chuẩn và thường sử dụng các kiểu lắp ưu tiên. Mối ghép trục then hoa với bạc then hoa thực hiện lắp ghép theo hai trong ba kích thước: Chiều rộng b, đường kính ngoài D, và đường kính trong d (Hình 4.8). Lắp ghép then hoa có thể thực hiện như sau: D - Khi thực hiện đồng tâm theo D thì lắp ghép b theo D và b. d Hình 4.8. Mối lắp ghép then hoa Trang 55
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng - Khi thực hiện đồng tâm theo d thì lắp ghép theo d và b. - Khi thực hiện đồng tâm theo b thì lắp ghép chỉ theo b. Tiêu chuẩn TCVN 2324-78 qui định dãy miền dung sai của các kích thước lắp ghép như trong bảng 4.7, 4.8 và 4.9. trang 141 tài liệu [6]. 4.4.3. Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép Trong thực tế thiết kế chế tạo người ta sử dụng một số kiểu lắp ưu tiên cho mối ghép then hoa như sau: - Trường hợp bạc then hoa cố định trên trục thì: + Khi thực hiện đồng tâm theo D thì có thể chọn kiểu lắp: H7/jS7 đối với lắp ghép theo kích thước D F8/jS7 đối với lắp ghép theo kích thước b. + Khi thực hiện đồng tâm theo d thì có thể chọn kiểu lắp: H7/g6 đối với lắp ghép theo kích thước d Đ9/jS7 đối với lắp ghép theo kích thước b. - Trường hợp bạc then hoa dịch chuyển dọc trục thì: + Khi thực hiện đồng tâm theo D thì có thể chọn kiểu lắp: H7/f7 đối với lắp ghép theo kích thước D F8/f7 đối với lắp ghép theo kích thước b. + Khi thực hiện đồng tâm theo d thì có thể chọn kiểu lắp: H7/f7 đối với lắp ghép theo kích thước d F10/f9 đối với lắp ghép theo kích thước b. ฀ Chú ý: Trong trường hợp cần thiết nếu như các kiểu lắp ghép trên không đủ đáp ứng các điều kiện cụ thể của mối ghép thì cho phép lựa chọn kiểu lắp tiêu chuẩn khác (xem TCVN 2324-78 trang 142 tài liệu [6] ). 4.4.4. Kí hiệu mối ghép then hoa trên bản vẽ Trên bản vẽ mối ghép then hoa được kí hiệu theo trình tự sau: - Yếu tố định tâm và số then. - Các kích thước danh nghĩa của d, D và b. - Kí hiệu của các miền dung sai hoặc lắp ghép của các đường kính cũng như của kích thước b được đặt sau các kích thước tương ứng. - Ví dụ kí hiệu của mối ghép then hoa răng chữ nhật và dung sai trong bản vẽ Trang 56
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng lắp và bản vẽ chế tạo: Hình 4.9. Ký hiệu trên mối ghép then hoa Kí hiệu đó cho biết: Mối ghép được định tâm theo đường kính trong d, số then là 8: đường kính H 7 d = 36; D = 40; b = 7; lắp ghép theo đường kính định tâm d là ; theo kích f 7 D9 H12 thước b là ; lắp ghép của đường kính không định tâm D là . h9 a11 - Trong trường hợp này nếu bản vẽ chi tiết thì sẽ ghi như sau: + Với bạc then hoa: d – 8 x 36 H7 x 40 H12 x 7 D9 + Với trục then hoa: d – 8 x 36 f7 x 40 a11 x 7 h9 Theo trình tự trên, giải thích các kí hiệu của mối ghép then hoa trên bản vẽ ghi: HF8 10 D 8 x 36 x 40 x 7 h7 h 9 HD12 9 b 8 x 36 x 40 x 7 a11 h 8 4.5. Dung sai truyền động bánh răng 4.5.1. 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 Trang 57
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 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. * 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 dày 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 momen xoắn cần truyền lớn. Ví dụ: truyền động trong máy cán thép, trong cần trục, cầu trục, palăng Bánh răng trong truyền động này thường có modul và chiều dài răng lớn. * Yêu cầu về " độ chính xác khe hở mặt bên" Yêu cầu này cần được đảm bảo giữa các mặt răng phía không làm việc của cặp răng ăn khớp. Bất kỳ bộ truyền bánh răng nào cũng cần quy định về khe hở mặt bên để tạo mang dầu bôi trơn mặt răng, bồi thường cho sai số giãn nở vì nhiệt, sai số do gia công và lắp ráp, tránh hiện tượng kẹt răng. (fn > fmin) Như vậy, đối với bất kỳ bộ truyền bánh răng nào cũng đòi hỏi cả 4 yêu cầu trên, nhưng tùy theo chức năng sử dụng mà yêu cầu nào chủ yếu. Khi đó yêu cầu chủ yếu đó được quy định cao hơn các yêu cầu khác. Ví dụ: truyền động bánh răng Trang 58
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng trong hộp tốc độ thì yêu cầu chủ yếu là "độ chính xác ổn định" và nó phải được quy định cao hơn "độ chính xác động học" và " độ chính xác tiếp xúc " 4.5.2. Các chỉ tiêu đánh giá độ chính xác của bánh răng và bộ truyền 4.5.2.1. Chỉ tiêu về độ chính xác động học Độ chính xác động học của bánh răng: là sự khác nhau giữa góc quay thực tế và danh nghĩa của bánh răng trên trục làm việc khi nó được dẫn động bởi một bánh răng mẫu chính xác khi không tồn tại độ không song song và lệch trục quay của các bánh răng này. Nó được xác định bằng độ dài cung tròn vòng chia. ir F' 1 vòng của bánh răng góc SS quay của răng bánh Hình 4.10. Biểu diễn đại lượng sai số động học của bánh răng - Mức chính xác động học được đánh giá bằng chính sai số động học của bánh răng kí hiệu là F'ir. Đó là sai số lớn nhất về góc quay của bánh răng trong phạm vi một vòng quay khi nó ăn khớp với bánh răng mẫu chính xác. Sai số động học là tổng hợp tất cả các loại sai số gia công đến độ chính xác động học. Sai số động học của các bánh răng được gia công trên những máy cắt răng bằng 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 (Frr): 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. Trang 59
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng R  S e r rr F Hình 4.11. Biểu diễn đại lượng độ đảo hướng kính của vành răng + 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 4.12. Biểu diễn độ dao động khoảng cách tâm đo + Sai số tích lũy bước răng (Fpr): là hiệu đại số lớn nhất của các giá trị sai số tích lũy k bước răng với tất cả các giá trị k từ 2 đến z/2. Fpr = Fpkr max - Fpkr min W Hình 4.13. Biểu diễn đại lượng đo độ dao động khoảng pháp tuyến chung Trang 60
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng + Độ dao động khoảng pháp tuyến chung (Fvwr):sự dịch chuyển profil răng theo hướng tiếp tuyến trực tiếp gây ra độ dao động khoảng pháp tuyến chung trong phạm vi một vòng quay của bánh răng. Fvwr = Wmax - Wmin Pháp tuyến chung (W) - là khoảng cách giữa 2 mặt phẳng song song tiếp xúc với 2 profil khác nhau. + Sai số lăn răng (Fcr ): là sai số động học của xích bao hình cắt răng. Đó là sai số lớn nhất về góc quay, giữa bánh răng gia công và dụng cụ cắt răng. Ta có thể đo trực tiếp giá trị sai số lăn (Fcr ) trên máy cắt răng. 4.5.2.2. Chỉ tiêu về độ chính xác ổn định (mức làm việc êm) 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. f ' ir 1 vßng quay cña b¸nh r¨ng Hình 4.14. Biểu diễn đại lượng sai số động học cục bộ + Sai số ổn định (chu kỳ) của bộ truyền fzkor và của bánh răng fzkr 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: + Sai số profil răng (ffr): là khoảng cách pháp tuyến giữa 2 profil mặt đầu danh nghĩa bao lấy profil mặt đầu thực. Trang 61
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng + Độ dao động khoảng cách tâm đo sau 1 răng (fir"): là thành phần tần số cao của độ dao động khoảng cách tâm đo + Sai lệch bước răng (fptr): là hiệu giữa 2 bước vòng bất kỳ trên một vòng tròn của bánh răng. + Sai lệch bước cơ sở (fpbr): là hiệu giữa bước cơ sở thực và danh nghĩa, đo trong mặt phẳng vuông góc với hướng răng. 4.5.2.3. Chỉ tiêu về độ chính xác tiếp xúc - Để nâng cao độ bền của bộ truyền bánh răng thì sự tiếp xúc của các cạnh răng đối tiếp phải lớn nhất. Khi sự tiếp xúc không hoàn toàn và không đều thì diện tích chịu lực giảm xuống, sự phân bố ứng suất tiếp xúc và bôi trơn không đều làm cho các răng bị mài mịn mạnh. Để đảm bảo yêu cầu về sự tiếp xúc đầy đủ của các răng người ta đưa ra qui định về “Vết tiếp xúc tổng hợp”. - Vết tiếp xúc tổng hợp là phần bề mặt làm việc của răng tiếp xúc với mặt bên của răng ăn khớp với nó khi quay đi rồi hãm nhẹ lại. Để thấy rỏ vết tiếp xúc ta bơi một lớp mỏng thuốc mầu lên bề mặt răng của một bánh răng. Sau khi quay rồi hãm nhẹ lại sẽ có vết thuốc màu ở mặt răng còn lại, đó chính là vết tiếp xúc tổng hợp. - Vết tiếp xúc tổng hợp được tính theo (%) và được đánh giá theo 2 phương: hm Theo chiều cao: .100% hP (a c) cos  Theo chiều di: .100% B Với hm - chiều cao trung bình vết tiếp xúc Hình 4.15. Mức tiếp xúc mặt răng hP - chiều cao làm việc của răng b - chiều rộng bánh răng  - góc nghiêng răng. Với bánh răng thẳng thì cos = 1 - Độ chính xác tiếp xúc còn có thể được đánh giá qua các thông số khác như: + Sai số hướng răng (F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 lấy hướng răng thực. Trang 62
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Hình 4.16. Sai số bước răng + Sai số hình dạng và vị trí của đường tiếp xúc (Fkr) - 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) 4.5.2.4. Chỉ tiêu về độ chính xác khe hở mặt bên - Khe hở mặt bên (fn) là phần khe hở giữa prôfin fn không làm việc của các răng đối tiếp. Nó đảm bảo sự quay tự do của một bánh răng khi bánh thứ 2 đứng yên. - Khe hở mặt bên được xác định trong mặt cắt vuông góc với phương răng và trong mặt phẳng tiếp tuyến với hình trụ cơ sở. - Để thoả mãn các yêu cầu của các lĩnh vực công nghiệp khác nhau người ta qui định dạng răng đối tiếp, xác định bởi sự khác nhau của trị số fnmin. * Dạng đối tiếp : A đảm bảo khe hở lớn cho các cấp chính xác 3  12. Hình 4.17. Khe hở mặt bên B đảm bảo khe hở bình thường cho các cấp chính xác 3  10. C, D đảm bảo khe hở giảm xuống cho các cấp chính xác 3  9 v 3  8. E đảm bảo khe hở nhỏ cho các cấp chính xác 3  7. H đảm bảo khe hở bằng không cho các cấp chính xác 3  7. - Trong điều kiện làm việc bình thường thường sử dụng dạng đối tiếp B (dạng dùng phổ biến trong chế tạo cơ khí.) Tiêu chuẩn cũng quy định 8 miền dung sai của độ hở mặt bên răng Tfn ký hiệu là: h, d, c, b, a, z, y, x. Ty theo kích thước kết cấu và điều kiện làm việc của truyền động bánh răng mà người thiết kế Trang 63
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng chọn dạng đối tiếp và miền dung sai của khe hở mặt bên. Dung sai khe hở cạnh bên Tfn là sự khác nhau giữa khe hở lớn nhất và nhỏ nhất. 4.5.3. Tiêu chuẩn dung sai và cấp chính xác của truyền động bánh răng 4.5.3.1.Cấp chính xác - Theo TCVN 1067 – 84, tùy theo độ chính xác chế tạo, tiêu chuẩn phân ra 12 cấp 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. 4.5.3.2. 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 được 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 . Trang 64
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 4.5.3.3.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: Ví dụ: 7 – 8 – 8 B TCVN 1067 – 84 7 – cấp chính xác động học 8 – cấp chính xác ổn định 8 - cấp chính xác tiếp xúc B – dạng đối tiếp mặt răng. o0o CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 1. Trình bày công dụng, cấu tạo của ren hệ mét, vẽ sơ đồ phân bố dung sai của các loại ren đó ? 2. Tiêu chuẩn đã quy định dung sai cho các yếu tố kích thước nào của ren vít và đai ốc trong mối lắp ghép ren. 3. Tiêu chuẩn quy định mấy cấp chính xác chế tạo ổ lăn và ký hiệu chúng như thế nào? 4. Có mấy dạng tải trọng tác dụng lên các vòng ổ lăn và đặc tính của tứng dạng. 5. Nêu phương pháp chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho lắp ghép ổ lăn với trục và lỗ thân hộp. 6. Trình bày công dụng, cấu tạo, các qui định về dung sai của các loại then? 7. Nêu các miền dung sai tiêu chuẩn được quy định đối với kích thước chiều rộng b của then, rãnh trục và rãnh bạc. 8. Từ các miền dung sai tiêu chuẩn hãy chọn một kiểu lắp cho mối ghép then khi bạc cố định trên trục. 9. Trình bày công dụng, cấu tạo của then hoa, các phương pháp định tâm then hoa ? 10. Lắp ghép then hoa được thực hiện theo mấy yếu tố kích thước, tại sao? Trang 65
Bài giảng Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 11. Nêu các yêu cầu kỹ thuật đề ra đối với truyền động bánh răng? Một truyền động bánh răng bất kỳ thì có những yêu cầu truyền động nào? 12. Nêu các thông số để đánh giá mức chính xác động học, mức làm việc êm, mức tiếp xúc mặt răng và khe hở cạnh răng. Trang 66
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng Chương 5. CHUỖI KÍCH THƯỚC Mục đích: Nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về: - Chuỗi kích thước - Phân loại chuỗi kích thước - Khâu thành phần - Khâu khép kín - Cách giải chuỗi Yêu cầu: Sinh viên phải nắm được: - Phân loại chuỗi kích thước - Phân biệt được khâu thành phần, khâu khép kín - Giải chuỗi kích thước bằng: phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn. 5.1. Các khái niệm cơ bản 5.1.1. Khái niệm và định nghĩa cơ bản Chuỗi kích thước là tập hợp các kích thước tạo thành vòng khép kín do các kích thước của 1 hoặc 1 số chi tiết lắp ghép nối tiếp nhau tạo thành. - Như vậy để hình thnh một chuỗi kích thước phải có hai điều kiện: + Các kích thước nối tiếp nhau. + Các kích thước tạo thành một vòng khép kín. Kích thước A1, A2, A3, A4 (hình 5.1. a) tạo thành chuỗi kích thước A2A3 A 4 A5 A4 A3 A2 A1 b) A1 a) Hình 5.1. Chuỗi kích thước A3  A2 A1 c) Trang 67
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng 5.1.2. Phân loại 5.1.2.1. Theo kết cấu: có 2 loại chuỗi - Chuỗi kích thước chi tiết: các kích thước của chuỗi cùng thuộc về 1 chi tiết. - Chuỗi kích thước lắp ghép: các kích thước của chuỗi là kích thước của các chi tiết khác nhau trong một bộ phận máy. 5.1.2.2. Theo vị trí tương quan giữa các kích thước - Chuỗi kích thước thẳng. - Chuỗi kích thước phẳng. - Chuỗi kích thước không gian. + Chuỗi kích thước chi tiết: Tất cả các khâu trong chuỗi thuộc một chi tiết như (hình 5.1 a.) + Chuỗi kích thước lắp ghép: Các khâu trong chuỗi thuộc các chi tiết khác nhau trong mối ghép (hình 5.1.b) + Chuỗi đường thẳng: Các khâu trong chuỗi song song với nhau (hình 5.1 a;b). + Chuỗi mặt phẳng: Các khâu trong chuỗi không song với nhau, nhưng nằm trong cùng một mặt phẳng. Hoặc trong những mặt phẳng song song với nhau nhưng bản thân chúng không song song với nhau (hình 5.1.c ) + Chuỗi không gian: Các khâu trong chuỗi không song với nhau, và nằm trong các mặt phẳng khác nhau. 5.2. Các thành phần của chuỗi kích thước Chuỗi kích thước có nhiều kích thước hợp thành, mỗi kích thước trong chuỗi là một khâu. Độ hở hoặc độ dôi trong các lắp ghép được coi là khâu riêng biệt. Kích thước danh nghĩa của nó có thể bằng không. Tuỳ theo tính chất của các kích thước mà chia ra: 5.2.1. Khâu thành phần (Ai): kích thước của khâu thành phần do quá trình gia công quyết định, kích thước của mỗi khâu không phụ thuộc lẫn nhau. 5.2.2. Khâu khép kín (Ak): Trong một chuỗi kích thước chỉ có một khâu khép kín. Kích thước của nó hoàn toàn được xác định bởi kích thước các khâu thành phần. * Trong các khâu thành phần còn chia ra: - Khâu thành phần tăng (khâu tăng) là khâu mà kích thước của nó tăng lên sẽ làm tăng kích thước khâu khép kín và ngược lại. Trang 68
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng - Khâu thành phần giảm (khâu giảm) là khâu mà kích thước của nó tăng lên sẽ làm giảm khâu khép kín và ngược lại. Trong chuỗi kích thước chi tiết muốn phân biệt khâu thành phần và khâu khép kín cần phải biết trình tự gia công các kích thước trong chuỗi ấy. Như trên hình 5.1. - Nếu trình tự gia công A2 > A4 thì ta biết được A1. Vậy A1 là khâu khép kín, A2, A3 A4 là khâu thành phần. - Nếu gia công trình tự từ A1 >A3 thì ta biết được A4. Vậy A1, A2, A3 là khâu thành phần, A4 là khâu khép kín. 5.3. Giải chuỗi kích thước Có hai phương pháp giải chuỗi kích thước: Giải chuỗi theo phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn và phương pháp đổi lẫn chức năng không hoàn toàn. Việc giải chuỗi kích thước có thể tiến hành qua hai bài toán: - Bài toán thuận: Trong bài toán này ta phải xác định kích thước danh nghĩa, dung sai, các sai lệch giới hạn của khâu khép kín, khi biết kích thước danh nghĩa, dung sai và các sai lệch giới hạn của các khâu thành phần. - Bài toán nghịch: Xác định kích thước dung sai và các sai lệch giới hạn của các khâu thành phần khi biết kích thước danh nghĩa, dung sai và sai lệch giới hạn của khâu khép kín. Chẳng hạn khi thiết kế máy, người ta xuất phát từ độ chính xác chung cho trước của máy để xác định độ chính xác của các chi tiết hợp thành. 5.3.1. Giải bài toán thuận Để thuận tiện cho việc giải chuỗi, người ta sử dụng sơ đồ hoá các chuỗi Giả sử có chuỗi kích thước như hình 5.2 sau. Trong đó: A4: là khâu khép kín Hình 5.2. A1: khâu tăng A2, A3: khâu giảm Để thuận tiện trong quá trình tính toán ta qui ước ký hiệu: K: khâu khép kín T: khâu tăng Trang 69
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng G: khâu giảm Kích thước danh nghĩa của khâu khép kín: K = T – (G1 + G2 + G3) Nếu trong chuỗi có m khâu tăng và n khâu giảm thì quan hệ về kích thước giữa khâu khép kín và khâu thành phần được biểu thị bằng phương trình sau đây: m n KTG (5.1) i  i i 1 i 1 (Đây là phương trình cơ bản của chuỗi kích thước) Kích thước giới hạn và dung sai khâu khép kín: a. Kích thước giới hạn lớn nhất: bằng hiệu số giữa tổng các khâu tăng lớn nhất và m n tổng các khâu giảm nhỏ nhất. KTG (5.2) max i max  i min i 1 i 1 b. Kích thước giới hạn nhỏ nhất: bằng hiệu số giữa tổng các khâu tăng nhỏ m n nhất và tổng các khâu giảm lớn nhất. KTG (5.3) min i min  i max i 1 i 1 c. Dung sai khâu khép kín: bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất. TKKK max min m n m n TGTG imax  i min  i min  i max i 1 i 1 i 1 i 1 m m n n TTGG imax  i min  i max  i min i 1 i 1 i 1 i 1 m n m n TTTT (5.4) K  Ti  Gi  Ai i 1 i 1 i 1 Vậy dung sai khâu khép kín bằng tổng dung sai các khâu thành phần trong chuỗi. d. Sai lệch giới hạn: - Sai lệch giới hạn trên: ESK ESK Kmax K TGTG imax i min i i     TTGG imax  i  i min  i ES ES ei (5.5) K  Ti  Gi Tương tự sai lệch giới hạn dưới: Trang 70
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng EIK Kmin K (5.6) EI EI es K  Ti  Gi Ví dụ: Cho chi tiết như hình vẽ với giả thiết A4 là khâu khép kín và cho biết các +0,1 khâu thành phần: A1 = 70-0,3 ; A2 = 30-0,15 ; A3 = 10 Tìm kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai của khâu A4. A4 a3 a2 A1 Hình 5.3. Ta có sơ đồ chuỗi hóa như hình vẽ: A4 a3 a2 A 1 Giải: Kích thước danh nghĩa của khâu khép kín : A4= A= 70 - 30 - 10 = 30mm + Sai lệch giới hạn của khâu khép kín: m n ES ES ei 0 ( 0,15 )0 0,15mm   i  i i 1 i m 1 m n EI EI es 3,0 0( )1,0 4,0 mm   i  i i 1 i m 1 Dung sai của khâu khép kín: T = ES EI =0,15-(-0,4) = 0,55 mm 0,15 Vậy khâu khép kín: A = A4 = 30 4,0 5.3.2. Giải bài toán nghịch theo đổi lẫn chức năng hoàn toàn Cho dung sai và sai lệch giới hạn của khâu khép kín. Xác định dung sai, sai lệch giới hạn của các khâu thành phần. * Nhận thấy, công thức (5.4) là phương trình duy nhất cho mối liên hệ giữa dung sai khâu khép kín và dung sai của các khâu thành phần. Trường hợp này ta cần tìm n ẩn số trong khi chỉ có một phương trình. Do đó để giải bài toán người ta đưa ra một số giả thiết. Tương ứng mỗi giả thiết sẽ có một phương pháp gần đúng. Thực tế, người ta thường sử dụng ba phương pháp: Trang 71
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng - Coi dung sai các khâu thành phần là như nhau. TA1 = TA2 = = TAn = TAtb - Coi cấp chính xác của các khâu thành phần là như nhau. a1 = a2 = = an = atb - Phương pháp kinh nghiệm. * Ở đây ta chỉ nghiên cứu phương pháp thứ hai. Ta coi cấp chính xác của các khâu thành phần là như nhau khi đó hệ số cấp chính xác của các khâu bằng nhau. a1 = a2 = = an = atb Dung sai các khâu thành phần TAi = atb ii (i - đơn vị dung sai) i = 0,45 3 D + 0,001 D Khi đó ta có: T T a i a i i  m j m  j  i 1 j 1 T a  (5.7) m i  j Gi trị ii được tra bảng theo TCVN 2244 - 99. - Sau khi xác định được atb ta tra bảng so sánh giá trị atính với abảng để tìm cấp chính xác chung của các khâu trong chuỗi. - Trị số atb tìm được thường không khớp với abảng. Khi đó ta phải lấy cấp chính xác thấp đi hoặc cao lên gần abảng nhất. Như vậy dung sai của các khâu thành phần trong chuỗi sẽ được mở rộng hoặc thu hẹp hơn so với thực tế tính toán theo atb. Để đáp ứng yêu cầu đó của khâu khép kín, ta phải để lại một khâu để bù trừ sai số do việc chọn cấp chính xác của khâu thành phần thấp đi hoặc cao lên. + Nếu atính > abảng có nghĩa là ta đã thu hẹp dung sai các khâu thành phần trong chuỗi. Do đó khâu tính bù sẽ được mở rộng dung sai và ta nên chọn khâu khó chế tạo nhất trong chuỗi. + Nếu atính < abảng nghĩa là ta đã mở rộng dung sai các khâu thành phần trong chuỗi. Do đó khâu tính bù sẽ phải thu hẹp dung sai và ta nên chọn khâu dễ chế tạo nhất trong chuỗi. Khi đó chọn được abảng ta đi tìm được cấp chính xác và đã biết kích thước danh nghĩa của các khâu, dựa theo TCVN 2244 – 99 để xác định các sai lệch giới hạn và dung sai của chúng. Khi tra bảng cần tuân theo qui ước: Trang 72
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng + Khâu thành phần tăng coi như lỗ cơ sở H + Khâu thành phần giảm coi như trục cơ sở h Đến đây bài toán nghịch chỉ còn: - Biết khâu khép kín. - Biết (n-1) khâu thành phần. - Tìm một khâu thành phần Ab trừ Nếu khâu bù trù là khâu tăng thì: ES ES ES ei t k  T  G EIt EI k EI T es G   Nếu khâu bù trừ là khâu giảm thì: est EI T es G EI k   eiES ei ES t  T  G k Vậy dung sai khâu thứ t là: ITt ES T EI T Hoặc: ITt es t ei t Giải chuỗi theo phương pháp đổi lẫn chức năng hoàn toàn sẽ thuận lợi cho việc tổ chức sản xuất, lắp ráp máy, đặc biệt thuận lợi cho việc sửa chữa thay thế các chi tiết máy bị hỏng. Nhưng trong trường hợp dung sai của khâu khép kín nhỏ, số lượng khâu thành phần lớn, làm cho dung sai của khâu thành phần quá nhỏ, khó khăn cho việc gia công, tăng giá thành gia công. Lúc đó người ta phải giải chuỗi theo phương pháp đổi lẫn chức năng không hoàn toàn. Ví dụ 2: Cho một kết cấu lắp như hình vẽ. Yêu cầu đề ra A1 A2 A5 của kết cấu lắp l đảm bảo khe hở giữa mặt đầu vai trục và mặt đầu bạc ổ trục trong giới hạn A : +0,75 A = 1 Cho biết: A3 A A1 = 101 ; A2 = 50 A = A = 5 ; A = 140 3 5 4 A4 Xác định dung sai và sai lệch giới hạn của các Hình 5.4. khâu thành phần trong chuỗi ? 5.3.3. Giải bài toán nghịch theo đổi lẫn chức năng không hoàn toàn Thực chất của phương pháp này là mở rộng dung sai của các khâu thành Trang 73
Bài giảng: Dung sai – Kỹ thuật đo ThS. Trương Quang Dũng phần cho dễ gia công, hạ giá thành sản phẩm. Chúng ta có thể dùng một trong bốn cách sau đây: - Phương pháp tính xác suất: Chấp nhận có một số lượng nhỏ phế phẩm (không đảm bảo yêu cầu của khâu tổng) lẫn trong sản phẩm. Số lượng phế phẩm thường được khống chế dưới 5%. Lượng dung sai mở rộng thêm được tính theo xác suất. - Phương pháp lắp sửa: Chúng ta chọn ra một khâu Ak có thể dễ dàng cắt gọt, cạo sửa trong khi lắp (Ak được gọi là khâu bù, hay khâu bồi thường). Dung sai của các khâu thành phần còn lại sẽ được chọn theo độ chính xác và khả năng gia công kích thước thuận lợi nhất. Đặc tính của khâu khép kín được đảm bảo bằng cách cạo sửa khâu Ak trong quá trình lắp ghép. Dung sai của các khâu thành phần phải đảm bảo cho khâu Ak có lượng dư đủ lớn để cạo sửa. Phương pháp này tốn rất nhiều thời gian cho quá trình lắp ghép. Đặc biết khó khăn, khi cần phải thay thế chi tiết máy bị hỏng. - Phương pháp lắp điều chỉnh: Chúng ta chọn ra một khâu Ak làm khâu điều chỉnh, có thể điều chỉnh được kích thước của khâu này trong quá trình lắp ráp. Dung sai của các khâu thành phần khác được chọn theo độ chính xác và khả năng gia công kích thước. Đặc tính của khâu khép kín được đảm bảo bằng cách điều chỉnh khâu Ak trong quá trình lắp ghép. Dung sai của các khâu thành phần phải đảm bảo cho khâu Ak có khoảng điều chỉnh không quá lớn. Phương pháp này tốn ít thời gian hơn phương pháp lắp sửa, nhưng kết cấu máy phức tạp. - Phương pháp lắp chọn: Mở rộng dung sai của mỗi khâu thành phần lên hai, ba hoặc bốn lần. Sau đó mỗi khâu được chia thành các nhóm tương ứng với số lần tăng dung sai. Ví dụ tăng 3 lần, thi ta chia làm 3 nhóm. Khi lắp ghép, phải lấy chi tiết của các nhóm tương ứng lắp với nhau. Ví dụ nhóm 1 lắp với 1, nhóm 2 lắp với 2. Như vậy sẽ đảm bảo được đặc tính của khâu khép kín. Phương pháp này mất thời gian phân nhóm, phiền phức trong lắp ghép và bảo quản các nhóm. 5.4. Ghi kích thước cho bản vẽ cơ khí Sau khi tính toán kích thước của các chi tiết máy theo các điều kiện bền, Trang 74