Giáo trình Dung sai, đo lường kỹ thuật (Ngành: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng) - CĐ Kỹ thuật Nguyễn Trường Tộ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Dung sai, đo lường kỹ thuật (Ngành: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng)" với mục tiêu giúp sinh viên trình bày được bản chất của tính đổi lẫn trong lắp ghép; giải thích được hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN 2244 - 2245;... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Dung sai, đo lường kỹ thuật (Ngành: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng) - CĐ Kỹ thuật Nguyễn Trường Tộ

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT NGUYỄN TRƯỜNG TỘ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: DUNG SAI – ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT NGÀNH/NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOAI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số 387 /QĐ-CĐKTNTT ngày 31 tháng 12 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Nguyễn Trường Tộ (LƯU HÀNH NỘI BỘ) TP. Hồ Chí Minh, năm 2022
LỜI NÓI ĐẦU Nhằm đổi mới phương pháp giảng dạy, nâng cao chất lượng đào tạo và đào tạo theo nhu cầu xã hội. Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Nguyễn Trường Tộ tổ chức biên soạn giáo trình trình độ Trung cấp, Cao đẳng cho tất cả các môn học thuộc các ngành, nghề đào tạo tại trường. Từ đó giúp cho học sinh – sinh viên có điều kiện học tập, nâng cao tính tự học và sáng tạo. Giáo trình môn học Dung Sai – Đo Lường Kỹ Thuật thuộc các môn cơ sở / chuyên ngành của ngành đào tạo Cắt Gọt Kim Loại và là tài liệu tham khảo cho ngành Cắt gọt kim Loại • Vị trí môn học: được bố trí ở học kỳ 3 của chương trình đào tạo cao đẳng và học kỳ 3 của chương trình trung cấp. • Mục tiêu môn học: Sau khi học xong môn học này người học có khả năng: * Kiến thức: - Trình bày được bản chất của tính đổi lẫn trong lắp ghép; - Giải thích được hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN 2244 - 2245; * Kỹ năng: - Vận dụng được để tra, tính toán dung sai kích thước, dung sai hình dạng và vị trí, độ nhám bề mặt và dung sai lắp ghép các mối ghép thông dụng; - Xác định được dung sai một số chi tiết điển hình và các kích thước cần chú ý khi chế tạo; - Ghi được ký hiệu dung sai kích thước, dung sai hình dạng và vị trí, nhám bề mặt lên bản vẽ; - Thiết lập và giải được bài toán chuỗi kích thước; - Trình bày được các phương pháp đo, đọc, sử dụng, bảo quản các loại dụng cụ đo thông dụng và phổ biến trong ngành cơ khí; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập. * Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Nhận thức được tầm quan trọng của môn học đối với nghề nghiệp. - Hình thành ý thức học tập, sai mê nghề nghiệp qua từng bài học. - Có tác phong công nghiệp, an toàn lao động trong quá trình làm thí nghiệm và thực tập. • Thời lượng và nội dung môn học: Thời lượng: 45 giờ; trong đó: Lý thuyết 34 Thực hành 8 kiểm tra:3 Nội dung giáo trình gồm các chương/ bài: - Bài 1: Những Khái Niệm Cơ Bản Về Dung Sai Lắp Ghép - Bài 2: Dung Sai Lắp Ghép Các Bề Mặt Trơn - Bài 3: Cách Sử Dụng Các Hình Thức Lắp Ghép - Bài 4: Dung Sai Hình Dạng Vị Trí Các Bề Mặt Và Nhám Bề Mặt - Bài 5: Dung Sai Kích Thước Góc - Bài 6: Dung Sai Các Chi Tiết Điển Hình - Bài 7: Chuỗi Kích Thước 1
- Bài 8: Cơ Sở Đo Lường Kỹ Thuật - Bài 9: Dụng Cụ Đo Khắc Vạch – Dụng Cụ Đo Có Mặt Số - Bài 10: Calip - Bài 11: Dụng Cụ Đo Góc - Bài 12: Máy Đo Tọa Độ Trong quá trình biên soạn giáo trình này tác giả đã chọn lọc những kiến thức cơ bản, bổ ích nhất, có chất lượng nhằm đáp ứng tốt nhu cầu giảng dạy của giáo viên và học tập của học sinh – sinh viên bậc cao đẳng, trung cấp tại trường. Tuy nhiên, quá trình thực hiện không thể tránh những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô đồng nghiệp và các em học sinh – sinh viên để hiệu chỉnh giáo trình ngày càng hiệu quả hơn. Trân trọng cảm ơn. Tác giả Dương Công Hùng 2
MỤC LUC Bài 1 ................................................................................................................................................ 5 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP ..................................................... 5 1.KHÁI NIỆM VỀ LẮP LẪN TRONG NGÀNH CƠ KHÍ ....................................................... 5 2. DUNG SAI VÀ SAI LỆCH GIỚI HẠN................................................................................. 5 3. LẮP GHÉP VÀ CÁC LOẠI LẮP GHÉP ............................................................................... 7 4. HỆ THỐNG DUNG SAI ........................................................................................................ 9 5. SƠ ĐỒ LẮP GHÉP .............................................................................................................. 10 Bài 2 .............................................................................................................................................. 14 DUNG SAI LẮP GHÉP CÁC BỀ MẶT TRƠN .......................................................................... 14 1.HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP ................................................................................... 14 2. CÁCH GHI KÍCH THƯỚC CÓ SAI LỆCH GIỚI HẠN TRÊN BẢN VẼ CHI TIẾT VÀ TRÊN BẢN VẼ LẮP ....................................................................................................... 16 6. BÀI TẬP(đã có ở bài 1) ...................................................................................................... 18 Bài 3 .............................................................................................................................................. 20 CÁCH SỬ DỤNG CÁC HÌNH THỨC LẮP GHÉP .................................................................... 20 1.LẮP GHÉP CÓ ĐỘ DÔI (LẮP GHÉP CHẶT) .................................................................... 20 2. LẮP GHÉP CÓ ĐỘ HỞ (lắp ghép lỏng) .............................................................................. 21 3. LẮP GHÉP TRUNG GIAN.................................................................................................. 22 Bài 4 .............................................................................................................................................. 26 DUNG SAI HÌNH DẠNG ............................................................................................................ 26 VỊ TRÍ CỦA CÁC BỀ MẶT VÀ NHÁM BỀ MẶT .................................................................... 26 1.NGUYÊN NHÂN CHỦ YẾU GÂY RA SAI SỐ TRONG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG ....... 26 2. SAI SỐ VỀ HÌNH DẠNG VÀ VỊ TRÍ GIỮA CÁC BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT GIA CÔNG .................................................................................................................................................. 27 3. NHÁM BỀ MẶT .................................................................................................................. 32 Bài 5 ............................................................................................... Error! Bookmark not defined. DUNG SAI KÍCH THƯỚC GÓC ................................................................................................ 35 1.LẮP GHÉP CÔN ................................................................................................................... 35 2. LẮP GHÉP CÔN TRƠN ...................................................................................................... 39 Bài 6 .............................................................................................................................................. 41 DUNG SAI CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH ................................................................................... 41 1.DUNG SAI REN ................................................................................................................... 41 2. DUNG SAI LẮP GHÉP THEN VÀ THEN HOA................................................................ 43 3. DUNG SAI LẮP GHÉP Ổ LĂN .......................................................................................... 48 4. DUNG SAI TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG ................................................................... 50 Bài 7 .............................................................................................................................................. 52 CHUỖI KÍCH THƯỚC ................................................................................................................ 52 1.KHÁI NIỆM CƠ BẢN .......................................................................................................... 52 3
2. GIẢI CHUỖI KÍCH THƯỚC ............................................................................................... 53 Bài 8 ............................................................................................................................................... 56 CƠ SỞ ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT ................................................................................................ 56 1.KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT ......................................................................... 56 2.DỤNG CỤ ĐO VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO............................................................................. 56 Bài 9 ............................................................................................................................................... 59 DỤNG CỤ ĐO CÓ KHẮC VẠCH - DỤNG CỤ ĐO CÓ MẶT SỐ ............................................ 59 1. DỤNG CỤ ĐO CÓ KHẮC VẠCH ....................................................................................... 59 2. DỤNG CỤ ĐO CÓ BỀ MẶT SỐ (đồng hồ so) .................................................................. 63 Bài 10 ............................................................................................................................................. 65 CALIP ............................................................................................................................................ 65 1. KHÁI NIỆM ....................................................................................................................... 65 2. CALIP NÚT (TRỤC) ............................................................................................................ 65 3. CALIP HÀM ........................................................................................................................ 66 Bài 11 ............................................................................................................................................. 68 DỤNG CỤ ĐO GÓC ..................................................................................................................... 68 1.ĐO GÓC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO TRỰC TIẾP ........................................................... 68 2. ĐO GÓC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO GIÁN TIẾP ........................................................... 70 Bài 12 ............................................................................................................................................. 72 MÁY ĐO TỌA ĐỘ ....................................................................................................................... 72 1.CẤU TẠO VÀ CÔNG DỤNG CỦA MÁY ĐO TỌA ĐỘ .................................................... 72 2. NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH MÁY ĐO TỌA ĐỘ ................................................................. 72 4
Bài 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP 1.KHÁI NIỆM VỀ LẮP LẪN TRONG NGÀNH CƠ KHÍ 1.1. Bản chất của tính lắp lẫn Khi thiết kế chế tạo máy hoặc bộ phận máy thì tùy theo chức năng sử dụng mà người ta buộc chúng phải đạt được những yêu cầu kỹ thuật nhất định gọi là chỉ tiêu sử dụng máy chẳng hạn như độ chính xác, độ bền, năng suất và hiệu suất. Khi chế tạo hàng loạt chi tiết cùng loại, nếu lấy bất kỳ chi tiết vừa chế tạo lắp vào bộ phận máy mà bộ phận máy đó đều thực hiện đúng chức năng yêu cầu của nó thì chi tiết vừa chế tạo đạt được tính lắp lẫn chức năng. Các chi tiết máy có tính lắp lẫn phải giống nhau về hình dáng, kích thước, vị trí các bề mặt, nhám bề mặt và cơ, lý, hoá tính...hoặc chỉ được khác nhau trong phạm vi cho phép,phạm vi cho phép đó gọi là dung sai.Như vậy ta thấy dung sai là yếu tố quyết định của tính lắp lẫn, do đó bản chất của tính lắp lẫn là việc tính dung sai và quy định dung sai cho chi tiết. 1.2. Ý nghĩa của tính lắp lẫn Là khả năng thay thế cho nhau không cần phải lựa chọn hoặc sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bảo chức năng yêu cầu của bộ phận máy hoặc máy mà chúng lắp thành. 2. DUNG SAI VÀ SAI LỆCH GIỚI HẠN 2.1. Kích thước danh nghĩa Là kích thước được xác định bằng tính toán dựa trên cơ sở chức năng của chi tiết, sau đó qui tròn (về phía lớn hơn) theo các giá trị của dãy kích thước thẳng danh nghĩa tiêu chuẩn. a) Trục b) Lỗ Hình 1.1: Kích thước danh nghĩa - Kích thước danh nghĩa của chi tiết trục được kí hiệu là dN (hình l.la). - Kích thước danh nghĩa của chi tiết lỗ được kí hiệu là DN (hình l.lb). - Kích thước danh nghĩađược ghi trên bản vẽ dùng làm gốc để tính các sai lệch kích thước. 2.2. Kích thước thực Là kích thước nhận được từ kết quả đo trên chi tiết gia công với sai số cho phép.Ví dụ: khi đo kích thước trục bằng thước cặp có độ chính xác là 1/20, kết quả đo nhận được là 28,25mm tức là kích thước thực của trục là dth=28,25mm với sai số cho phép là ±0,05mm.Kích thước thực được ký hiệu là dth đối với trục và Dth đối với lỗ. 2.3. Kích thước giới hạn Để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước chi tiết, người ta quy định 5
hai kích thước giới hạn : - Kích thước giới hạn lớn nhất:Là kích thước lớn nhất cho phép khi chế tạo chi tiết, ký hiệu đối với trục là dmax và đối với lỗ là Dmax. - Kích thước giới hạn nhỏ nhất:Là kích thước nhỏ nhất cho phép khi chế tạo chi tiết, ký hiệu đối với trục dmin và đối với lỗ Dmin. Điều kiện để kích thước của chi tiết sau khi chế tạo đạt yêu cầu là : dmin dth dmax Dmin Dth Dmax 2.4. Sai lệch giới hạn Là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa. 2.4.1.Sai lệch giới hạn lớn nhất (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 được ký hiệu là es, ES. -Với trục: es = dmax - dN -Với lỗ: ES = Dmax - DN 2.4.2.Sai lệch giới hạn nhỏ nhất (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 nhỏ nhất được ký hiệu là ei, EI. -Với trục: ei = dmin - dN -Với lỗ: EI = Dmin - DN -Sai lệch giới hạn có thể có giá trị dương“+”, âm “-” hoặc bằng “0”. - Sai lệch giới hạn được ghi bên cạnh kích thước danh nghĩa với cỡ chữnhỏ hơn: ES es +0.020 EI ei DN , dN Ví dụ: ∅50−0.041 Hình 1.2: Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn và sai lệch giới hạn 2.5. Dung sai Là phạm vi cho phép của sai số kích thước.Trị số dung sai bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất, hoặc là hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới. - Dung sai được kí hiệu là T (Tolerance). Ký hiệu Td đối với trục và TD đối với lỗ. * Dung sai kích thước trục: Td = dmax - dmin hoặc Td = es - ei * Dung sai kích thước lỗ: TD = Dmax - Dmin hoặc TD = ES - EI 6
Dung sai luôn luôn có giá trị dương.Trị số dung sai càng nhỏ thì độ chính xác kích thước càng cao. Trị số dung sai càng lớn thì độ chính xác kích thước càng thấp. Như vậy dung sai đặc trưng cho độ chính xác yêu cầu của kích thước hay còn gọi là độ chính xác thiết kế. +0.020 Ví dụ: Biết kích thước của chi tiết lỗ là: ∅50−0.041 mm. Tính các kích thước giới hạn và dung sai.Kích thước thực của lỗ sau khi gia công đo được là: D th = 49,950 mm.Hỏi chi tiết lỗ đã gia công có đạt yêu cầu không ? Bài giải Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ: Dmax = DN + ES = 50 + 0,020 = 50,020 mm. Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ: Dmin = DN + EI = 50 - 0,041 = 49,959 mm. Dung sai của lỗ: TD = ES - EI = 0,020 - (- 0,041) = 0,061 mm. Chi tiết lỗ đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn: Dmm< Dth< Dmax Ta thấy: Dmin = 49,959 > Dth = 49,950 Vậy chi tiết lỗ đã gia công không đạt yêu cầu. 3. LẮP GHÉP VÀ CÁC LOẠI LẮP GHÉP 3.1. Khái niệm về lắp ghép Thường các chi tiết đứng riêng biệt thì chưa có công dụng gì. Chỉ khi chúng phối hợp với nhau tạo thành mối ghép mới có công dụng nhất định. Như vậy, hai hay một số chi tiết phối hợp với nhau một cách cố định (đai ốc vặn chặt vào bulông) hoặc di động (pít tông trong xy lanh) thì tạo thành mối ghép. Hình 1.3: 1- Lỗ Hình 1.4: 1- Rãnh trượt 2- Trục 2- Con trượt Kích thước lắp ghép là kích thước mà dựa vào nó các chi tiết lắp ghép với nhau. Trong một mối ghép, kích thước danh nghĩa của lỗ (DN) bằng kích thước danh nghĩa của trục (dN) và gọi chung là kích thước danh nghĩa của mối ghép. D N = dN Bề mặt lắp ghép là bề mặt mà dựa vào nó các chi tiết lắp ghép với nhau.Trong đó bề mặt lắp ghép của lỗ gọi là bề mặt bao, bề mặt lắp ghép của trục là bề mặt bị bao. Ví dụ trong lắp ghép giữa trục và lỗ (hình 1.3), lắp ghép giữa con trượt và rãnh trượt (hình 1.4) thì bề mặt lỗ và bề mặt rãnh trượt là bề mặt bao, còn bề mặt con trượt là bề mặt bị bao.Tùy theo hình dạng bề mặt lắp ghép, trong chế tạo cơ khí phân loại nhưsau: + Lắp ghép bề mặt trơn: Bề mặt lắp ghép có dạng là bề mặt trụ trơn hoặc mặt phẳng. + 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 tam giác, hình thang. + Lắp ghép truyền động bánh răng: Bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách chu kỳ của các răng bánh răng. 7
Đặc tính của lắp ghép bề mặt trơn được xác định bởi hiệu số kích thước bề mặt bao và kích thước bề mặt bị bao: * Nếu Dth - dth có giá trị dương thì lắp ghép có độ hở. * Nếu Dth - dth có giá trị âm thì lắp ghép có độ dôi. 3.2. Phân loại lắp ghép Dựa vào đặc tính trên, lắp ghép bề mặt trơn được chia làm 3 nhóm. 3.2.1. Lắp ghép có độ hở( lắp ghép lỏng) Hình 1.5: Sơ đồ biểu diễn nhóm lắp ghép lỏng Trong nhóm lắp ghép này kích thước lắp ghép của lỗ luôn luôn lớn hơn kích thước lắp ghép của trục. - Đặc điểm của nhóm lắp ghép lỏng là luôn có độ hở và độ hở được ký hiệu l à S . ( B a o g ồ m Smax, Smin, Sm, TS) - Độ hở giới hạn (Smax, Smin) - Độ hở trung bình (Sm): - Dung sai của độ hở (dung sai lắp ghép lỏng) (TS): * Công dụng:Thường được sử dụng đối với mối ghép mà hai chi tiết lắp ghép có sự chuyển động tương đối với nhau và tùy theo chức năng của mối ghép mà ta chọn kiểu lắp có độ hở nhỏ, trung bình hay lớn. 3.2.2. Lắp ghép có độ dôi ( lắp ghép chặt) Hình 1.6: Sơ đồ biểu diễn nhóm lắp ghép chặt (có độ dôi) Trong nhóm lắp ghép này kích thước lắp ghép của trục luôn lớn hơn kích thước lắp ghép của lỗ. Đặc điểm của nhóm lắp chặt là luôn luôn có độ dôi, độ dôi được kí hiệu là N . ( B a o g ồ m Nmax, Nmin, Nm, TN) * Công dụng:Được sử dụng đối với các mối ghép cố định không tháo hoặc chỉ tháo khi sửa chữa lớn. Độ dôi của lắp ghép đủ đảm bảo truyền mômen xoắn nhưng tuỳ theo trị số của lực truyền mà ta chọn lắp ghép có độ dôi nhỏ, trung bình hay lớn. 8
3.2.3. Lắp ghép trung gian Hình 1.7: Sơ đồ biểu diễn nhóm lắp ghép trung gian Trong nhóm lắp ghép này kích thước thực của trục có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn kích thước của lỗ. Có nghĩa là lắp ghép có thể có độ dôi hoặc có độ hở. Trị số độ dôi hoặc độ hở ở đây đều nhỏ. * Công dụng: Thường được dùng trong các mối ghép cố định nhưng thường 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 chi tiết phụ (then, chốt, vít...). 4. HỆ THỐNG DUNG SAI Hệ thống dung sai lắp ghép là tập hợp các qui định về dung sai và lắp ghép được thành lập theo qui luật và đưa thành tiêu chuẩn thống nhất.Việt Nam đã ban hành hàng loạt các tiêu chuẩn kỹ thuật, trong đó có tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn: TCVN 2244- 99,tiêu chuẩn này được xây dựng trên cơ sở của tiêu chuẩn quốc tế ISO 286-1 : 1988.Hệ thống dung sai lắp ghép khắc phục được sự lựa chọn tuỳ tiện, tạo khả năng tiêu chuẩn hoá dụng cụ cắt và calip đo. 4.1. Hệ thống lỗ Là hệ thống các kiểu lắp mà vị trí miền dung sai của lỗ (TD) là cố định luôn luôn ở trên và sát với đường 0, muốn có các kiểu lắp khác nhau thì thay đổi vị trí miền dung sai của trục so với đường 0 (kích thước danh nghĩa).Miền dung sai của lỗ cơ bản kí hiệu là H và có đặc tính EI = 0; ES = TD. Hình 1.8: Sơ đồ biểu diễn các kiểu lắp của hệ thống lỗ 4.2. Hệ thống trục Là hệ thống các kiểu lắp mà vị trí miền dung sai của trục là cố định luôn ở dưới và sát với đường 0, muốn có các kiểu lắp khác nhau thì thay đổi vị trí miền dung sai của lỗ so với đường 0 (kích thước danh nghĩa).Miền dung sai của trục cơ bản kí hiệu là h và có đặc tính es = 0; ei = -Td 9
Hình 1.9: Sơ đồ biểu diễn các kiểu lắp của hệ thống trục 5. SƠ ĐỒ LẮP GHÉP Để đơn giản và thuận tiện người ta biểu diễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ phân bố miền dung sai.Sơ đồ lắp ghép là hình biểu diễn vị trí tương quan giữa miền dung sai của lỗ và miền dung sai của trục trong mối ghép. 5.1. Cách vẽ sơ đồ lắp ghép Kẻ một đường nằm ngang biểu diễn vị trí của đường kích thước danh nghĩa. Tại vị trí đó sai lệch của kích thước bằng 0, nên còn gọi là đường 0.Trục tung biểu diễn giá trị của sai lệch kích thước theo đơn vị m. - Giá trị sai lệch dương đặt trên đường 0. - Giá trị sai lệch âm đặt dưới đường 0. Miền dung sai của kích thước được biểu thị bằng hình chữ nhật có gạch chéo được giới hạn bởi hai sai lệch giới hạn. Ví dụ: Sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép có d = D = 40mm. Sai lệch giới hạn của kích thước lỗ là: ES = +25m; EI = 0. Sai lệch giới hạn của kích thước trục là: es = - 25m; ei = -50 m được biểu diễn như hình vẽ 1.10. Hình 1.10: Sơ đồ phân bố miền dung sai 5.2. Tác dụng củasơ đồ lắp ghép Qua sơ đồ phân bố miền dung sai ta xác định được: - Giá trị kích thước danh nghĩa của mối ghép (DN , dN). - Biết được giá trị của sai lệch giới hạn( ES , EI, es, ei). - Biết được vị trí và giá trị của kích thước giới hạn (Dmax, Dmin, dmax, dmin). - Trị số dung sai của kích thước lỗ, trục ( TD, T d ) và của mối ghép. - Dễ dàng nhận biết được đặc tính lắp ghép: + 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 hở, độ dôi giới hạn. 10
Ví dụ: Cho lắp ghép có sơ đồ phân bố miền dung sai như hình vẽ. Qua sơ đồ trên ta xác định được: - Kích thước danh nghĩa của mối ghép DN = dN = 45 mm - Sai lệch giới hạn: ES = 25 m; EI = 0. es = 50m; ei = 34m. - Kích thước giới hạn Dmax = 45,025 mm; Dmin = 45 mm. dmax = 45,05 mm; dmin = 45,034 mm. - Dung sai kích thước: lỗ TD = 0,025 mm; trục Td = 0,016 mm. - Dung sai của mối ghép T = 0,025 + 0,016 = 0,041 mm. - Mối ghép là lắp chặt vì miền dung sai trục nằm trên miền dung sai lỗ. - Độ dôi giới hạn Nmax = 0,05 mm; Nmin = 0,009 mm Các bài tập về sai lệch giới hạn và dung sai 1. Một chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN = 32mm, kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 32,050mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin = 32,034mm. Tính trị số các sai lệch giới hạn và dung sai. Bài giải * Sai lệch giới hạn kích thước trục được tính theo các công thức sau: es = dmax - dN = 32,050 - 32 = 0,050mm. ei = dmin - dN = 32,034 - 32 = 0,034mm. * Dung sai kích thước trục được tính theo công thức: - Td = dmax - dmin = 32,050 - 32,034 = 0,016mm. Hoặc: Td = es - ei = 0,050 - 0,034 = 0,016mm. 2. Chi tiết lỗ có kích thước danh nghĩa là DN = 45mm, kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 44,992mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 44,967mm. Tính các trị số sai lệch và dung sai. Bài giải * Tính các sai lệch giới hạn theo công thức: ES = Dmax - DN = 44,992 - 45 = -0,008mm. EI = Dmin - DN = 44,967 - 45 = -0,033mm. * Tính trị số dung sai theo công thức: TD = Dmax - Dmin = 44,992 - 44,967 = 0,025mm. Hoặc: TD = ES - EI = -0,008 - (-0,033) = 0,025mm. 3.Biết kích thước danh nghĩa của trục là dN = 28mm và các sai lệch giới hạn là es = - 0,020mm, ei = -0,041mm. Tính các kích thước giới hạn và dung sai. Nếu sau khi gia công trục, người thợ đo được kích thước thực là: d th = 27,976mm thì chi tiết trục đó có đạt yêu cầu không ?= Bài giải Từ công thức tính kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất ta có: 11
dmax = dN +es = 28 + (-0,020) = 27,980 mm. dmin = dN +ei = 28 + (-0,041) = 27,959 mm. Áp dụng công thức tính dung sai kích thước trục ta có: Td = es - ei = -0,020 - (-0,041) = 0,021 mm. Ta đã biết chi tiết trục đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng thức: dmin dth dmax Trong bài này ta có: dmin = 27,959  dth = 27,976  dmax = 27,980 Vậy chi tiết trục đã gia công đạt yêu cầu. 4. Biết kích thước danh nghĩa của chi tiết lỗ là DN = 25 mm, các sai lệch giới hạn kích thước lỗ là: ES = +0,053 mm, EI = 0,020 mm. Tính các kích thước giới hạn và dung sai. Biết kích thước thực của lỗ sau khi gia công đo được là: Dth = 25,015 mm. Hỏi chi tiết lỗ đã gia công có đạt yêu cầu không ? Bài giải Từ công thức tính sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới ta có: Dmax = DN + ES = 25 = + 0,053 = 25,053 mm Dmin = DN + EI = 25 + 0,020 = 25,020 mm Áp dụng công thức tính dung sai kích thước lỗ ta được: TD = ES - EI = 0,053 - 0,020 = 0,033 mm Chi tiết lỗ chỉ đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng thức: Dmin Dth Dmax Theo đề bài ta có Dth = 25,015 mm < Dmin = 25,020 mm tức là không thỏa mãn điều kiện trên. Vậy chi tiết lỗ đã gia công là không đã yêu cầu. Các bài tập về sơ đồ phân bố miền dung sai - vth 22 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Thế nào là tính lắp lẫn? Ý nghĩa của nó đối với sản xuất và sử dụng. 2. Phân biệt kích thước danh nghĩa, kích thước thực, kích thước giới hạn. 3. Tại sao phải qui định kích thước giới hạn của chi tiết. Điều kiện để đánh giá kích thước chi tiết chế tạo ra đạt yêu cầu hay không đạt yêu cầu ? 4. Dung sai là gì? Phân biệt dung sai kích thước chi tiết và dung sai lắp ghép. Viết công thức tính dung sai kích thước chi tiết, dung sai lắp ghép. 5. Thế nào là sai lệch giới hạn, cách kí hiệu và công thức tính? 6. Nêu đặc điểm và công thức tính cho các nhóm lắp ghép? 7. Thế nào là hệ lỗ cơ bản. Hệ thống lỗ cơ bản có đặc điểm gì? 8. Thế nào là hệ trục cơ bản. Hệ thống trục cơ bản có đặc điểm gì? 9. Biểu diễn sơ đồ lắp ghép có lợi gì? Trình bày cách biểu diễn sơ đồ lắp ghép cho ví dụ minh hoạ. 12
BÀI TẬP 1. Chi tiết trục có kích thước danh nghĩa là 35 mm, kích thước giới hạn lớn nhất là 35,04 mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất là 34,98 mm. a) Tính các sai lệch giới hạn và dung sai của chi tiết trục. b) Cách ghi kích thước chi tiết trục trên bản vẽ. c) Chi tiết trục gia công xong đo được 35,01 mm có dùng được không? Tại sao. 2. Chi tiết lỗ có kích thước trên bản vẽ là 700,,03 0 02 a) Tính kích thước giới hạn và dung sai chi tiết? b) Lỗ gia công xong đo được 70,04 mm có dùng được không? Tại sao? 3. Tính kích thước giới hạn và dung sai kích thước chi tiết trong các trường hợp sau:  a ) 80 0 0, 07 c ) 160 0,,140  0 040 e) 90 0,,17  0 37 b) 100  0,, 05  0 02 d )  72 0 0,125  f ) 120  0,,105  0 025 4. Cho một lắp ghép trong đó kích thước lỗ là 80+0,03, kích thước trục là 800,,09  0 06 a) Tính kích thước giới hạn và dung sai của lỗ và trục? b) Tính độ hở hoặc độ dôi giới hạn, trung bình và dung sai lắp ghép. 5. Cho một lắp ghép theo hệ thống lỗ cơ bản, đường kính danh nghĩa là 75mm. Dung sai trục là 0,04 mm; dung sai của lỗ là 30 m. Độ hở nhỏ nhất là 0,01mm. a) Tính kích thước giới hạn của lỗ và trục. b) Tính độ hở hoặc độ dôi giới hạn, trung bình và dung sai lắp ghép. c) Trục gia công xong đo được 74,96 mm có dùng được không? Tại sao? 13
Bài 2. DUNG SAI LẮP GHÉP CÁC BỀ MẶT TRƠN 1.HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP Hệ thống dung sai lắp ghép là tập hợp các qui định về dung sai và lắp ghép được thành lập theo qui luật và đưa thành tiêu chuẩn thống nhất,trong đó có tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn: TCVN 2244-99 và TCVN 2245-99. Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở của tiêu chuẩn quốc tế ISO 286-1 : 1988. 1.1. Qui định dung sai Trên cơ sở cho phép sai số về kích thước, người ta đã nghiên cứu và thống kê thực nghiệm giữa gia công cơ với sai số về kích thước và đưa ra được công thức thực nghiệm tính trị số dung sai như sau: T = a.i - T: trị số dung sai - a:là hệ số phụ thuộc vào mức độ chính xác của kích thước. Kích thước càng chính xác thì a càng nhỏ, trị số dung sai càng bé và ngược lại a càng lớn, trị số dung sai càng lớn, kích thước càng kém chính xác. - i: là đơn vị dung sai, được xác định bằng thực nghiệm và phụ thuộc vào phạm vi kích thước. Đối với các kích thước từ 1500mm thì: 3 i = 0,045√D + 0,001D D: kích thước danh nghĩa. 1.2. Khoảng kích thước Sự phân khoảng kích thước danh nghĩa phải tuân theo nguyên tắc đảm bảo sai khác giữa giá trị dung sai tính theo kích thước biên của khoảng so với giá trị dung sai tính theo kích thước trung bình của khoảng đó không quá 5% 8%. Theo nguyên tắc đó thì các kích thước từ 1  500mm có thể phân thành 13  25 khoảng tuỳ theo đặc tính của từng loại lắp ghép. 1.3. Cấp chính xác - Tiêu chuẩn Việt Nam quy định có 20 cấp chính xác (cấp dung sai tiêu chuẩn) và được kí hiệu IT01, IT0, IT1,..., IT18. Các cấp chính xác từ IT1IT18 được sử dụng phổ biến hiện nay. - Cấp chính xác từ IT01  IT4 được sử dụng đối với các kích thước yêu cầu độ chính xác rất cao (chế tạo dụng cụ đo, dụng cụ kiểm tra). - Cấp chính xác IT5, IT6 được sử dụng trong lĩnh vực cơ khí chính xác. - Cấp chính xác IT7, IT8 được sử dụng trong lĩnh vực cơ khí thông dụng. - Cấp chính xác từ IT9  IT11 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí lớn (chi tiết có kích thước lớn). - Cấp chính xác từ IT12  IT18 thường sử dụng đối với những kích thước chi tiết yêu cầu gia công thô hoặc không lắp ghép. * Đối với cấp chính xác IT01, IT0, IT1 Cấp chính xác 01 0 1 Trị số dung sai T 0,3  0,008D 0,5  0,012D 0,8  0,020D 14
Các trị số dung sai đối với các cấp chính xác IT2, IT3, IT4 là các số hạng gần đúng (vì đã được qui tròn) của một cấp số nhân mà các số hạng thứ nhất và số hạng cuối cùng là các trị số dung sai của cấp chính xác IT1 và IT5. 1.4. Bảng trị số dung sai tiêu chuẩn Trị số dung sai tiêu chuẩn cho các cấp chính xác khác nhau và kích thước danh nghĩa khác nhau được cho trong bảng 2.1. Bảng 2.1: Trị số dung sai tiêu chuẩn Kích thước Cấp dung sai tiêu chuẩn danh nghĩa IT1 IT1 IT1 IT1 IT1 IT1 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT16 (mm) 0 1 2 3 4 5 Đến Trê và Công thức tính dung sai tiêu chuẩn IT = a.i (đơn vị: m) n bao gồm 100 160 250 400 640 1000 - 500 7i 10i 16i 25i 40i 64i i i i i i i Trị số đơn vị i Khoảng Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. kích thước Trên 6 10 18 30 50 80 120 180 250 315 3 đ. danh nghĩa đến 3 đ. đ. đ. đ. đ. đ. đ. đ. đ. đ. 6 (mm) 10 18 30 50 80 120 180 250 315 400 i 3 0,551 0,7 0,9 1,0 1,3 = 0,045√D 7 1,56 1,86 2,17 2,52 2,89 3,22 3,54 3 0 8 1 + 0,001D 1.5. Sai lệch cơ bản Sai lệch cơ bản là một trong hai sai lệch trên hoặc dưới gần với đường không dùng để xác định vị trí của miền dung sai so với đường không. Hình 2.1: Sai lệch cơ bản Theo TCVN 2244-99 có 28 sai lệch cơ bản đối với lỗ và 28 sai lệch cơ bản đối với trục. Sai lệch cơ bản được kí hiệu bằng 1 hoặc 2 chữ cái la tinh: Chữ in hoa với lỗ: A, B, C, CD, ..., ZA, ZB, ZC. Chữ thường với trục: a, b, c, cd, ..., za, zb, zc. Vị trí miền dung sai tương ứng với các chữ của sai lệch cơ bản như hình 2.3. 15
Hình 2.2: Vị trí miền dung sai Sự phối hợp giữa kích thước danh nghĩa, sai lệch cơ bản và cấp chính xác tạo nên miền dung sai. Vậy ký hiệu miền dung sai bao gồm 3 thành phần trên, ví dụ: 30H7. 2. CÁCH GHI KÍCH THƯỚC CÓ SAI LỆCH GIỚI HẠN TRÊN BẢN VẼ CHI TIẾT VÀ TRÊN BẢN VẼ LẮP 2.1. Đối với bản vẽ chi tiết Tiêu chuẩn qui định có 3 cách ghi ký hiệu sai lệch của kích thước trên bản vẽ chi tiết. 2.1.1. Ghi theo ký hiệu qui ước của miền dung sai * Nếu để kiểm tra bằng calip giới hạn, ký hiệu dung sai gồm: - Kích thước danh nghĩa. - Miền dung sai(sai lệch cơ bản và cấp chính xác). Ví dụ: Lỗ 40H7 Trục 40f7 Có nghĩa: Có nghĩa: - DN = 40 mm. - dN = 40 mm. - H7 là miền dung sai của lỗ. - f7 là miền dung sai của trục. Trong đó: Trong đó: - H: là sai lệch cơ bản. - f: là sai lệch cơ bản. - 7: là cấp chính xác. - 7: là cấp chính xác. 2.1.2. Ghi theo trị số sai lệchgiới hạn * Nếu để kiểm tra bằng dụng cụ đo có số, ký hiệu dung sai gồm: - Kích thước danh nghĩa. - Sai lệch giới hạn (sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới). −0,025 Ví dụ: Trục ∅40−0,050 , Lỗ ∅40+0,025 16
Có nghĩa: - Kích thước danh nghĩa dN = 40 mm, es = -0,025; ei = -0,050 Lỗ ∅40+0,025 - Kích thước danh nghĩa DN = 40 mm, ES = 0,025; EI = 0 2.1.3.Ghi kết hợp cả hai cách trên. Sai lệch giới hạn được ghi ở trong ngoặc đơn bên phải. Ví dụ: ∅40H7(+0,025 ) Hình 2.3: Ghi sai lệch giới hạn trên bản vẽ chi tiết 2.2. Đối với bản vẽ lắp Ghi kích thước lắp ghép và sai lệch giới hạn cho bản vẽ lắp cũng có 3 cách tương tự như đối với bản vẽ chi tiết. 2.2.1. Ghi theo ký hiệu qui ước của miền dung sai Miền dung sai lỗ Kích thước danh nghĩa Miền dung sai trục H7 Ví dụ:∅60 e8 - Kích thước danh nghĩa DN = dN = 60 mm H là SLCB - Miền dung sai của lỗ: H7 với { 7 là cấp CX e là SLCB - Miền dung sai của trục: e8 với { 8 là cấp CX 2.2.2. Ghi theo trị số sai lệchgiới hạn +0,030 Ví dụ: ∅60 {−0,050} −0,089 - Kích thước danh nghĩa DN = dN = 60 mm - Sai lệch giới hạn của lỗ ES = 0,030 mm, EI = 0. - Sai lệch giới hạn của trục es = -0,050 mm, ei = -0,089. 2.2.3. Ghi kết hợp cả hai cách trên. H7 +0,030 Ví dụ: ∅60 { } e8 −0,050 −0,089 17
Hình 2.4: Ghi sai lệch giới hạn trên bản vẽ lắp 6. BÀI TẬP(đã có ở bài 1) 1. Một chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN = 32mm, kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 32,050mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin = 32,034mm. Tính trị số các sai lệch giới hạn và dung sai. Bài giải * Sai lệch giới hạn kích thước trục được tính theo các công thức sau: es = dmax - dN = 32,050 - 32 = 0,050mm. ei = dmin - dN = 32,034 - 32 = 0,034mm. * Dung sai kích thước trục được tính theo công thức: Td = dmax - dmin = 32,050 - 32,034 = 0,016mm. Hoặc: Td = es - ei = 0,050 - 0,034 = 0,016mm. 2. Chi tiết lỗ có kích thước danh nghĩa là DN = 45mm, kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 44,992mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất D min = 44,967mm. Tính các trị số sai lệch và dung sai. Bài giải * Tính các sai lệch giới hạn theo công thức: ES = Dmax - DN = 44,992 - 45 = -0,008mm. EI = Dmin - DN = 44,967 - 45 = -0,033mm. * Tính trị số dung sai theo công thức: TD = Dmax - Dmin = 44,992 - 44,967 = 0,025mm. Hoặc: TD = ES - EI = -0,008 - (-0,033) = 0,025mm. 3.Biết kích thước danh nghĩa của trục là dN = 28mm và các sai lệch giới hạn là es = - 0,020mm, ei = -0,041mm. Tính các kích thước giới hạn và dung sai. Nếu sau khi gia công trục, người thợ đo được kích thước thực là: dt = 27,976mm thì chi tiết trục đó có đạt yêu cầu không ?= Bài giải Từ công thức tính kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất ta có: dmax = dN +es = 28 + (-0,020) = 27,980 mm. dmin = dN +ei = 28 + (-0,041) = 27,959 mm. Áp dụng công thức tính dung sai kích thước trục ta có: Td = es - ei = -0,020 - (-0,041) = 0,021 mm. Ta đã biết chi tiết trục đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng thức: dmin dt dmax Trong bài này ta có: dmin = 27,959  dt = 27,976  dmax = 27,980 Vậy chi tiết trục đã gia công đạt yêu cầu. 18
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP 1. Tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn TCVN 2244-99 quy định bao nhiêu cấp chính xác và kí hiệu chúng như thế nào. 2. Trình bày quy định lắp ghép trong hệ thống lỗ cơ bản và hệ thống trục cơ bản. 3. Sai lệch cơ bản là gì? TCVN 2244-99 quy định dãy các sai lệch cơ bản như thế nào. 4. Cho ví dụ về kí hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ và giải thích các kí hiệu đó. 5. Cho các lắp ghép trụ trơn ghi trong bảng dưới đây, bảng 2.6. Bảng 2.6. TT DN, mm Kiểu lắp TT DN, mm Kiểu lắp H8 E9 H7 K7 1 30 và 4 92 và e8 h8 k6 h6 H7 G7 H7 P7 2 45 và 5 115 và g6 h6 s6 h6 H7 Js 7 H7 N7 3 72 và 6 124 và js 6 h6 n6 h6 - Hãy ghi kí hiệu sai lệch và lắp ghép bằng chữ và bằng số trên bản vẽ. - Lập sơ đồ phân bố miền dung sai, xác định đặc tính của lắp ghép. - Tính độ dôi hoặc độ hở giới hạn của chúng. 19