Giáo trình Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật (Nghề: Công nghệ ô tô, Hàn) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

Chia sẻ: Behodethuonglam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật bao gồm lý thuyết và thực hành (bài tập) của 3 chương: Các khái niệm về hệ thống dung sai lắp ghép; Hệ thống dung sai lắp ghép; Dụng cụ đo thông dụng trong cơ khí.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật (Nghề: Công nghệ ô tô, Hàn) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

UBND TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ ĐO LƯỜNG NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ, NGHỀ HÀN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP, CAO ĐẲNG Lào Cai, năm 2019 1
LỜI NÓI ĐẦU Nhiệm vụ quan trọng trong quá trình thiết kế các sản phẩm mới và hoàn thiện các sản phẩm cũ là chuẩn bị tốt các bản vẽ thiết kế và công nghệ, tạo khả năng đảm bảo tính công nghệ cần thiết và chất lượng cao của sản phẩm. Để giải quyết tốt nhiệm vụ đó, các nhà thiết kế cần phải nắm vững những nguyên tắc cơ bản để lựa chọn dung sai cho các thông số hình học chi tiết và lắp ghép cho các mối ghép theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam đã ban hành. Nội dung của giáo trình được biên soạn trên cơ sở kế thừa những nội dung đã có của các giáo trình dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật đã được ban hành và kết hợp với yêu cầu mới phù hợp với điều kiện học tập và giảng dạy của nghề học sửa chữa ôtô nhằm nâng cao chất lượng đào tạo, giáo trình gồm có 3 chương. Trong giáo trình này phần lý thuyết môn học được xắp xếp theo một trình tự lôgíc, các kiến thức cơ bản được cô đọng. Trong đó một số nội dung được trình bầy tỉ mỉ nhằm giúp cho người đọc dễ hiểu. Sau mỗi nội dung lý thuyết đều có các câu hỏi và bài tập kèm theo để nâng cao tính thực hành của môn học. Việc biên soạn một tài liệu thật cơ bản và chất lượng cao quả là một việc khó. Mặc dù các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, song cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của các bạn đọc để bổ xung cho giáo trình hoàn chỉnh hơn . Tác giả Lào Cai 10/2019 2
HƯỚNG DẪN ĐỌC GIÁO TRÌNH 1. Chương trình môn học được sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề. 2. Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp dạy và học. - Môn học ‘Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật’ bao gồm lý thuyết và thực hành (bài tập) của 3 chương: Chương 1: Các khái niệm về hệ thống dung sai lắp ghép Chương 2: Hệ thống dung sai lắp ghép. Chương 3: Dụng cụ đo thông dụng trong cơ khí. 3. Những trọng tâm chương trình cần chú ý. - Những khái niệm cơ bản của dung sai lắp ghép. -Thành thạo giải các bài tập lắp ghép.. - Tra bảng dung sai để làm các bài tập trong hệ thống lắp ghép - Nhận biết các loại dụng cụ đo và phương pháp đo. - Thao tác sử dụng các loại dụng cụ đo thành thạo. 3
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 1 HƯỚNG DẪN ĐỌC GIÁO TRÌNH .............................................................................. 3 CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP ............... 6 1. Các khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép. ........................................................... 6 1.1. Khái niệm về tính lắp lẫn trong nghành cơ khí ................................................ 6 1.2. Kích thước, sai lệch giới hạn, dung sai ............................................................ 7 1.3. Lắp ghép và các loại lắp ghép ........................................................................ 13 2. Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn. .............................................................. 20 2.1. Hệ thống dung sai ........................................................................................... 20 2.2. Hệ thống lắp ghép. .......................................................................................... 25 2.3. Các bảng dung sai. .......................................... Error! Bookmark not defined. 2.4. Các lắp ghép tiêu chuẩn .................................. Error! Bookmark not defined. 3. Dung sai hình dạng, vị trí và độ nhám bề mặt. ..................................................... 25 3.1. Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong quá trình gia công. ....................... 25 3.2. Sai số về hình dạng và vị trí bề mặt của chi tiết gia công. ............................. 27 3.3. Nhám bề mặt ................................................................................................... 35 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP. .................................................. 43 1. Dung sai kích thước và lắp ghép các mối ghép thông dụng. ................................ 43 1.1. Dung sai lắp ghép ổ lăn. ................................................................................. 43 1.2. Dung sai lắp ghép then và then hoa. ............................................................... 46 1.3. Dung sai lắp ghép côn. ................................... Error! Bookmark not defined. 2. Dung sai kích thước và lắp ghép các mối ghép ren. ............................................. 51 3. Dung sai truyền động bánh răng. .......................................................................... 54 3.1. Các thông số kích thước cơ bản của truyền động bánh răng.......................... 54 3.2.Các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng ............................................ 54 3.3. Đánh giá mức chính xác truyền động bánh răng ............................................ 56 3.4. Tiêu chuẩn dung sai, cấp chính xác của truyền động .......... Error! Bookmark not defined. 4
4. Chuỗi kích thước................................................... Error! Bookmark not defined. 4.1. Định nghĩa ...................................................... Error! Bookmark not defined. 4.2. Các thành phần của chuỗi............................... Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 3: DỤNG CỤ ĐO THÔNG DỤNG TRONG CƠ KHÍ. ............................ 59 1. Cơ sở đo lường kỹ thuật........................................................................................ 59 1.1. Khái niệm về đo lường kỹ thuật ..................................................................... 59 1.2. Dụng cụ đo và các phương pháp đo ............................................................... 60 2. Căn mẫu. ............................................................................................................... 62 2.1. Công dụng, cấu tạo các bộ căn mẫu. .............................................................. 62 2.2. Cách bảo quản ................................................................................................ 64 3. Thước cặp. ............................................................................................................ 68 3.1. Công dụng, cấu tạo, nguyên lý du xích .......................................................... 68 3.2 Cách sử dụng ................................................................................................... 70 3.3. Cách bảo quản. ............................................................................................... 72 4. Pan me. .................................................................................................................. 73 4.1. Nguyên lý làm việc của pan me. ................... Error! Bookmark not defined. 4.2. Cách sử dụng. ................................................. Error! Bookmark not defined. 4.3. Bảo quản. ........................................................................................................ 77 5. Đồng hồ so. ........................................................................................................... 64 5.1. Công dụng, cấu tạo và nguyên lý làm việc của đồng hồ so. .......................... 64 5.2. Sử dụng và bảo quản ...................................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 81 5
CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP 1. Các khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép. 1.1. Khái niệm về tính lắp lẫn trong ngành cơ khí. 1.1.1. Bản chất của tính lắp lẫn. Tính lắp lẫn( hay còn gọi là tính đổi lẫn chức năng) của loạt chi tiết là khả năng thay thế cho nhau bằng các chi tiết khác cùng loại mà không cần phải lựa chọn hoặc sửa chữa gì mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Ví dụ: Đai ốc lắp với bu lông có chức năng bắt chặt, líp xe lắp với moay ơ có chức năng truyền chuyển động. Khi ta chế tạo hàng loạt đai ốc cùng loại, líp xe cùng loại, nếu lấy bất kỳ đai ốc nào, líp xe nào vừa chế tạo lắp vào bu lông, vào moay ơ đều thực hiện đúng chức năng của nó thì loại đai ốc, loại líp xe đó đã chế tạo đạt được tính đổi lẵn chức năng. Tính lắp lẫn được chia ra làm hai loại: + Lắp lẫn hoàn toàn Trong một loạt chi tiết cùng loại, nếu các chi tiết đều thay thế được cho nhau, thì loạt đó đạt được tính lắp lẫn hoàn toàn. Lắp lẫn hoàn toàn đòi hỏi phải có độ chính xác cao, giá thành sản phẩm cao. Lắp lẫn hoàn toàn dùng chế tạo các chi tiết tiêu chuẩn như bu lông - đai ốc, bánh răng, ổ lăn..., các chi tiết dự trữ, thay thế. + Lắp lẫn không hoàn toàn Nếu một số trong các chi tiết trong loạt không lắp lẫn cho nhau được hoặc khi lắp lẫn cho nhau cần phải gia công thêm mới lắp ghép được thì loạt chi tiết đó chỉ đạt được tính lắp lẫn không hoàn toàn. Lắp lẫn không hoàn toàn cho phép các chi tiết chế tạo với phạm vi dung sai lớn hơn, thường thực hiện đối với công việc lắp ráp trong nội bộ phân xưởng hoặc nhà máy. Các chi tiết có tính lắp lẫn phải giống nhau về hình dạng về kích thước, hoặc kích thước chỉ được khác nhau trong một phạm vi cho phép nào đó, phạm vi cho phép đó gọi là dung sai. Như vậy dung sai là yếu tố quyết định đổi lẫn chức năng, tuỳ theo giá trị của dung sai mà chi tiết đạt được tính lắp lẫn hoàn toàn hay không hoàn toàn. 1.1.2. Ý nghĩa của tính lắp lẫn Tính lắp lẫn trong chế tạo máy là điều kiện cơ bản và cần thiết của nền sản xuất tiên tiến. 6
Trong sản xuất hàng loạt, nếu không đảm bảo các nguyên tắc của tính lắp lẫn thì không thể sử dụng bình thường nhiều loại đồ dùng phương tiện trong cuộc sống của chúng ta. Ví dụ : Lắp một bóng đèn điện vào đui đèn; vặn đai ốc vào một bulông bất kỳ có cùng kích cỡ kích thước, lắp ổ lăn có cùng số hiệu về kích thước vào trục và ổ trục nào đó v.v... Trong sản xuất, nhờ tính lắp lẫn của chi tiết quá trình lắp ráp được đơn giản thuận tiện. Trong sửa chữa, dễ dàng thay thế một chi tiết bị hỏng bằng một chi tiết dự trữ cùng loại. Ví dụ: Thay thế xéc măng, piston bị hỏng bằng các xéc măng, piston dự trữ cùng loại...thì máy có thể làm việc được ngay, giảm thời gian ngừng máy để sửa chữa, tận dụng được thời gian sản xuất của nó. Về mặt công nghệ, nếu có các chi tiết được thiết kế và chế tạo đảm bảo tính đổi lẫn sẽ tạo điều kiện cho việc hợp tác sản xuất giữa các xí nghiệp, thực hiện chuyên môn hoá dễ dàng, tạo điều kiện để áp dụng kỹ thuật tiên tiến, tổ chức sản xuất hợp lý, nâng cao năng xuất và chất lượng, hạ giá thành sản phẩm. Như vậy tính đổi lẫn chức năng có ý nghĩa rất lớn về kinh tế, kỹ thuật. 1.2. Kích thước, sai lệch giới hạn, dung sai 1.2.1. Kính thước: Kích thước là giá trị bằng số của các đại lượng đo chiều dài( đường kính, chiều dài, chiều rộng…) theo đơn vị đo được lựa chọn. Trong công nghiệp chế tạo cơ khí đơn vị thường dùng là milimét( mm) và quy ước thống nhất trên bản vẽ kỹ thuật không cần ghi chữ (mm). 1.2.1.1. Kích thước danh nghĩa Kích thước danh nghĩa là kích thước xác định được bằng cách tính toán xuất phát từ chức năng của chi tiết , sau đó quy tròn (về phía lớn lên) theo các giá trị của dãy kích thước thẳng có trong bảng tiêu chuẩn. Ví dụ khi tính toán (về sức bền, độ cứng vững, độ ổn định…) người thiết kế xác định được kích thước của chi tiết là 35,785 mm; đối chiếu với bản tiêu chuẩn chọn kích thước là 36 mm. Kích thước 36 mm này là kích thước danh nghĩa của chi tiết. Kích thước danh nghĩa được ghi trên bản vẽ và dùng làm gốc để xác định các kích thước giới hạn và tính sai lệch. Ký hiệu kích thước danh nghĩa: + Đối với chi tiết trục là dN + Đối với chi tiết lỗ là DN 7
Hình 1.1.Biểu diễn kích thước lỗ và trục 1.2.1.2. Kích thước thực Là kích thước nhận được từ kết quả đo trực tiếp trên chi tiết. Sai số của kích thước thực phụ thuộc vào độ chính xác của dụng cụ đo. Ví dụ: Khi đo kích thước thực của chi tiết trục bằng Panme có giá trị vạch chia là 0,01mm, kết quả đo nhận được là 24,98mm, thì kích thước thực của chi tiết trục là 24,98 mm so với sai số cho phép là 0,01mm Trong thực tế không phải lúc nào cũng xác định được kích thước một cách chính xác, như vậy nên còn cho phép quan niệm kích thước thực là kích thước được xác định bằng cách đo với sai số cho phép. Ký hiệu kích thước thực: + Đối với chi tiết trục là dth + Đối với chi tiết lỗ là Dth Khi gia công, không thể đạt được kích thước thực hoàn toàn đúng như kích thước danh nghĩa, sự sai lệch giữa kích thước thực và kích thước danh nghĩa phụ thuộc nhiều yếu tố: độ chính xác của máy, dao gia công, dụng cụ gá lắp, dụng cụ đo kiểm, trình độ tay nghề của người thợ v.v... Miền sai lệch cho phép của kích thước thực so với kích thước danh nghĩa phụ thuộc vào mức độ chính xác yêu cầu và tính chất lắp ghép của các chi tiết. 1.2.1.3. Kích thước giới hạn Khi gia công bất kỳ một một kích thước của chi tiết nào đó, ta cần phải quy định một phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước đó. Phạm vi cho phép ấy được giới hạn bởi hai kích thước quy định gọi là kích thước giới hạn. Kích thước giới hạn là hai kích thước lớn nhất và nhỏ nhất mà kích thước thực của các chi tiết đạt yêu cầu nằm trong phạm vi đó. Phạm vi cho phép phải quy định sao cho các chi tiết đạt được tính lắp lẫn về phương diện kích thước. Có 2 kích thước giới hạn: 8
- Kích thước giới hạn lớn nhất: Là kích thước lớn nhất cho phép của chi tiết khi chế tạo mà kích thước thực phải nhỏ hơn hoặc bằng với nó Ký hiệu kích thước giới hạn lớn nhất : + Đối với chi tiết trục là dmax + Đối với chi tiết lỗ là Dmax - Kích thước giới hạn nhỏ nhất: Là kích thước nhỏ nhất cho phép của chi tiết khi chế tạo mà kích thước thực phải lớn hơn hoặc bằng với nó Ký hiệu kích thước giới hạn nhỏ nhất : + Đối với chi tiết trục là dmin + Đối với chi tiết lỗ là Dmin Hình 1.2. Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn và sai lệch giới hạn - Điều kiện để một chi tiết đạt yêu cầu khi gia công là : dmin  dth  dmax Dmin  Dth  Dmax 1.2.2. Sai lệch giới hạn 1.2.2.1. Khái niệm: Sai lệch giới hạn là sai lệch của các kích thước giới hạn so với kích thước danh nghĩa, là hiệu số giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa. Sai lệch giới hạn gồm: sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới. 1.2.2.2. Sai lệch giới hạn trên Sai lệch giới hạn trên là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa. Ký hiệu: + Đối với chi tiết trục là es + Đối với chi tiết lỗ là ES Công thức tính: es = dmax - dN ES = Dmax - DN 1.2.2.3. Sai lệch giới hạn dưới 9
Sai lệch giới hạn dưới là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa. Ký hiệu: + Đối với chi tiết trục là ei + Đối với chi tiết lỗ là EI; Công thức tính: ei = dmin - dN EI = Dmin –DN Hình 1.3. Sơ đồ biểu diễn sai lệch giới hạn * Chú ý: Tuỳ theo tính chất mối ghép yêu cầu mà sai lệch giới hạn có những giá trị khác nhau. - Sai lệch có giá trị dương (+) khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước danh nghĩa. - Sai lệch giới hạn bằng 0 khi kích thước giới hạn bằng kích thước danh nghĩa - Sai lệch giới hạn có giá trị âm (-) khi kích thước giới hạn nhỏ hơn kích thước danh nghĩa. * Cách ghi sai lệch giới hạn kích thước trên bản vẽ - Trên bản vẽ sai lệch giới hạn kích thước được ghi sau kích thước danh nghĩa. - Đơn vị của kích thước danh nghĩa và sai lệch giới hạn đều là mm - Khổ chữ sai lệch giới hạn viết nhỏ hơn kích thước danh nghĩa - Sai lệch giới hạn trên được ghi ở phía trên: Ví dụ: 50+0,3 - Sai lệch giới hạn dưới được ghi ở phía dưới: Ví dụ: 50- 0,1 - Sai lệch bằng không thì không ghi hoặc ghi số 0.Ví dụ: 50- 0,1 - Sai lệch có trị số đối nhau thì ghi chung và phía trước có dấu cộng, trừ ( ), khổ chữ sai lệch giới hạn viết bằng khổ chữ kích thước danh nghĩa.Ví dụ: 50  0,1 10
Hình 1.4. Ghi ký hiệu trên bản vẽ chi tiết Hình 1.5. Ghi ký hiệu trên bản vẽ lắp 1.2.3. Dung sai Khi gia công, kích thước thực được phép sai khác so với kích thước danh nghĩa trong phạm vi giữa hai kích thước giới hạn. Phạm vi sai cho phép đó của chi tiết gọi là dung sai. Dung sai là khoảng sai số cho phép của kích thước, trị số dung sai bằng hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng hiệu số giữa sai lệch trên và sai lệch dưới. Ký hiệu: T( Tolerance) Với chi tiết trục: Td Với chi tiết lỗ : TD Công thức tính: + Với chi tiết trục: Td = dmax - dmin hay Td = es- ei + Với chi tiết lỗ: TD = Dmax - Dmin hay TD = ES -EI * Chú ý: Dung sai bao giờ cũng có giá trị dương bởi nó là chiều dài, chiều rộng của một khoảng có thực ( T > 0 ) - Quy định giá trị dung sai phải căn cứ vào quá trình làm việc hay chế độ lắp ghép của các cơ cấu mà có thể tìm ra được giá trị dung sai đó: 11
+ Trị số dung sai lớn - độ chính xác chi tiết thấp. + Trị số dung sai nhỏ - độ chính xác chi tiết cao. Ví dụ: Một chi tiết trục có kích thước danh nghĩa dN= 50mm; kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 50,055mm; kích thước giới hạn nhỏ nhất d min = 49,985mm. Tính trị số sai lệch giới hạn trên, sai lệch giới hạn dưới và dung sai của chi tiết. Nếu người thợ gia công chi tiết đó đo được kích thước 50,065mm thì chi tiết đó đạt yêu cầu không? Tại sao? Bài giải : - Sai lệch giới hạn trên của trục: es = dmax - dN = 50,055 - 50 = 0,055mm - Sai lệch giới hạn dưới của trục: ei = dmin - dN = 49,985 - 50 = - 0,015mm - Dung sai của trục: Td = dmax - dmin = 50,055 – 49,985 = 0,07mm - Chi tiết gia công đo được d = 50,065mm - đây là kích thước thực của chi tiết. Ta biết chi tiết gia công đạt yêu cầu sử dụng khi thoả mãn điều kiện dmax  dth  dmin ở đây 50,055  50,065 > 49,985. Vậy chi tiết không đạt yêu cầu về kích thước. * Biểu diễn sơ đồ phân bố dung sai - Dùng hệ 2 đường thẳng vuông góc với nhau, trục hoành biểu diễn vị trí của kích thước danh nghĩa tại đó sai lệch bằng 0 gọi là đường không. Trục tung biểu thị sai lệch của kích thước tính theo µm ( 1µm = 10 – 3 mm). Sai lệch của kích thước được phân bố về hai phía so với kích thước danh nghĩa + Nếu sai lệch là giá trị âm thì nằm phía dưới đường không. + Nếu sai lệch là giá trị dương thì nằm phía trên đường không. - Đường 0 là đường giới hạn nhỏ nhất của chi tiết lỗ trong hệ thống lỗ. Miền dung sai của chi tiết lỗ trong hệ thống lỗ nằm ở phía trên đường 0. Miền dung sai của chi tiết trục nằm ở những vị trí khác nhau tuy từng lắp ghép. - Đường 0 là đường giới hạn lớn nhất của chi tiết trục trong hệ thống trục. Miền dung sai của chi tiết trục trong hệ thống trục nằm ở phía dưới đường 0. Miền dung sai của chi tiết lỗ nằm ở những vị trí khác nhau tuy từng lắp ghép. 12
- Miền dung sai được biểu diễn bằng một hình chữ nhật có chiều dài tuỳ ý được giới hạn bằng sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới. Ví dụ: Loạt chi tiết lỗ có kích thước  40+0.025 và loạt chi tiết trục có kích thước là  40 00,,025 050 Hình 1.6. Sơ đồ phân bố miền dung sai Ý nghĩa: Qua sơ đồ phân bố miền dung sai ta dễ dàng xác định được giá trị của các sai lệch giới hạn, kích thước giới hạn, dung sai và đặc tính của mối ghép. 1.3. Lắp ghép và các loại lắp ghép 1.3.1. Khái niệm: Sự phối hợp của hai hay nhiều chi tiết một cách cố định ( đai ốc vặn vào bu lông) hay di động ( piston lắp trong xylanh ) thì tạo thành một mối ghép Ví dụ: - Đai ốc vặn vào bu lông tạo thành mối ghép có tác dụng bắt chặt - Piston, xéc măng lắp trong xylanh động cơ tạo thành mối ghép có tác dụng nén khí- gây nổ- phát lực. Trong những mối ghép có những bề mặt và những kích thước mà dựa theo chúng các chi tiết phối hợp với nhau gọi là bề mặt lắp ghép và kích thước lắp ghép. Một mối ghép bao giờ cũng có chung một kích thước danh nghĩa cho cả hai chi tiết lắp ghép gọi là kích thước danh nghĩa của lắp ghép. Bề mặt lắp ghép là bề mặt trụ hoặc bề mặt phẳng và bao giờ cũng gồm mặt của chi tiết bao ngoài ( bề mặt bao) và mặt của chi tiết bị bao ( bề mặt bị bao) Chi tiết bao ngoài qui ước là chi tiết lỗ Chi tiết bị bao qui ước là chi tiết trục 13
Lắp ghép Lắp ghép giữa trục giữa rãnh và lỗ và con Hình 1.7: Hai chi tiếttrượt lắp ghép Đặc tính của lắp ghép được xác định bởi hiệu số của kích thước bao và kích thước bị bao trong lắp ghép. 1.3.2. Phân loại lắp ghép. Đặc tính của lắp ghép được xác định bởi hiệu số kích thước của bề mặt bao và bề mặt bị bao trong lắp ghép. Nếu hiệu số đó có giá trị dương thì lắp ghép có độ hở. Nếu hiệu số đó có giá trị âm thì lắp ghép có độ dôi. Tuỳ theo sự phân bố miền dung sai của lỗ và trục theo TCVN 2244-77 có thể phân ra 3 nhóm lắp ghép: lắp ghép có độ hở, lắp ghép có độ dôi và lắp ghép trung gian. 1.3.2.1. Lắp ghép có độ hở( Lắp lỏng) - Trong loại lắp ghép này kích thước bề mặt bao (lỗ) bao giờ cũng lớn hơn kích thước của bề mặt bị bao (trục) ( lớn hơn về giá trị chủa kích thước giới hạn), miền dung sai của lỗ luôn nằm trên miền dung sai của trục đảm bảo cho mối ghép bao giờ cũng có độ hở. - Độ hở trong lắp ghép đặc trưng cho sự dịch chuyển tương đối giữa hai chi tiết trong lắp ghép. Nếu độ hở càng lớn thì khả năng dịch chuyển tương đối càng nhiều và ngược lại. - Độ hở trong lắp ghép là hiệu số kích thước của lỗ và kích thước của trục. - Độ hở ký hiệu là S. Được xác định bằng biểu thức: S = Dt – dt Hình 1.8. Nhóm lắp ghép lỏng 14
Các kích thước thực tế của chi tiết dao động trong giới hạn dung sai đã cho nên độ hở cũng sẽ dao động trong một phạm vi nhất định. Tương ứng với các kích thước giới hạn của lỗ và trục ta có các độ hở giới hạn. + Độ hở giới hạn lớn nhất (ký hiệu là Smax): là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ và kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch trên của lỗ và sai lệch dưới của trục Smax = Dmax– dmin hay Smax = ES – ei + Độ hở giới hạn nhỏ nhất (ký hiệu là Smin): là hiệu số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và kích thước giới hạn lớn nhất của trục hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch dưới của lỗ và sai lệch trên của trục Smin = Dmin – dmax hay Smin = EI – es + Độ hở trung bình (ký hiệu là Stb) : là trung bình cộng giữa độ hở giới hạn lớn nhất và độ hở giới hạn nhỏ nhất + Dung sai độ hở (ký hiệu là TS) : là hiệu số giữa độ hở giới hạn lớn nhất và độ hở giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng tổng dung sai của chi tiết lỗ và chi tiết trục. TS = Smax – Smin = TD + Td Ví dụ: Một lắp ghép có độ hở, trong đó chi tiết lỗ có kích thước  50 0,023 ; chi tiết trục có kích thước  50 00,,005 028 . - Tính kích thước giới hạn và dung sai của các chi tiết - Tính độ hở giới hạn, độ hở trung bình và dung sai của lắp ghép Bài giải: - Kích thước giới hạn của lỗ: Dmax = DN + ES = 50 + 0,023 = 50,023 mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ: Dmin = DN + EI = 50 + 0 = 50,0 mm - Dung sai của lỗ: TD = Dmax - Dmin = 50,023 - 50 = 0,023 mm 15
- Kích thước giới hạn lớn nhất của trục: dmax = d + es = 50 - 0,005 = 49,995 mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục: dmin = d + ei = 50 - 0,028 = 49,972 mm + Dung sai của trục: Td = dmax - dmin = 49,995 - 49,972 = 0,023 mm + Độ hở lớn nhất: Smax = Dmax - dmin = 50,023 - 49,972 = 0,051 mm + Độ hở nhỏ nhất: Smin = Dmin - dmax = 50 - 49,995 = 0,005 mm + Độ hở trung bình: S max  S min 0,051  0,005 S tb    0,028mm 2 2 + Dung sai độ hở: TS = Smax - Smin = 0,051 - 0,005 = 0,046 mm 1.3.2.2. Lắp ghép có độ dôi (lắp chặt). Trong loại lắp ghép này kích thước bề mặt bị bao (trục) bao giờ cũng lớn hơn kích thước của bề mặt bao (lỗ), miền dung sai của trục luôn nằm trên miền dung sai của lỗ. Độ dôi trong lắp ghép đặc trưng cho sự cố định tương đối giữa hai chi tiết trong lắp ghép. Nếu độ dôi càng lớn thì sự cố định giữa hai chi tiết càng bền chặt và ngược lại. Độ dôi ký hiệu là N. Được xác định bằng biểu thức: N = dt – Dt Hay N = - (Dt – dt) = -S Tương ứng với các kích thước giới hạn của lỗ và trục ta có các độ dôi giới hạn. Hình 1.9. Nhóm lắp ghép chặt 16
- Độ dôi giới hạn lớn nhất (ký hiệu là Nmax): là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất của trục và kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch trên của trục và sai lệch dưới của lỗ Nmax = dmax - Dmin Hay Nmax = es - EI - Độ dôi giới hạn nhỏ nhất (ký hiệu là Nmin): là hiệu số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục và kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch dưới của trục và sai lệch trên của lỗ Nmin = dmin - Dmax Hay Nmin = ei – ES - Độ dôi trung bình (ký hiệu là Ntb): là trung bình cộng giữa độ dôi giới hạn lớn nhất và độ dôi giới hạn nhỏ nhất Nmax  Nmin Ntb  2 - Dung sai của độ dôi (ký hiệu là TN): là hiệu số giữa độ đôi lớn nhất và độ dôi nhỏ nhất hoặc bằng tổng dung sai của chi tiết lỗ và chi tiết trục. TN = Nmax - Nmin Hay T N = Td + TD Như vậy dung sai của độ dôi đặc trưng cho mức độ chính xác yêu cầu của lắp ghép. Ví dụ: Một lắp ghép có độ dôi, trong đó chi tiết lỗ có kích thước  75 0,018 ; chi tiết trục có kích thước  75 00,,062 030 . - Tính kích thước giới hạn và dung sai của các chi tiết - Tính độ dôi giới hạn, độ dôi trung bình và dung sai của lắp ghép Bài giải: - Kích thước giới hạn của lỗ: Dmax = DN + ES = 75 + 0,018 = 75,018 mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ: Dmin = DN + EI = 75 + 0 = 75,0 mm - Dung sai của lỗ: TD = Dmax - Dmin = 75,018 - 75 = 0,018 mm 17
- Kích thước giới hạn lớn nhất của trục: dmax = d + es = 75 + 0,062 = 75,062 mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục: dmin = d + ei = 75 + 0,030 = 75,030 mm + Dung sai của trục: Td = dmax - dmin = 75,062 – 75,030 = 0,032 mm + Độ dôi lớn nhất: Nmax = dmax - Dmin = 75,062 - 75 = 0,062 mm + Độ dôi nhỏ nhất: Nmin = dmin - Dmax = 75,030 - 75,018 = 0,012 mm + Độ dôi trung bình: N max  N min 0,062  0,012 N tb    0,037 mm 2 2 + Dung sai độ dôi: TN = Nmax - Nmin = 0,062 - 0,012 = 0,050mm 1.3.2.3. Lắp ghép trung gian. Lắp ghép trung gian là loại lắp ghép quá độ giữa lắp ghép có độ hở và lắp ghép có độ dôi có nghĩa là miền dung sai của chi tiết lỗ và chi tiết trục có thể cắt nhau từng phần hay toàn phần. Trong lắp ghép này tuỳ theo kích thước thực tế của chi tiết lỗ và chi tiết trục (kích thước thực tế trong phạm vi dung sai) mà lắp ghép có độ hở và có độ dôi. Hình 1.10. Nhóm lắp trung gian 18
Tương tự như lắp ghép có độ hở hoặc lắp ghép có độ dôi, nếu lắp chi tiết lỗ có kích thước giới hạn là lớn nhất thì mối ghép có độ hở lớn nhất Smax Ngược lại nếu lắp chi tiết lỗ có kích thước giới hạn là nhỏ nhất với chi tiết trục có kích thước thước là lớn nhất thì mối ghép có độ dôi lớn nhất Trong lắp ghép trung gian công thức tính trị số mối ghép như sau. - Độ hở giới hạn lớn nhất: Smax = Dmax - dmin Hay Smax = ES - ei - Độ dôi giới hạn lớn nhất: Nmax = dmax - Dmin Hay Nmax = es - EI - Dung sai của mối ghép trung gian được tính như sau: TS = TN = Smax+ Nmax TS = TN = TD+ Td Trong mối ghép trung gian, dung sai của mối ghép bằng tổng dung sai của kích thước lỗ và dung sai của kích thước trục. - Độ hở hoặc độ dôi trung bình trong lắp ghép trung gian được xác định như sau: + Nếu lắp ghép có Smax  Nmax thì lắp ghép có độ hở trung bình bằng nửa hiệu số giữa độ hở lớn nhất và độ dôi lớn nhất. S max  N max Stb = 2 + Nếu lắp ghép có Nmax  Smax thì lắp ghép có độ dôi trung bình bằng nửa hiệu số giữa độ đôi lớn nhất và độ hở lớn nhất. N max  S max Ntb = 2 Ví dụ: Một lắp ghép trung gian, trong đó chi tiết lỗ có kích thước  60 0,030 ; chi tiết trục có kích thước  60 00,,015 018 . - Tính kích thước giới hạn và dung sai của các chi tiết - Tính trị số giới hạn độ dôi, độ hở; độ hở hoặc độ dôi trung bình và dung sai của lắp ghép? Bài giải: - Kích thước giới hạn của lỗ: Dmax = DN + ES = 60 + 0,030 = 60,030 mm 19
- Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ: Dmin = DN + EI = 60 + 0 = 60 mm - Dung sai của lỗ: TD = Dmax - Dmin = 60,030 - 60 = 0,030 mm - Kích thước giới hạn lớn nhất của trục: dmax = d + es = 60 + 0,015 = 60,015 mm - Kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục: dmin = d + ei = 60 + (- 0,018) = 59,982mm + Dung sai của trục: Td = dmax - dmin = 60,015 – 59,982 = 0,033 mm + Độ hở lớn nhất: Smax = Dmax - dmin = 60,030 - 59,982 = 0,048 mm + Độ dôi lớn nhất: Nmax = dmax - Dmin = 60,015 - 60 = 0,015 mm + Trong lắp ghép này độ hở lớn nhất lớn hơn độ dôi lớn nhất( Smax  Nmax) nên lắp ghép có độ hở trung bình là: S max  N max 0,048  0,015 S tb    0,0165 mm 2 2 + Dung sai lắp ghép: TS = TN = Smax + Nmax = 0,048 - 0,015 = 0,063mm 2. Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn. 2.1. Hệ thống dung sai Hệ thống dung sai là tập hợp các quy định về trị số dung sai cho các kích thước lắp ghép theo tiêu chuẩn thống nhất của quốc gia (TCVN) hay quốc tế (ISO) Nền sản xuất công nghiệp cơ khí ở nước ta từ năm 1962 về trước áp dụng hệ thống dung sai lắp ghép tiêu chuẩn nhà nước Liên xô. Năm 1963 Nhà nước ta ban hành tiêu chuẩn Việt nam về dung sai lắp ghép TCVN 20-63;TCVN 42-63. Sau hơn 10 năm áp dụng trong thực tế sản xuất, các tiêu chuẩn trên bước đầu áp ứng được các yêu cầu của công tác nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các sản phẩm cơ khí. Song, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và sự hợp tác rộng rãi giữa các nước trên thế giới trong lĩnh vực này, bộ tiêu chuẩn về dung sai và lắp ghép đã bộc lộ nhiều nhược điểm cần được khắc phục. Năm 1977 Nhà nước ta 20