DUNG SAI KÍCH THƯỚC GÓC VÀ LẮP GHÉP CÔN TRƠN (Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo)

CHƯƠNG VI DUNG SAI KÍCH THƯỚC GÓC VÀ LẮP GHÉP CÔN TRƠN 88 6 1 Dung sai kích thước góc 89 6 1 1 Kích thước góc danh nghĩa 89 6 1 2 Góc côn và độ côn 89 6 1 3 Dung sai 89 6 1 4 Cấp chính xác 90 6 1 5 Sơ.

CHƯƠNG VI: DUNG SAI KÍCH THƯỚC GÓC VÀ LẮP GHÉP CÔN TRƠN 6.1 Dung sai kích thước góc

6.1.1 Kích thước góc danh nghĩa

Tương tự như kích thước thẳng danh nghĩa, kích thước góc danh nghĩa đã được tiêu chuẩn hóa theo TCVN 259 – 86 Tiêu chuẩn đã đưa ra ba dãy kích thước góc danh nghĩa (bảng 12 và 13, phụ lục 3) Khi sử dụng phải chọn theo thứ tự ưu tiên từ dãy một đến dãy ba

Đối với các chi tiết lăng trụ còn cho phép sử dụng độ nghiêng S và góc tương ứng β (hình 6.1):

S =

H −h

L =tg β

L =tgβ S=

H −h

L =tgβ6.1.2 Góc côn và độ côn

Góc côn α là góc giữa hai đường sinh trong mặtiêu chuẩn ắt dọc của côn (hình 6.2)

Độ côn C là tỉ số của hiệu đường kính 2 mặt tiêu chuẩn ắt ngang với khoảng cách giữa chúng Đối với côn cụt, nó là tỉ số hiệu đường kính đáy lớn và đáy nhỏ với chiều dài côn (hình 6.3)

C =

D−d

L =2 tg

α

2 C= D−d L =2 tgα2

6.1.3 Dung sai

Dung sai kích thước góc được kí hiệu là: AT (angle tolérance) Trị số dung sai được tính bằng hiệu số giữa góc giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất:

AT= αmax – αmin

Dung sai kích thước góc có thể biểu thị bằng đơn vị góc

(radian hoặc độ, phút, giây góc), hoặc bằng đơn vị độ dài (micro mét) Tùy theo đơn vị biểu thị ta có các kí hiệu sau (hình 6.4):

ATα: dung sai góc tính theo đơn vị góc

AT’α: trị số quy tròn của dung saigóc tính theo độ, phút, giây

ATh: dung saigóc được biểu diễn bằng đoạn vuông góc với mộtiêu chuẩn ạnh của góc tại vị trí cách đỉnh mỗi khoảng L1 và nằm đối diện với góc dung sai AT, (hình 6.4)

ATh = ATα L1.10-3

Với ATh, µm: ATα, µrad: L1,mm

ATD: dung saigóc côn được biểu diễn bằng dung sai hiệu đường kính của hai mặtiêu chuẩn ắt vuông góc với trục côn và cách nhau một khoảng L đã cho (hình 6.5)

+ Khi góc côn có độ côn C ≤ 1: 3 (hình 6.5) thì ATα=ATh

+ Khi góc côn có độ côn C > 1: 3 (hình 6.6) thì ATD =

AT h

cosα 2

AT D= AT h

cosα

2 với

α – góc côn danh nghĩa

6.1.4 Cấp chính xác

Trị số dung sai kích thước góc còn phụ thuộc vào mức độ chính xác của kích thước góc Đối với kích thước góc, tiêu chuẩn quy định 17 cấp chính xác kí hiệu là: 1,2,3, ,17 Trị số dung saiở từng cấp chính xác và ứng với các khoảng chiều dài danh nghĩa L khác nhau, cho trong các bảng tiêu chuẩn,

(bảng 14 phụ lục 3)

6.1.5 Sơ đồ phân bố miền dung sai

Miền dung sai AT được phân bố về phía dương hoặc âm, hoặc đối xứng với kích thước góc danh nghĩa tùy theo yêu cầu chế tạo chi tiết và lắp ghép (hình 6.7)

Trong trường hợp đặc biệt tiêu chuẩn có thể dùng phân bố khác của miền dung sai góc

6.2 Lắp ghép côn trơn

Lắp ghép côn được sử dụng phổ biến nhờ các tính chất ưu việt của chúng như:

độ kín, độ bền cao, có thể dễ dàng điều chỉnh khe hở và độ dôi nhờ sự thay đổi vị trí dọc trục của chi tiết, tự định tâm tốt, khả năng tháo lắp nhanh mà không làm hư hỏng

bề mặt lắp ghép của chi tiết

6.2.1 Đặc tính của lắp ghép côn trơn

Cũng tương tự như lắp ghép trụ trơn, tùy theo đặc tính lắp ghép mà lắp ghép côn trơn được phân làm 3 loại: lắp ghép có độ dôi (lắp cố định), lắp ghép có độ hở (lắp động), lắp ghép khít

Độ hở và độ dôi của lắp ghép tùy

thuộc vào vị trí hướng trục của chi tiế tiêu

chuẩn ôn trơn được xác định so với mặt

phẳng chuẩn đã cho,(hình 6.8)

6.2.2 Mặt phẳng chuẩn

Mặt phẳng chuẩn của côn là mặt

phẳng vuông góc với đường tâm côn

Khi đã chọn mặt phẳng chuẩn thì vị

trí hướng trục của côn đã cho so với côn

lắp ghép với nó được xác định bằng

khoảng cách chuẩn Zp

Khoảng cách chuẩn là khoảng cách

giữa các mặt tiêu chuẩn của côn lắp ghép

đo theo hướng trục của côn (hình 6.8)

Tương ứng với các kích thước giới

hạn của các thông số côn ta cũng có các

khoảng cách chuẩn giới hạn: Zpmax, Zpmin

-khoảng cách chuẩn giới hạn ở vị trí ban đầu của côn

Khi thực hiện lắp ghép hai chi tiết tiêu chuẩn côn với nhau thì tùy theo đặc tính lắp ghép mà vị trí của côn dịch chuyển tương đối với nhau một lượng Ea (hình 6.9) Vị trí sau khi lắp ghép ta gọi là vị trí cuối của côn Pf

6.2.3 Sai lệch và dung saicủa các yếu tố kích thước côn

Khi thiết kế, chế tạo mối ghép côn người ta có thể xác định sai lệch và dung sai của các yếu tố kích thước chi tiết côn xuất phát từ sai lệch và dung sai khoảng cách chuẩn của mối ghép hoặc ngược lại có thể xác định sai lệch và dung sai khoảng cách chuẩn của mối ghép xuất phát từ dung sai các yếu tố kích thước chi tiết côn đã cho theo yêu cầu về kết cấu và khả năng công nghệ Để tiến hành tính toán ta phải thiết lập quan hệ về sai lệch và dung sai giữa chúng

Xét lắp ghép côn (hình 6.10):

trường hợp α e >αα i (hình 6.10a)

αe – góc côn của côn ngoài

αi – góc côn của côn trong

Ta có: Z P=d1−D1

Thay D1 bằng kích thước (D2) được kiểm tra dễ dàng bằng calíp giới hạn

Từ (6 – 1) và (6 – 2) ta suy ra:

Zp =

d1−D1

2 tg α e /2−L1

tg α i/2

tg α e /2 (6 – 3)

Áp dụng lí thuyết tính sai số, từ (6 – 3) ta suy ra:

Zpmax =

esd

1− EID

2

2tg α /2 −

2 Zp sin α eiαe− 2 L1

sin α EIαi− EIL

1 (6 – 4)

Zpmin =

es d

1−ES D

2

2 tg(α /2 ) −

2 Z p sin α es αe− 2 L1

sin α Es αi−ES L

1

(6 – 5)

ITp =

1−AT D

2

2 tg(α /2 ) +

2Z p sin α AT αe− 2L1

sin α AT α i−AT L

1

(6 – 6)

Ở đây:

Zpmax, Zpmin, Tp – sai lệch giới hạn và dung sai khoảng cách chuẩn của mối ghép,

1

d

es

, ei d 1 , AT d

1 es d1, ei d1, AT d1 - sai lệch giới hạn và dung sai đường kính d1 của côn ngoài,

ES D

2 ES D2, EI D2, AT D2- sai lệch giới hạn và dung sai đường kính D2 của côn trong

esα

e,eiα

e

e es α e , e i α e , A T α e

- sai lệch giới hạn và dung sai góc côn của côn ngoài(trục côn)

i,EIα

i

i ES α i , EI α i , A T α i

- sai lệch giới hạn và dung sai góc côn của côn trong (lỗ côn)

ES L1, EI L1,T L1- Sai lệch giới hạn và dung sai của kích thước chiều dài L1

Đối với côn có 1:50 ≤ C ≤ 1:6 thì sinα ≈ 2 tg(α/2) = C, ta có:

Zp max = 1(es d1 EI D2 2Z p ei 2L1EI 1) EI L1

(6 – 7)

Z p max=1

C(ei d1−E S D2−2 Zp e s α e−2 L1E S α i)−E S L1Zp min =

1 1

2

(

1

p D

ei

(6 – 8)

Tp =

1

c ( ATd 1+ ATD

2+ 2 ZpATα

e+2 L1ATα

1)+ TL

1 (6 – 9) Trường hợp αe < αi (hình 6.10b) cũng tương tự như trên ta có:

Zp max =

1

c ( esd 1− EID

2−2ZpEiα

i−2L2eiα

e)− EIL

Zp min = 1 ( eid1 ESD2 2 ZpES 2 L2es ) ESL2

c   i  e 

(6 – 11)

ITp =

1

c ( ATd 1+ ATD

2+2ZpATα

i+ 2L2ATα

e)+ TL

2

(6 – 12)

Ví dụ:mối ghép côn (hình 6.11)

Biết:

+ Độ côn C = 1:20 = 0,05 và góc côn

α = 2o51’51’

+ Khoảng cách chuẩn Zp = 1mm

+ Kích thước L = 40mm được phép dao động

trong khoảng từ 40 đến 42mm(TL = 2mm)

+ Với lí do kinh tế và công nghệ kích thước l

và L1 được chế tạo ở cấp chính xác IT10, do vậy:

ITL1 = 0,045 mm ITl = 0,035 mm

Xác định dung sai cho các kích thước: AT d 1 , AT D 2 và ATα (d1 = 20, D2 = 18,7mm)

Xét chuỗi Kích thước bao gồm các khâu L, L1, ZP, l và với khâu khép kín ta tính được dung sai khoảng cách chuẩn, TP:

ITp = ITL – (ITL 1 + ITl) = 2 – (0,035 + 0,045) = 1,920 mm

Từ biểu thức (6 – 9) ta suy ra:

AT d

1 + AT D 2 +2Zp AT α e +2L1 AT α i = (ITp - I T L1 ) C

A T d1+A T D2+2 Zp A T α e+2 L1A T α i=(T P−T L1)C AT d 1 + AT D 2 +2 AT α e +50 AT α i = 0,09375 mm

Dựa vào điều kiện công nghệ cụ thể của sản xuất ta phân bố dung sai theo các yếu tố như sau:

Theo điều kiện công nghệ hợp lí thì:

Kích thước d1 được chế tạo ở cấp chính xác IT9: AT d 1 = 0,021mm

Kích thước D2 được chế tạo ở cấp chính xác IT10 AT D 2 = 0,033mm

Dung sai Kích thước góc: AT α e = AT α i A T α e=A T α i

Ta có: AT α e = AT α i =

0,09375−0,021−0,033

AT α

e = AT α i A T α e=A T α i=0,09375−0,021−0,033

52 =0,00076 rad≈ 2’39,6”

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG VI

Câu 1: Trình bày khái niệm về kích thước danh nghĩa góc?

Câu 2: Trình bày khái niệm về góc côn và độ côn?

Câu 3: Tình bày khái niệm và công thức tính dung sai kích thước góc?

Câu 4: Trình bày đặc tính của lắp ghép côn?