Giáo trình dung sai và đo lường kỹ thuật trường cao đẳng nghề an giang

Trong quá trình biên soạn, nội dung giáo trình đã được rút gọn, cô động các vấn đề sao cho phù hợp với trình độ học tập của học sinh sinh viên khoa cơ khí chế tạo và các hình thức đào tạ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Giáo trình gồm 2 chương, chưa kể bài mở đầu, tổng cộng khoảng 55 trang, không kể phần phụ lục và trang tài liệu tham khảo

LỜI GIỚI THIỆU

Việc biên soạn tài liệu giảng dạy là một yêu cầu cần thiết để có một tài liệu thống nhất chung của nhà trường cho học sinh sinh viên học tập và tham khảo Chính điều này nhà trường đã yêu cầu mỗi khoa phải có kế hoạch cụ thể biên soạn

giáo trình riêng cho từng khoa Trong đó môn học DUNG SAI & ĐO LƯỜNG

KỸ THUẬT là một môn học cơ bản bắt buộc trong nội dung đào tạo của khoa Cơ

khí động lực Tất cả các ngành học của khoa đều phải học qua môn học cơ bản này

Với chương trình môn học 30 tiết, nội dung của giáo trình được xây dựng dựa trên chương trình chi tiết của môn học dung sai & đo lường kỹ thuật do tổng cục dạy nghề quy định trong chương trình đào tạo Tuy nhiên trong quá trình biên soạn có chỉnh sửa lại một số nội dung, đề mục cho phù hợp với những thiết bị hiện

có của nhà trường.Môn học được bố trí giảng dạy song song với các môn học/ mô đun sau: MH 08, MH 09, MH 11, MH 12, MH13, MH 14

Trong quá trình biên soạn, nội dung giáo trình đã được rút gọn, cô động các vấn đề sao cho phù hợp với trình độ học tập của học sinh sinh viên khoa cơ khí chế tạo và các hình thức đào tạo của trường cao đẳng nghề

Cuốn giáo trình này đề cập đến một số nội dung chính :

- Bài mở đầu : Các khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép

- Chương 1 : Hệ thống dung sai lắp ghép

- Chương 2 : Dung sai hình dạng và lắp ghép của các mối ghép thông dụng, chuỗi kích thước

Việc biên soạn một tài liệu giảng dạy để đạt được chất lượng cao là một việc khó Trong quá trình biên soạn, mặc dù đã cố gắng song không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được yù kiến đóng góp của các đồng nghiệp và các em học sinh sinh viên về những thiếu sót để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn

An Giang, ngày 01 tháng 07 năm 2018

Tham gia biên soạn

MỤC LỤC

BÀI MỞ ĐẦU CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP

2 Khái niệm về tính đỗi lẫn chức năng trong chế tạo cơ khí 3

CHƯƠNG 1 HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP

I Khái niệm về lắp ghép, biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai 6

Chương 2 Dung sai hình dạng và lắp ghép của các mối ghép thông dụng, chuỗi kích thước

I Dung sai hình dạng và lắp ghép của các mối ghép thông dụng 38

BÀI MỞ ĐẦU

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP

A.Mục tiêu:

- Trình bày đầy đủ kích thước danh ngh a, kích thước thực, kích thước giới hạn, dung sai chi tiết, dung sai kích thước

- Tuân thủ đúng quy định, quy phạm về dung sai và kỹ thuật đo

B.NỘI DUNG:

I GiỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC

Dung sai lắp ghép là một môn học cơ bản bắt buộc trong nội dung đào tạo của khoa Cơ khí động lực Tất cả các ngành học của khoa đều phải học qua môn học cơ bản này

Với chương trình môn học 30 tiết, nội dung của giáo trình được xây dựng dựa trên chương trình chi tiết của môn học dung sai & đo lường kỹ thuật do tổng cục dạy nghề quy định trong chương trình đào tạo Tuy nhiên trong quá trình biên soạn có chỉnh sửa lại một số nội dung, đề mục cho phù hợp với những thiết bị hiện

có của nhà trường

Trong quá trình biên soạn, nội dung giáo trình đã được rút gọn, cô động các vấn đề sao cho phù hợp với trình độ học tập của học sinh sinh viên khoa cơ khí chế tạo và các hình thức đào tạo của trường cao đẳng nghề

II KHÁI NIỆM VỀ LẮP LẪN TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ

1 Bản chất của tính lắp lẫn (đổi lẫn)

- Tính đổi lẫn của một loại chi tiết là khả năng thay thế cho nhau, không cần

lựa chọn và sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm đã quy định

- Loạt chi tiết trong đó tất cả các chi tiết đổi lẫn được cho nhau thì loạt chi tiết

đó có tính đổi lẫn hoàn toàn

- Nếu loạt chi tiết có một số chi tiết không đổi lẫn được cho nhau thì loạt chi tiết đó có tính đổi lẫn không hoàn toàn

- Các chi tiết có tính đổi lẫn phải giống nhau về hình dáng, kích thước hoặc chỉ được khác nhau trong một phạm vi cho phép, phạm vi cho phép đó gọi là dung sai

- Ví dụ : thay ổ bi đã mòn của một xe gắn máy bằng một ổ bi mới cùng loại ; thay một bóng đèn hỏng bằng một bóng đèn mới với cùng một đui đèn

2 Ý nghĩa của tính lắp lẫn

a Đối với thiết kế

- Do hình dáng, kết cấu và thông số kỹ thuật của chi tiết máy đã được tiêu

chuẩn hóa nên giảm được thời gian và công sức cho thiết kế

b Đối với sản xuất

- Tính đổi lẫn chức năng là nguyên tắc của thiết kế và chế tạo.Đó là điều kiện

để ta chuyên môn hóa và hợp tác hóa sản xuất

c Đối với sử dụng

- Việc sửa chữa máy sẽ đơn giản vì có thể thay thế bằng các chi tiết có tính

đổi lẫn (phụ tùng thay thế)

- Giảm được thời gian chết của máy do phải chờ đợi chế tạo các chi tiết bị

hư hỏng

- Giảm nhẹ việc tổ chức các bộ phận sửa chữa, chế tạo các chi tiết bị hư hỏng

III KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI

Khái niệm về kích thước

- Kích thước là giá trị bằng số của đại lượng đo chiều dài (đường kính, chiều dài, chiều rộng,…) theo đơn vị đo được lựa chọn

Trong chế tạo máy đơn vị đo thường dùng là mm

1 Kích thước danh nghĩa

- Là kích thước mà dựa vào chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết để tính toán xác định và chọn theo trị số kích thước tiêu chuẩn

K ý hiệu :

D hoặc D N : kích thước danh ngh a chi tiết lỗ

d hoặc dN : kích thước danh ngh a chi tiết trục

2 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

K ý hiệu : Dt : kích thước thực chi tiết lỗ

dt : kích thước thực chi tiết trục

3 Kích thước giới hạn

- Là kích thước lớn nhất và nhỏ nhất giới hạn phạm vi cho phép của kích

thước chi tiết

Kích thước giới hạn lớn nhất : Dmax , dmax Kích thước giới hạn nhỏ nhất :Dmin , dmin

- Điều kiện để kích thước của chi tiết sau khi chế tạo đạt yêu cầu là : Dmin ≤ Dt ≤ Dmax (đối với lỗ)

dmin ≤ dt ≤ dmax (đối với trục)

Hình 1.1 Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn và sai lệch giới hạn

4 Sai lệch giới hạn

a Sai lệch giới hạn trên (ES, es)

- Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh ngh a

Đối với lỗ : ES = Dmax – D Đối với trục : es = dmax - d

b Sai lệch giới hạn dưới (EI, ei)

- Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh ngh a

Đối với lỗ : EI = Dmin – D Đối với trục : ei = dmin - d

5 Dung sai

- Là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất

Đối với lỗ :

* Ghi chú :

- Dung sai luôn luôn dương T > 0

- Đơn vị của dung sai có thể là mm hoặc m

- Kích thước được ghi gồm :

Kích thước danh ngh a

Ví dụ : 0,05

0

30

 ; 0,05

0,02

30

 ; 0,03

45

 ; Ф70±0,03

Ví dụ : Một chi tiết trục có kích thước danh ngh a d = 32 mm, kích thước giới

hạn lớn nhất dmax = 32,050 mm , kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin = 32,034 mm

- Tính trị số các sai lệch giới hạn và dung sai của chi tiết trục

- Kích thước thực của trục sau khi gia công đo được là dt = 32,042 mm Chi tiết trục đã gia công có đạt yêu cầu không ?

Giải :

- Sai lệch giới hạn kích thước trục :

es = dmax – d = 32,050 – 32 = 0,050 mm

ei = dmin – d = 32,034 – 32 = 0,034 mm

- Dung sai kích thước trục :

Td = dmax – dmin = 32,050 – 32,034 = 0,016 mm

Hoặc :

Td = es – ei = 0,050 – 0,034 = 0,016 mm

- Chi tiết trục đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn bất đẳng thức

ta có : dt = 32,042 mm

dmin = 32,034 mm < dt = 32,042 mm

dt = 32,042 mm < dmax = 32,050 mm

Kết luận : vậy chi tiết trục đã gia công đạt yêu cầu

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP A.Mục tiêu:

- Trình bày đầy đủ kích thước danh ngh a, kích thước thực, kích thước giới hạn, dung sai chi tiết, dung sai lắp ghép

- Trình bày r đặc điểm của các kiểu lắp ghép: Lắp lỏng - Lắp chặt - lắp trung gian

- Trình bày đầy đủ các quy định về lắp ghép theo hệ thống lỗ và hệ thống trục, hai dãy sai lệch cơ bản của lỗ và trục các lắp ghép tiêu chuẩn

- Vẽ đúng sơ đồ phân bố miền dung sai theo hệ thống lỗ và hệ thống trục và xác định được các đặc tính của lắp ghép khi cho một lắp ghép

- ác định đựợc phạm vi phân tán kích thước của trục và lỗ để điều chỉnh dụng

cụ cắt và kiểm tra kích thước gia công

- Giải thích đúng các dạng sai lệch về hình dạng, sai lệch vị trí bề mặt được ghi trên bản vẽ gia công

- iểu diễn và giải thích đúng các ký hiệu độ nhám trên bản vẽ gia công

- Tuân thủ đúng quy định, quy phạm về dung sai và kỹ thuật đo

B Nội dung:

I KHÁI NIỆM VỀ LẮP GHÉP, BIỂU DIỄN SƠ ĐỒ PHÂN BỐ MIỀN DUNG SAI

1 Khái niệm về lắp ghép

- Lắp ghép là sự phối hợp của hai hay nhiều chi tiết với nhau để tạo thành một

bộ phận máy hay một máy có ích

-Ví dụ: Đai ốc vặn chặt vào bu lông (cố định) ;pittông trong xy lanh (di động)

Trong một mối ghép có các khái niệm sau:

- ề mặt tiếp xúc giữa hai chi tiết lắp ghép với nhau gọi là bề mặt lắp ghép

- Kích thước của bề mặt lắp ghép gọi là kích thước lắp ghép Một lắp ghép bao giờ cũng có chung một kích thước danh ngh a cho cả hai chi tiết lắp ghép và được gọi là kích thước danh ngh a của lắp ghép

- ề mặt lắp ghép chia làm 2 loại : bề mặt bao và bề mặt bị bao :

Hình 1.2 Lắp ghép chi tiết điển hình

a Lắp ghép có độ hở (lắp lỏng)

- Là lắp ghép trong đó kích thước bao luôn luôn lớn hơn kích thước bị bao để

tạo thành độ hở trong lắp ghép Ký hiệu : S

Hình 1.3 Lắp ghép có độ hở (lắp lỏng)

Đặc trưng của lắp ghép này là :

- Độ hở lớn nhất :

- Độ hở nhỏ nhất :

- Độ hở trung bình :

2

min max S S

Stb 

- Dung sai độ hở :

TS = Smax – Smin = TD + Td

- Sử dụng với mối ghép mà hai chi tiết lắp ghép 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 hoặc lớn

b Lắp ghép có độ dôi

- Là lắp ghép trong đó kích thước bao luôn nhỏ hơn kích thước bị bao để tạo

thành độ dôi trong lắp ghép.Ký hiệu : N

Hình 1.4 Lắp ghép có độ dôi (lắp chặt)

Đặc trưng của lắp ghép này là :

- Độ dôi lớn nhất :

- Độ dôi nhỏ nhất : Nmin = dmin – Dmax = ei – ES

- Độ dôi trung bình : (Ntb)

2

min max N N



- Dung sai độ dôi :

TS = Nmax – Nmin = TD + Td

- Sử dụng với các mối ghép cố định không tháo được hoặc chỉ tháo khi sửa chữa lớn

c Lắp ghép trung gian

- Là lắp ghép trong đó kích thước thực của trục có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn

kích thước của lỗ ngh a là lắp ghép này có thể có độ dôi hoặc độ hở Trị số độ dôi hoặc độ hở ở đây đều nhỏ

Hình 1.5 Lắp ghép trung gian

Đặc trưng của lắp ghép này là :

- Độ hở lớn nhất :

- Độ dôi lớn nhất :

- Độ hở trung bình hoặc độ dôi trung bình được tính như sau:

Nếu Smax > Nmax :

2

max max N S

Stb 

Nếu Nmax > Smax :

2

max max S N

Ntb  

- Dung sai lắp ghép :

- Sử dụng đối với 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

2 Biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai

a Hệ thống lỗ

Hình 1.6 Sơ đồ biểu diễn hệ thống lỗ cơ bản

- Là hệ thống các kiểu lắp mà vị trí miền dung sai của lỗ là cố định luôn luôn

ở trên và sát với đường ―không‖ , muốn có các kiểu lắp khác nhau thì thay đổi vị trí miền dung sai của trục so với đường ―không‖

- Miền dung sai của lỗ cơ bản k yù hiệu là H và có đặc tính :

EI = 0 ; ES = TD

b Hệ thống trục

Hình 1.7.Sơ đồ biểu diễn hệ thống trục cơ bản

- Là hệ thống các kiểu lắp mà vị trí miền dung sai của trục là cố định luôn ở dưới và sát với đường ―không‖, muốn có các kiểu lắp khác nhau thì thay đổi vị trí miền dung sai của lỗ so với đường ―không‖

- Miền dung sai của trục cơ bản kí hiệu là h và có đặc tính :

es = 0 ; ei = -Td

c Sơ đồ lắp ghép

- Để đơn giản và thuận tiện ta biểu diễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ phân bố

miền dung sai

+ Cách vẽ sơ đồ lắp ghép

- Kẻ một đường nằm ngang biểu diễn vị trí của đường kích thước danh ngh a Tại vị trí đó sai lệch của kích thước bằng 0 nên còn gọi là đường không

- Trục tung biểu diễn giá trị của sai lệch kích thước theo đơn vị m

- Giá trị sai lệch dương đặt trên đường ―không‖ ; giá trị sai lệch âm đặt dưới đường ― không‖

- 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 : Vẽ sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép có d = D = 40 mm 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

+ Công dụng của sơ đồ lắp ghép

Qua sơ đồ phân bố miền dung sai ta xác định được :

- Giá trị kích thước danh ngh a của mối ghép (D, d)

- iết được giá trị của sai lệch giới hạn (ES, EI, es, ei)

- iết 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, Td ) và của mối ghép

- Dễ dàng nhận biết được đặc tính lắp ghép :

Lắp có độ hở nếu miền dung sai lỗ nằm trên miền dung sai trục

Lắp có độ dôi 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

- iết được trị số độ hở, độ dôi giới hạn

Ví dụ : Cho lắp ghép có sơ đồ phân bố miền dung sai như hình vẽ :

Hình 1.9

Qua sơ đồ trên ta xác định được :

- Kích thước danh ngh a của mối ghép :

- Sai lệch giới hạn :

es = 50 m , ei = 34 m

- Kích thước giới hạn :

- Dung sai kích thước lỗ và trục :

TD = 0,025 mm , Td = 0,016 mm

- Dung sai của mối ghép :

TS-N = TD + Td = 0,025 + 0,016 =0,041mm

- Mối ghép là lắp có độ dôi vì miền dung sai trục nằm trên miền dung sai lỗ

- Độ dôi giới hạn :

Nmax = 0,05 mm , Nmin = 0,009 mm

BÀI TẬP

CÂU HỎI ÔN TẬP

II HỆ THỐNG DUNG SAI, HỆ THỐNG LẮP

1 HỆ THỐNG DUNG SAI

a Khái niệm

- Hệ thống dung sai lắp ghép là tập hợp các quy định về dung sai và lắp ghép được thành lập theo quy luật và đưa thành tiêu chuẩn thống nhất

- Nhà nước 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 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 tùy tiện , tạo khả

năng tiêu chuẩn hóa dụng cụ cắt và calip đo

Công thức tính trị số dung sai

T = a.i

a – 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÷ 500 mm thì :

D D

b 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 đến IT18 được

sử dụng phổ biến hiện nay

- Cấp chính xác từ IT1 ÷ IT4 được sử dụng đối với các kích thước yêu cầu độ chính xác rất cao (chế tạo dụng cụ đo, căn mẫu)

- Cấp chính xác từ IT5, IT6 được sử dụng trong l nh vực cơ khí chính xác

- Cấp chính xác từ IT7, IT8 được sử dụng trong l nh vực cơ khí thông dụng

- Cấp chính xác từ IT9 ÷ IT11 thường được sử dụng trong l nh vực cơ khí lớn (chi tiết có kích thước lớn)

- Cấp chính xác từ IT12 ÷ IT16 thường được sử dụng đối với những kích thước chi tiết yêu cầu gia công thô

c Khoảng kích thước