Giáo trình Dung sai kỹ thuật đo (Nghề Cắt gọt kim loại Trình độ Trung cấp)

Dmin chi tiết lỗ + Kích thước thực của chi tiết kích thước được chế tạo: d th , D th nằm trong phạm vi cho phép thì đạt yêu cầu: es = dmax - dN chi tiết trục ES = Dmax - DN chi tiết

SỞ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI ĐỒNG THÁP

TRƯỜNG TRUNG CẤP THÁP MƯỜI



GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: DUNG SAI – KỸ THUẬT ĐO.

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.

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình Môn học Dung sai - kỹ thuật đo được biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu để phục vụ cho việc học tập Môn học Dung sai –kỹ thuật đo của học sinh nghề Cắt gọt kim loại tại Trường Trung Cấp Nghề -Giáo Dục Thường Xuyên Tháp Mười Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên

hệ lôgíc chặt chẽ Tuy nhiên, giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với nghề để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn.

Trong quá trình thực hiện, đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn, khoa học và trách nhiệm của nhiều giáo viên trong lĩnh vực nghề Cắt gọt kim loại Song do điều kiện vềthời gian, Mặt khác đây là lần đầu tiên biên soạn giáo trình dựa trên năng lực thực hiện, nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để giáo trình Môn học Dung sai –kỹ thuật đo được hoàn thiện hơn

Giáo trình Môn học Dung sai –kỹ thuật đo được biên soạn theo các nguyên tắc: Tính định hướng thị trường lao động; Tính hệ thống và khoa học; Tính ổn định và linh hoạt; Hướng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề;Tính hiện đại và sát thực với sản xuất

Giáo trình Môn học Dung sai -kỹ thuật đo nghề Cắt gọt kim loạitrình độ Trung cấp nghề đã được Hội đồng thẩm định nghiệm thu và nhất trí đưa vào sử dụng và được dùng làm giáo trình cho học sinh.

… , ngày… tháng… năm……

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên 2……….

3………

………

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU 2

Chương 1: Khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép 5 2.1 Khái niệm đổi lẫn chức năng trong ngành chế tạo 5 2.1.1 Bản chất của tính lắp lẫn.

2.2.4 Khoảng kích thước danh nghĩa.

23

2.2.5 Ghi ký hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ.

24

2.3 Các bảng dung sai 25

2.3.1 Cấu tạo 25 2.3.2 Cách tra bảng 26 2.4 Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép 27

2.5 Phạm vi ứng dụng của các lắp ghép 37

Câu hỏi 37

Chương 3: Dung sai hình dạng, vị trí và nhám bề mặt 38

2.1 Dung sai hình dạng và vị trí bề mặt 38

2.1.1 Sai lệch và dung sai hình dạng 38 2.1.2 Sai lệch và dung sai vị trí 41 2.1.3 Sai lệch và dung sai tổng cộng về hình dạng và vị trí 45 2.1.4 Ký hiệu và cách ghi sai lệch và dung sai hình dạng và vị trí trên bảnvẽ 45

2.2 Nhám bề mặt 48

2.2.1 Khái niệm 48 2.2.2 Tiêu chuẩn đánh giá nhám bề mặt 49 2.2.3 Ký hiệu độ nhám bề mặt rên bản vẽ 51 Câu hỏi 55

Chương 4: Dung sai kích thước và lắp ghép của các mối ghép thông dụng 55

2.1 Mối ghép ổ lăn với trục và lỗ thân hợp 55

2.1.1 Cấp chính xác chế tạo ổ lăn 55 2.1.2 Lắp ghép ổ lăn 56 2.2 Dung sai lắp ghép then 60

2.2.1 Khái niệm về mối ghép then.

60

2.2.2 Dung sai lắp ghép then.

61

2.3 Dung sai mối ghép ren 66

2.3.1 Dung sai lắp ghép ren hệ mét 66 2.3.2 Dung sai lắp ghép ren thang 70 Câu hỏi 71

Chương 5: Dụng cụ đo thông dụng trong nghành chế tạo cơ khí 72

2.1.Khái niệm về đo lường kỹ thuật 72

2.2 Dụng cụ đo kiểu thước cặp 73

2.3 Dụng cụ đo kiểu Panme 77

2.4 Đồng hồ so 81

2.5 Thước đo góc 83

2.6 Máy đo 91

*Cấu tạo và công dụng máy đo 91

*Nguyên lý vận hành máy đo 91

* Bảo quản máy đo 91

Câu hỏi 93

Chương 6: Phương pháp đo các thông số hình học trong chế tạo cơ khí 93

Giới thiệu: 93

2.1 Phương pháp đo độ dài 93

2.1.1 Đo một tiếp điểm 93 2.1.2 Đo hai tiếp điểm 93 2.1.3 Đo ba tiếp điểm 93 2.2 Phương pháp đo góc 93 2.2.1 Đo trực tiếp.

93

2.2.2 Đo gián tiếp.

97

2.3 Phương pháp đo các sai lệch hình dáng 100 2.3.1 Đo sai lệch độ tròn.

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC

Tên môn học: Dung sai – Kỹ thuật đo

Mã môn học: MH09.

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học:

- Vị trí: Được bố trí vào học kỳ 1 trước khi học sinh học các mô đun chuyên môn nghề.

- Tính chất:

+ Là môn học chuyên môn cơ sở.

+ Cung cấp kiến thức về dung sai lắp ghép, sử dụng dụng

cụ đo làm nền tảng lý thuyết để học sinh tiếp tục học tập ở các môn học, mô đun sau.

- Ý nghĩa và vai trò của môn học:

Dung sai – Kỹ thuật đo là môn học cơ sở của ngành Cắt gọt kim loại trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản về dung sai lắp gép và kỹ thuật đo trong quá trình thiết kế, chế tạo, sửa chữa, bảo trì, trang thiết bị máy móc trong ngành công nghiệp.

Mục tiêu của môn học:

- Về 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.

+ 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.

+ Trình bày được các phương pháp đo, đọc, sử dụng, bảo quản các loại dụng cụ đo thông dụng và phổ biến trong ngành

Chương 1: Khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép

Nội dung chương 1 giới thiệu đến học sinh những kiến thức

về tính lắp lẫn, loại kích thước, loại lắp gép, miền dung sai lắp ghép

Mục tiêu:

- Trình bày được bản chất của tính lắp lẫn trong cơ khí.

- Phân biệt được các loại kích thước, các sai lệch giới hạn.

- Phân biệt được các loại lắp ghép có độ hở, độ dôi, trung gian.

- Biểu diễn được sơ đồ phân bố miền dung sai của các loại lắp ghép.

- Rèn luyện được tính kỷ luật, nghiêm túc, có tinh thần trách nhiệm cao trong học tập.

- Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ trong quá trình học.

Nội dung chương:

1 Khái niệm đổi lẫn chức năng trong ngành chế tạo 21.1 Bản chất của tính lắp lẫn.

-Yêu cầu của kiểu lắp: khe hở nằm trong khoảng từ [Smax] đến [Smin] Nếu loạt chi tiết trục B lắp với loạt chi tiết lỗ A có

Smax≤ [Smax] và Smin≥ [Smin] có nghĩa là ta lấy bất cứ chi tiết trục nào trong loạt A lắp với một chi tiết trong loạt B đều được mối ghép thoả mãn yêu cầu Ta nói các chi tiết máy trong loạt A và B có tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn

Chúng có thể thay thế cho nhau, mà vẫn đảm bảo chức năng làm việc

-Nếu Smax> [Smax] hoặc Smin< [Smin], lúc đó các chi tiết trong loạt A và B không có tính đổi lẫn chức năng Tức là một mối ghép đang thoả mãn yêu cầu, nếu thay thế một chi tiết trục khác lắp vào bạc đang có, có thể nhận được một mối ghép không đạt yêu cầu

-Khi thiết kế, người ta cố gắng chọn dung sai kích thước của chi tiết máy một cách hợp lý, để chi tiết máy thoả mãn tính đổi lẫn chức năng

-Trong sản xuất hàng loạt, nếu mọi chi tiết của loạt đều đạt tính đổi lẫn chức năng thì loạt chi tiết đã đạt tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn Nếu có một hoặc một số chi tiết

3

trong loạt không đạt tính đổi lẫn chức năng, thì loạt chi tiết

đã đạt tính đổi lẫn chức năng không hoàn toàn

21.2 Ý nghĩa của tính lắp lẫn.

Trong sản xuất hàng loạt, nếu không đảm bảo các nguyên tắc của tính lắp lẫn thì không sử dụng được bình thường nhiều loại đồ dùng hàng ngày.

Ví dụ : lắp một bóng đèn vào đuôi đèn, vặn đa ốc vào bu lông bất kỳ có cùng cỡ kích thước, lắp ổ lăn có cùng kích thước vào ổ trục của một chiếc xe máy

Trong sản xuất, tính lắp lẫn làm đơn giản quá trình lắp ghép Trong quá trình sửa chữa, nếu thay thế một chi tiết hỏng bằng một chi tiết dự trữ cùng loại thì máy có thể làm việc được ngay, giảm bớt thời gian dùng máy để sửa chữa, tận dụng thời gian sản xuất.

Về mặt công nghệ, tính lắp lẫn tạo điều kiện thúc đẩy

chuyên môn hóa, tiêu chuẩn hóa và hợp tác hóa trong sàn xuất.

Tóm lại: tính lắp lẫn có ý nghĩa rất lớn về kinh tế và kỹ thuật

2 Khái niệm về kích thước sai lệch giới hạn và dung sai.

22.1 Kích thước danh nghĩa.

Kích thước danh nghĩa là kích thước được xác định xuất phát từ chức năng của chi tiết sau đó quy tròn (về phía lớn lên) theo các giá trị của dãy kích thước tiêu chuẩn

Ví dụ: Từ độ bền chịu lực của chi tiết trục chúng ta tính được đườngkính của trục là 29,876mm và chúng ta làm tròn theo quy chuẩn là30mm Vậy kích thước danh nghĩa của trục là 30 mm

+ Kích thước danh nghĩa được dùng làm gốc để xác định các sai lệch của kích thước, đơn vị là mm

+ Kích thước giới hạn lớn nhất:

4

Ký hiệu: dmax (Chi tiết trục)

Dmax (Chi tiết lỗ)

+ Kích thước giới hạn nhỏ

nhất:

Ký hiệu: dmin (chi tiết trục)

Dmin (chi tiết lỗ)

+ Kích thước thực của chi tiết (kích thước được chế tạo): d th , D th

nằm trong phạm vi cho phép thì đạt yêu cầu:

es = dmax - dN (chi tiết trục)

ES = Dmax - DN ( chi tiết lỗ)

- Sai lệch giới hạn dưới: Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa Ký hiệu: ei, EI

ei = dmin - dN (chi tiết trục)

EI = Dmin - DN ( chi tiết lỗ)

- Trị số sai lệch mang dấu (+) khi kích thước giới hạn lớn hơn kích thước danh nghĩa, mang dấu (-) khi nhỏ hơn kích thước danh nghĩa và bằng 0 khi chúng bằng kích thước danh nghĩa

Hình 1.1 sơ đồ biểu diễn giới hạn

22.5 Dung sai.

- Định nghĩa: Dung sai là phạm vi cho phép của sai số Trị số dung sai bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích

5

thước giới hạn nhỏ nhất hoặc bằng hiệu đại số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới

- Ví dụ 1.1 : Một chi tiết có trục 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 sai lệch giới hạn và dung sai

Tính trị số sai lệch giới hạn và dung sai

- Tính các kích thước giới hạn và dung sai

- Nếu sau khi gia công trục người thợ đo được kích thước thực là:

dth = 27,976mm thì chi tiết trục có đạt yêu cầu không

Giải:

- Từ các công thức ta suy ra:

6

≤ dth = 27,976 ≤ dmax = 27,980 Vậy

chi tiết trục gia công là đạt yêu cầu

- Ví dụ 1.4 : Biết kích thước danh nghĩa của chi tiết lỗ là: DN = 25mm, các sai lệch giới hạn kích thước lỗ là: ES = + 0,053mm, EI = + 0,020mm

- Tính các kích thước giới hạn và dung sai

- Kích thước thực của lỗ sau khi gia công đo được là: Dth =

25,015mm Chi tiết lỗ đã gia công có đạt yêu cầu không

Trong thực tế trên bản vẽ chi tiết người thiết kế chỉ ghi kích

thước danh nghĩa và kề sau đó là các sai lệch giới hạn ( Sai lệch giới hạn trên được ghi ở phía trên, Sai lệch giới hạn dưới được ghi ở phía dưới) Trường hợp của ví dụ 1.3 và 1.4 thì:

Kích thước trục đước ghi là: Ö28−

−00,,020041

Kích thước trục được ghi là: Ö25+ 0 , 053

020

(Chữ "Ö" biểu thị kích thước đường kính)

Khi gia công thì người thợ phải nhẩm tính ra các kích thước giới hạn, rồi đối chiếu với kích thước đo được ( kích thước thực) của chi tiết đã gia công và đánh giá chi tiết đạt yêu cầu hay không đạt yêu cầu Dưới đây là một số cách nhẩm tính kích thước giới hạn và đánh giá

Bảng 1.1 Kích thước giới hạn và kích thước thực

7

Kích thước

ghi trên bản

vẽ

Kích thước giới hạn dmax = d +

es dmin = d+ ei

Kích thước thực

Đánh giá kết quả

30 +

+00,,0401

dmax = 30 + 0,04 = 30,04 dmin = 30 + 0,01

29,992 Đạt

30±0,07

dmax = 30 + 0.07 = 30,07 dmin = 30 - 0,07

= 29,93

29,92 Không đạt

30+0,045

dmax = 30 + 0,045 = 30,045 dmin = 30 + 0 =

30,01 Không đạt

30 −

−00,,0204

dmax = 30 - 0,02 = 29,98 dmin = 30 - 0,04 =29,96

Kích thước bề mặt bao ký hiệu là D

Kích thước bề mặt bị bao ký hiệu là d

Kích thước danh nghĩa của lắp ghép là:

8

Smax = Dmax - dmin (2.1)

Smin = Dmin - dmax (2.2)

Độ hở trung bình của lắp ghép là:

S m=S max+S min

2 (2.3)

Từ (2.1) và (2.2) ta suy ra:

Smax = (Dmax - DN ) - (dmin - dN ) = ES - ei

(2.4) Smin = (Dmin - DN ) - (dmax - dN ) = EI -

es (2.5) (Đối với một lắp ghép thì DN = dN)

Nếu kích thước của loạt chi tiết đước ghép dao động trong

khoảng Dmax ữDmin đối với lỗ và dmax ữdmin đối với trục thì độ hở S của loạt lắp ghép tạo thành cũng được phép dao động trong khoảng Smax

ữSmin, tức là trong phạm vi dung sai của độ hở, TS:

TS = Smax - Smin (2.6) Từ

(2.1) và (2.2) ta suy ra:

TS = (Dmax - dmin ) - (Dmin - dmax)

TS = (Dmax - Dmin ) - (dmax - dmin )

9

TS = TD + Td (2.7)

Như vậy dung sai của độ hở (TS) bằng tổng dung sai kích thước lỗ

và kích thước trục Dung sai có độ hở còn được gọi là dung sai của lắp ghép lỏng Nó đặc trưng cho mức độ chính xác yêu cầu của lắp ghép

- Ví dụ : Cho kiểu ghép lỏng trong đó kích thước lỗ là: Ö520+0.030 , kích thước trục

- Kích thước giới hạn và dung sai của các chi tiết

- Độ hở giới hạn, độ hở trung bình và dung sai của độ hở

Giải: Theo số liệu đã cho ta có:

- Độ hở giới hạn và trung bình được tính theo (2.1), (2.2), (2.3)

Smax = Dmax - dmin = 52,03 - 51,94 = 0,09mm

Smin = Dmin - dmax = 52 - 51,97 = 0,03mm

S m=S max+S min

0.09+0.03

2 =0.06Dung sai của độ hở được tính theo (2.6) hoặc (2.7)

TS = Smax - Smin = 0,09 - 0,03 = 0,06mm

10

N = d - D

Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục và lỗ ta có độ dôi giới hạn:

Nmax = dmax - Dmin = es - EI (2.8)

Smax = dmin - Dmax = ei - ES (2.9) Độ

dôi trung bình của lắp ghép:

N m=N max+N min

2 (2.10) Dung sai độ dôi:

TN = Nmax - Nmin = TD + Td (2.11)

Dung sai độ dôi cũng bằng tổng dung sai kích thước lỗ và trục

- Ví dụ : Cho kiểu lắp chặt, trong đó kích thước lỗ là: ɸ450+0,025 , kích thước trục là

ɸ45 ++00,,050034 , hãy tính:

- Độ dôi giới hạn và độ dôi trung bình của kiểu lắp

- Dung sai kích thước lỗ, trục và dung sai độ dôi

11

Giải: Với số liệu đã cho ta có:

vi có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao và lắp ghépnhận được có thể là độ hở hoặc độ dôi

12

- Tính kích thước giới hạn và dung sai kích thước lỗ và trục

- Tính độ hở, độ dôi giới hạn và độ hở hoặc độ dôi trung bình

- Tính dung sai của lắp ghép

Giải: Theo số liệu đã cho ta có:

82 + 0,045 = 82,045mm dmin =

dN + ei = 82 + 0,023 = 82,023mm

Td = es – ei = 0,045 – 0,023 = 0,022mm

- Độ hở và độ dôi giới hạn lớn nhất tính theo (2.1) và (2.8)

Smax = Dmax - dmin = 82,035 - 82,023 = 0,012mm

Nmax = dmax - Dmin = 82,045 - 82,000 = 0,045mm

Trong ví dụ này: Nmax = 0,045mm > Smax = 0,012mm, nên ta tính

độ dôi trung bình theo công thức:

Là hệ thống các kiểu lắp ghép mà vị trí của miền dung sai lỗ là

cố định, còn muốn được các kiểu

lắp có đặc tính khác nhau (lỏng,

chặt, trung gian) thì chúng ta thay

đổi vị trí miền dung sai trục so với

kích thước danh nghĩa

Sai lệch cơ bản của lỗ trong hệ

thống lỗ cơ bản được ký hiệu là H và

ứng với các sai lệch giới hạn sau

 ES = +TD

EI = 0

H

TD: trị số dung sai kích thước lỗ cơ

bản, được xác định tùy thuộc vào cấp chính xác và kích thước danh nghĩa

24.2 Hệ thống trục.

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

14

Đường không µm

Sai lệch cơ bản của trục cơ bản được kí hiệu là h và ứng với các sai lệch giới hạn sau:

 es = +Td

ei = 0h

Td: là trị số dung sai kích thước trục cơ bản, được xác định tùy thuộc vào cấp chính xác và kích thước danh nghĩa

24.3 Sơ đồ lắp ghép.

Để đơn giản và thuận tiện cho tính toán mối ghép người ta biểudiễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ phân bố miền dung sai và được vẽtheo qui ước như sau:

- Lập một hệ trục tọa độ vuông góc, trong đó trục hoành biểu thịcho vị trí của đường kích thước danh nghĩa (gọi là đường 0 vì tại

vị trí đó sai lệch của kích thước bằng 0) và trục tung biểu thị giátrị của các sai lệch giới hạn tính theo đơn vị (µm)

- Lần lượt vẽ miền dung sai của lỗ và trục Sai lệch giới hạn bốtrí về hai phía so với đường 0 Sai lệch dương ở phiá trên đường

0, sai lệch âm ở phía dưới đường 0

- Miền dung sai của kích thước được biểu thị bằng hình chữnhật có chiều ngang tùy ý, có gạch chéo trái chiều nhau vàđược giới hạn bởi hai sai lệch giới hạn

Ví dụ 1.6: Cho lắp ghép có kích thước danh nghĩa dN = 40mm.Sai lệch giới hạn kích thước lỗ là : ES = 25m, EI = 0 Sai lệchgiới hạn kích thước trục là : es = -25m, ei = -50m

- Biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép

- Xác định đặc tính của lắp ghép và tính trị số giới hạn của độ hởhoặc độ dôi trực tiếp trên sơ đồ

Giải:

15

Hình 1.4: Sơ đồ phân bố miền dung sai

- Sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép được biểu diễnnhư (hình 1.8)

Đặc tính của lắp ghép được xác định dựa vào vị trí tương quangiữa hai miền dung sai Ở đây miền dung sai kích thước lỗ TD nằm ởphía trên miền dung sai kích thước trục Td, nghĩa là kích thước lỗluôn luôn lớn hơn kích thước trục, do vậy lắp ghép luôn luôn có độ

S = 75 m

T = 50 m

S = 25 m

Câu hỏi

1 Dung sai là gì ? ký hiệu và cách tính dung sai ?

2 Thế nào là lắp ghép? Có mấy nhóm lắp ghép, đặc tính của từngnhóm ?

3 Trình bày cách biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai của lắpghép ?

Chương 2: Dung sai lắp ghép các bề mặt trơn

Dung sai lắp ghép các bề mặt trơn giới thiệu đến các bạn những khái niệm về hệ thống dung sai lắp ghép, hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN 2245-99, các bảng dung sai, giới thiệu các bảng tra dung sai TCVN, với các bạn đang học chuyên ngành Cơ khí - Chế tạo máy

Mục tiêu:

- Trình bày được các hệ thống dung sai cơ bản, cấp chính xác dùng trong cơ khí.

- Phân biệt được các hệ thống lắp ghép dùng trong cơ khí.

- Ghi được các ký hiệu sai lệch trên bản vẽ kỹ thuật.

- Tra được các giá trị dung sai trong các bảng dung sai tiêu chuẩn.

- Rèn luyện được tính kỷ luật, nghiêm túc, có tinh thần trách nhiệm cao trong học tập.

- Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ trong quá trình học.

Nội dung chương:

1 Hệ thống dung sai.

16

Hệ thống dung sai lắp ghép là tập hơp các quy định về dung sai lắp ghép và được thành lập theo một quy luật nhất định ( TCVN 2244 – 99 ) Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở tiêu chuẩn quốc tế ISO 286 – 1: 1998.

21.1 Hệ cơ bản.

TCVN quy định hai hệ cơ bản : hệ thống lỗ và hệ thông trục

Việc chọn hệ thống lỗ hay hệ thống trục phải căn cứ vào yêu cầu

về kết cấu, tính công nghệ, tính kinh tế và kỹ thuật Hệ thống lỗ thường được dùng nhiều hơn hệ thống trục

21.2 Cấp chính xác.

Hệ thống dung sai và lắp ghép theo TCVN 2244 - 1999 (IS0

286-1 : 286-1988) phân ra 20 cấp chính xác được ký hiệu theo độ chínhxác giảm dần IT01, IT0, IT1, IT2,…., IT18 cho phạm vi kích thước

từ 1 đến 500 mm và 18 cấp chính xác được ký hiệu theo độchính xác giảm dần từ IT1 đến IT18 cho phạm vi kích thước trên

500 đến 3150 mm Trong đó:

- Cấp chính xác từ IT1 – IT4: dùng cho các kích thước yêu cầu

độ chính xác rất cao như các kích thước của mẫu chuẩn, calip vàcác dụng cụ đo

- Cấp chính xác từ IT5 – IT11: dùng cho các kích thước lắp ghéptrong các máy móc thông dụng

- Cấp chính xác từ IT12 – IT18 : dùng cho những kích thước chitiết yêu cầu gia công thô

Trong số 20 cấp chính xác IT01 và IT0 không được nêu trongphần chính của tiêu chuẩn vì trong thực tế hai cấp dung sai tiêuchuẩn này ít được dùng

21.3 Dãy các sai lệch cơ bản.

21.4 Khoảng kích thước danh nghĩa.

Để thuận tiện và làm đơn giản hóa cho việc xây dựng hệ thốngdung sai lắp ghép, các dung sai tiêu chuẩn và sai lệch cơ bảnkhông được tính toán riêng cho mỗi kích thước danh nghĩa màđược tính cho các khoảng kích thước danh nghĩa được giới thiệutrong bảng 2.1

Bảng 2.1 Các khoảng kích thước danh nghĩa, mm

Các khoảng Các khoảng Các khoảng Các khoảng

17

kích thước

chính

kích thước trung gian

kích thước chính

kích thước trung gian

1400 1600

120 180

120 140 160

140 160

200 225

250 2000 2500

2000 2240

2240 2500

250 315 250 280 280 315 2500 3150 2500 2800 2800 3150Giá trị của dung sai tiêu chuẩn và sai lệch cơ bản cho mổikhoảng kích thước danh nghĩa được tính toán từ giá trị trung bìnhnhân D của các kích thước giới hạn D1 và D2 của khoảng kíchthước danh nghĩa đó D D D1 2

2 Hệ thống lắp ghép.

22.1 Hệ thống lỗ cơ bản.

Là hệ thống các kiểu lắp ghép mà vị trí của miền dung sai lỗ là cốđịnh, còn muốn được các kiểu lắp có đặc tính khác nhau (lỏng, chặt,trung gian) ta thay đổi vị trí miền dung sai trục so với kích thướcdanh nghĩa (hình 2.1)

18

Miền dung sai của trục

Miền dung sai của lỗ cơ bản

Đường 0

Miền dung sai của lỗ

Miền dung sai của trục cơ bản

Trục cơ bản trong hệ thống trục cơ bản là trục có sai lệch cơ

bản h (es = 0)

Hình 2.1Sơ đồ biểu diễn hệ thống trục cơ bản

19

Hình 2.2 Sơ đồ biểu diễn sai lệch cơ bản

Để có hàng loạt kiểu lắp thì phải quy định một dãy miền dungsai trục và một dãy miền dung sai lỗ có vị trí khác nhau, tức là cóSLCB khác nhau Tiêu chuẩn quy định có 28 sai lệch cơ bản đốivới trục và 28 sai lệch cơ bản đối với lỗ Sơ đồ bố trí sai lệch cơbản của lỗ và trục cho trên hình 2.4

- Chữ hoa ký hiệu cho lỗ: A,B,C,…Z, ZA, ZB, ZC

- Chữ thường ký hiệu cho trục: a,b,c,…z, za, zb, zc

Sai lệch cơ bản của lỗ H có EI = 0, sai lệch cơ bản của trục h có

es = 0 Đối với sai lệch cơ bản JS và js, miền dung sai đối xứngqua đường không Trị số và dấu của các sai lệch cơ bản khácđược quy định trong TCVN 2245 -99 Các sai lệch cơ bản của trục

và lỗ có cùng một chữ ký hiệu sẽ bằng nhau về trị số nhưngngược dấu

Từ hình 2.4 ta nhận thấy rằng, muốn hình thành một kiểu lắptrong hệ thống lỗ cơ bản, ta phối hợp miền dung sai lỗ có SLCB là

H với miền dung sai bất kì nào của trục, chẳng hạn phối hợp

20

U

Ðường không

c c d d e

e f

f f

y zz a

z b

z c j

j s

u

miền dung sai lỗ có SLCB là H với miền dung sai trục có SLCB là f

ta được kiểu lắp H/f Cũng tương tự, khi phối hợp miền dung saitrục có SLCB là h với bất kì miền dung sai nào của lỗ ta được kiểulắp trong hệ cơ bản,

chẳng hạng: G/h, F/h,…

Hình 2.3Sơ đồ bố trí dãy sai lệch cơ bản của trục và lỗ

22.4 Khoảng kích thước danh nghĩa.

Để thuận tiện và làm đơn giản hóa cho việc xây dựng hệ thốngdung sai lắp ghép, các dung sai tiêu chuẩn và sai lệch cơ bản khôngđược tính toán riêng cho mỗi kích thước danh nghĩa mà được tínhcho các khoảng kích thước danh nghĩa được giới thiệu trong bảng1.2

Bảng 1.2 Các khoảng kích thước danh nghĩa, mm

Các khoảng

kích thước

chính

Các khoảng kích thước trung gian

Các khoảng kích thước chính

Các khoảng kích thước trung gian

560 630



0,025 0,050

40

 

 0,0250,050

1600 2000 1600

1800

1800 2000

180 250 180 200

225

200 225 250

2000 2500 2000 2240 2240 2500

250 315 250 280 280 315 2500 3150 2500 2800 2800 3150Giá trị của dung sai tiêu chuẩn và sai lệch cơ bản cho mổikhoảng kích thước danh nghĩa được tính toán từ giá trị trung bìnhnhân D của các kích thước giới hạn D1 và D2 của khoảng kíchthước danh nghĩa đó D D D1 2

22.5 Ghi ký hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ.

* Ghi ký hiệu dung sai (đối với bản vẽ chi tiết)

a) Ghi theo ký hiệu qui ước của miền dung sai

 0,0250,050

40 7 f

 

0 030 0

0 060

0 106

60

, , ,

0 030 0

7 60 8

H e



Hình 2.4Ghi ký hiệu dung sai trên bản vẽ tri tiết

*Ghi ký hiệu lắp ghép (đối với bản vẽ lắp)

a) Ghi theo kí hiệu qui ước của miền dung sai

Ví dụ: 60

H7 e8 hoặc 60H7 / e8hoặc 60H7 - e8

b) Ghi theo trị số sai lệch giới hạn

Ví dụ:

0 030 0

0 060

0 106

60

, , ,

0 060

0 106

60

, , ,

Hình 2.5Ghi ký hiệu lắp ghép trên bản vẽ lắp

23.2 Cách tra bảng.

24

 m

+25 +34 +50

N min

N

ma x

ma x min ma x min

D = 50

ITd D IT

- Bảng 2: Miền dung sai của trục đối với các kích thước từ 1 đến 500mm

- Bảng 3: Miền dung sai của lỗ đối với các kích thước từ 1 đến

- Tra bảng tìm sai lệch giới hạn của lỗ và trục

- Tính kích thước giới hạn và dung sai của lỗ và trục

- Tính trị số giới hạn độ dôi, dung sai và vẽ sơ đồ lắp ghép

Bài giải:

Tra bảng 6, 7 theo ký hiệu 50H7/r6 ta xác định được

ES = +25 m = 0,025 mm ; EI = 0

es = +50 m = 0,050 mm ; ei = +34 m =0,034 mm

Kích thước giới hạn và dung sai của lỗ

Dmax = D + ES = 50 + 0,025 = 50,025 mm

Dmin = D + ei = 50 + 0 = 50 mm

TD = Dmax – Dmin = 50,025 – 50 = 0,025 mmKích thước giới hạn và dung sai của trục

dmax = d + es = 50 + 0,050 =50,050 mm

dmin= d + ei = 50 + 0,034 =50,034 mm

Td = dmax – dmin = 50,050 –50,034 = 0,016 mm

Độ dôi lớn nhất và nhỏ nhất của lắp ghép

Nmax = dmax – Dmin =50,050 –50 = 0,050 mm

Nmin = dmin – Dmax = 50,034 – 50,025 = 0,009mm

TN = Nmax – Nmin =0,050 –0,009 = 0,041 mm

Sơ đồ lắp ghép

25

d D D

D = 50

P P

a) Trạng thái làm việc của mối ghép có độ hở

Xét trường hợp chọn kiểu lắp cho mối ghép ổ trượt trong máy

Trạng thái tĩnh Trạng thái làm việc

Hình 2.6 Vị trí trục trong ở trạng thái tĩnh và trạng thái làm việc

- Trạng thái tĩnh : trục và lỗ tiếp xúc nhau phía dưới

- Trạng thái làm việc: lúc khởi động, trục lăn trên ổ và dời dầnđiểm tiếp xúc lên phía trên Khi trục quay tốc độ bình thường, do masát giữa dầu và trục tạo thành dòng chảy của dầu bôi trơn trên bềmặt, áp lực của dòng dầu đủ lớn để nâng trục lên không cho tiếp xúcgiữa trục và bạc Độ hở của ổ được phân ra thành 2 phần không bằngnhau:

h: Độ hở ở vị trí bạc và trục gần nhau nhất, gọi là chiều dàychêm dầu

H: Độ hở phía đối diện

b) Tính độ hở và chọn kiểu lắp

Ở trạng thái làm việc, ổ trượt phải đảm bảo hai yêu cầu

- Làm việc với hiệu suất tốt nhất

- Làm việc với chế độ ma sát ướt

Độ hở sẻ được tính theo yêu cầu thứ nhất để chọn kiểu lắptương ứng, sau đó sẽ kiểm tra lại yêu cầu thứ hai

26

Bước 1: tính độ hở để mối ghép làm việc với hiệu suất tốt nhất

Theo lý thuyết thủy động học, người ta thành lập được quan hệgiữa h và S với các thông số của mối ghép như sau:

2

1010183600

n - tốc độ quay tương đối giữa trục và bạc (vòng/phút)

d - đường kính danh nghĩa của mối ghép (mm)

Với: P – phụ tải tác dụng lên ổ (N)

Để mối ghép làm việc với hiệu suất tốt nhất thì theo thựcnghiệm h = 1/4S Như vậy, độ hở ở trạng thái tĩnh ứng với trườnghợp mối ghép làm việc với hiệu suất tốt nhất được gọi là Stn và đượctính:

Zd+RZD) Vì vậy phải chọn kiểu lắp có độ hở ban đầu Sbđ bằng: Sbđ =

Stn - 2(RZd+RZD), với RZd, RZD chiều cao nhấp nhô trung bình của bềmặt trục và lỗ, phụ thuộc vào độ nhám bề mặt trụ và lỗ

Có Sbđ, tra bảng lắp ghép trong hệ thống lỗ để chọn kiểu lắp có

độ hở trung bình Stb gần nhất với giá trị Sbđ, với

Bước 2: kiểm tra lại yêu cầu làm việc với chế độ ma sát ướt.

Muốn thế, chiều dày nhỏ nhất của chêm dầu hmin phải thỏamãn bất đẳng thức sau:

hmin ≥ k(RZd+RZD) = k(4Rad +4RaD) (2.5)

27

với k là hệ số an toàn, tính đến sai số hình dáng của chi tiếtlắp, thường chọn k = 2÷3

để hmin thỏa mãn bất đẳng thức trên Nhưng việc chọn kiểu lắp khácnày vẫn đảm bảo độ hở trung bình Stb gần bằng độ hở ban đầu Sbđ

Ví dụ 2.2: Chọn kiểu lắp cho mối ghép ổ trượt làm việc với các

thông số sau:

d = 80 mm, l =100 mm, n = 750 vòng/ph, P = 6000N, bôi trơnbằng dầu công nghiệp 45 có độ nhớt  = 0,036 Ns/m2, độ nhám bềmặt trục RZd = 3,2 µm, RZD = 6,3µm

hmin = 33 µm > 2(RZd+RZD) = 19 µm

Vậy kiểu lắp trên thỏa mãn yêu cầu của mối ghép

Lưu ý: Khi tra bảng chọn kiểu lắp, trước hết phải chọn kiểu lắp

ưu tiên Nếu kiểu lắp không thỏa, mới chọn đến kiểu lắp tiêu chuẩn

* Chọn kiểu lắp trung gian

Lắp ghép trung gian có thể cho độ hở hoặc độ dôi nhưng khônglớn lắm nên đảm bảo định tâm tốt giữa hai chi tiết lắp ghép Lắpghép trung gian dùng cho các mối ghép cố định nhưng cần tháo lắptrong quá trình sử dụng Độ dôi nhận được trong lắp ghép trung gian

có giá trị tương đối nhỏ, không đủ đảm bảo truyền mômen xoắn lớnhoặc lực lớn nên thường dùng các chi tiết phụ như then, chốt, vít,…

Việc chọn kiểu lắp trung gian chưa có cơ sở tính toán vữngchắc mà thường chọn dựa vào kinh nghiệm với những nguyên tắcchung sau:

- Phụ tải càng lớn thì mối ghép phải càng chặt, nghĩa là phảichọn kiểu lắp có độ dôi càng lớn

- Kích thước lắp ghép càng lớn thì độ dôi càng phải giảm để dễdàng lắp ráp

Có thể chọn kiểu lắp trung gian theo một số kinh nghiệm sau:

H7/n6: 99% nhận được độ dôi, dùng khi chịu tải lớn, có va đập,

chỉ tháo khi đại tu và dùng máy épH7/m6: như trên nhưng khi kích thước lớn (80% có độ dôi), lắp

ghép ổ lăn trong chế tạo máy nặng

H7/k6: thông dụng nhất, độ dôi trung bình, đồng tâm tốt, dùng

cho các mối ghép cố định như bánh răng, bánh đai, bánh

đà, bạc lót với ổ trượt,…

H6/k5: dùng cho các lắp ghép có độ chính xác cao hơn như lắp

ghép ổ bi trục chính máy tiện trong lỗ hộp trục chính.H7/js6: có độ hở, dùng thay thế khi tháo lắp thường xuyên

 Chọn kiểu lắp có độ dôi

a) Đặc điểm

Lắp ghép có độ dôi dùng cho những lắp ghép cố định, khôngtháo hoặc chỉ tháo ra trong trường hợp đặc biệt khi sửa chữa Độ dôitrong lắp ghép sẽ tạo nên lực ma sát đủ lớn giữ chặt hai chi tiết vớinhau để truyền lực dọc trục hoặc mômen xoắn mà không cần chi tiếtphụ khác Tuy nhiên trong trường hợp truyền mômen xoắn lớn hoặc

29

lực đặc biệt lớn người ta vẫn dùng lắp ghép có độ dôi kết hợp với cácchi tiết kẹp chặt.

Với cùng giá trị độ dôi nhưng độ bền chặt của mối ghép cònphụ thuộc vào vật liệu, kích thước lắp ghép, nhám bề mặt lắp ghép,phương pháp lắp,…Do vậy việc chọn lắp ghép không chỉ dựa vàonhững mối ghép tương tự đã biết mà còn phải dựa trên tính toán sơ

bộ độ dôi và ứng suất phát sinh, đặc biệt khi sử dụng lắp ghép có độdôi tương đối lớn Đối với các sản phẩm sản xuất hàng loạt và hàngkhối thì cần tiến hành kiểm tra thử trước các lắp ghép các độ dôi đãchọn

b) Các phương pháp thực hiện lắp ghép chặt

- Lắp ép nguội: phương pháp này thực hiện khi ép hai chi tiếtlại với nhau ở nhiệt độ bình thường Khi lắp ghép các chi tiết nhỏ, độdôi nhỏ, có thể dùng búa đồng đóng Lắp ghép các chi tiết độ dôi lớnphải dùng các loại máy ép để ép nhờ lực chiều trục của nó, lắp nhưvậy gọi là lắp ép dọc Lắp ghép theo phương pháp này đơn giản, dễthực hiện phù hợp với điều kiện sản xuất ở các xưởng cơ khí Tuynhiên nó có nhược điểm: biến dạng không đồng điều của các chi tiếtthành mỏng, lực ép làm cho các điểm nhấp nhô bề mặt lắp ghép bịsan phẳng, do đó độ dôi thực tế không đạt như độ dôi tính toán, sứcbền chặt của mối ghép bị giảm hoặc có thể gây hư hỏng bề mặt lắpghép

- Lắp trên máy ép kết hợp nung nóng trước chi tiết bao hoặclàm lạnh chi tiết bị bao đến nhiệt độ xác định rồi tiến hành lắp Đây

là phương pháp biến dạng nhiệt được sử dụng khi độ dôi tương đốilớn hoặc độ dôi không lớn nhưng yêu cầu về chất lượng mối ghépcao Nhiệt độ nung nóng hoặc làm lạnh khi lắp được xác định nhưsau:

Nhiệt độ nung nóng (không quá 400oC):

o D

Hình 2.7 Sơ đồ phân bố lực của mối ghép có độ dôi

Mx

p

d1 d d2

l P

So - độ hở cần thiết để lắp, thường lấy bằng độ hở nhỏ

8,5 8 15 16 18

Dựa trên kết quả

1 Tính áp lực riêng nhỏ nhất yêu cầu pmin trên bề mặt tiếp xúccủa mối ghép theo trị số ngoại lực tác dụng và kích thước của mốighép (d, l)

- Khi truyền mômen xoắn Mx:

d p

d – kích thước danh nghĩa của mối ghép, m

l – chiều dài tiếp xúc của các bề mặt lắp ghép, m

f – hệ số ma sát trong quá trình ép

Hệ số ma sát f dao động trong phạm vi rộng do ảnh hưởng củanhiều yếu tố như nhám bề mặt, tốc độ ép, có dầu bôi trơn, dạng mạ,dạng phủ,…Các hệ số ma sát f được giới thiệu trong bảng 2.5 và 2.6

Bảng 2.5 Hệ số ma sát f khi chịu ép hoặc xoay

Vật liệu của các chi tiết lắp

Thép - thép Thép – gang Thép – hợp kim nhôm

Thép – đồng thau

Thép – chất dẻo

0,06 ÷ 0,13 0,07 ÷ 0,12 0,03 ÷ 0,05 0,05 ÷ 0,1 0,15 ÷0,25

CChú thích: Khi nung nóng chi tiết bao hoặc làm làm lạnh chi

tiết được bao, hệ số ma sát sẽ tăng 1,5 lần so với trị

số trong bảng Đối với các chi tiết thép và gang

thường lấy f = 0,14

32

Bảng 2.6: hệ số ma sát f khi dùng phương pháp mạ

Dạng mạ Áp lực riêng

p.10-7 N/m2

Hệ số ma sát f Khi chịu lực

dọc trục Khi chịu xoắn

0,55 ÷ 1,1 0,37 ÷ 0,85 0,55 ÷ 0,61 0,51 ÷ 0,60 0,48 ÷0,63

0,67 0,6 ÷ 0,68 0,48 0,45 0,42Biết giá trị pmin, xác định độ dôi tính toán nhỏ nhất cần thiếtN’min

1

11

d d

d d



(2.14)

d1 - đường kính lỗ của chi tiết được bao (trục)

d2 - đường kính ngoài của chi tiết bao (lỗ)

µ1, µ2 - hệ số poisson tương ứng với chi tiết được bao và chi tiếtbao

Đối với trục đặc: d1 = 0, C1 = 1 - µ1

Đối với thân lớn: d2 = , C2 = 1 + µ2

Các giá trị môđun đàn hồi E và hệ số poisson µ được cho trongbảng 2.9

Bảng 2.7 Giá trị môđun đàn hồi E và hệ số poisson µ