LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng dạy và học của trường, phù hợp với sự phát triển chung của ngành và đât nước. Nhằm từng bước thống nhất nội dung dạy và học ở trường. Nội dung của bài giảng được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung được giảng dạy ở các trường, kết hợp với những nội dung mới trên cơ sở các tiêu chuẩn hiện hành của nhà nước Việt Nam. Với tính chất là tài liệu học tập cho học sinh, sinh viên ngành cơ khí nên nội dung bài giảng chỉ hạn chế trong những vấn đề chủ yếu cần thiết nhất. Bản thân tôi đã có những cố gắng để xây dựng bài giảng và được sự giúp đỡ của các đồng nghiệp, nhưng chắc không tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong nhận được sự đóng góp của các bạn đồng nghiệp. Người biên soạn TÔ ANH TUẤN3 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu .................................................................................................. 2 Mục lục……………………. ...................................................................... 3 Hướng dẫn sử dụng tài liệu………………………………………………..5 CHƯƠNG1: KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP I. Khái niệm về tính đổi lẫn chức năng trong cơ khí .................................. 7 1. Bản chất của tính đổi lẫn......................................................................... 7 2. Ý nghĩa thực tiễn của tính đổi lẫn........................................................... 7 II. Khái niệm về kích thước, sai lệch, dung sai .......................................... 8 1. Kích thước............................................................................................... 8 2. Dung sai .................................................................................................. 9 3. Sai lệch.................................................................................................. 10 III. Lắp ghép và các loại lắp ghép............................................................. 11 1. Khái niệm.............................................................................................. 11 2. Phân loại................................................................................................ 11 IV, Hệ thống lắp ghép:.............................................................................. 14 1. Hệ thống lỗ:........................................................................................... 14 2. Hệ thống trục: ....................................................................................... 15 CHƯƠNG II: CÁC LOẠI LẮP GHÉP A. HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP CÁC BỀ MẶT TRƠN I. Hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN ............................................... 18 1. Hệ cơ bản: ............................................................................................. 18 2. Cấp chính xác:....................................................................................... 19 3. Đơn vị dung sai:.................................................................................... 19 4. Dãy các sai lệch cơ bản:........................................................................ 19 5. Khoảng kích thước danh nghĩa ............................................................. 21 6. Nhiệt độ tiêu chuẩn. .............................................................................. 21 II. Cách ghi ký hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ:.............................. 21 1. Ghi ký hiệu của miền dung sai: ............................................................ 21 2. Ghi trị số của các sai lệch giới hạn: ...................................................... 22 3. Ghi phối hợp: ........................................................................................ 22 III. Các bảng dung sai:.............................................................................. 22 B - CÁC MỐI GHÉP BỀ MẶT TRƠN THÔNG DỤNG I. Lắp ghép có độ dôi (lắp chặt)................................................................ 24 1. Đặc điểm và phạm vi sử dụng: ............................................................. 24 2. Phương pháp lắp các mối ghép có độ dôi:............................................ 25 II. Lắp ghép có độ hở:............................................................................... 25 III. Lắp Ghép Trung Gian :....................................................................... 26 C. DUNG SAI TRUY ỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG I. Các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng ................................. 27 II. Sai số gia công và ảnh hưởng của chúng đến các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng ........................................................................................ 284 III. Đánh giá mức chính xác của truyền động bánh răng ......................... 29 IV. Cấp chính xác, chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng : ...... 29 1. Cấp chính xác:....................................................................................... 29 2. Chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng:.................................. 29 D. DUNG SAI MỐI LẮP GHÉP REN I. Các yếu tố cơ bản của ren :.................................................................... 30 II. Ảnh hưởng sai số các yếu tố đến tính lắp lẫn của ren ......................... 30 1. Ảnh hưởng của sai số bước ren : .......................................................... 30 2. Ảnh hưởng của sai số góc prôfin ren :.................................................. 31 3. Sai số của bản thân đường kính trung bình : ........................................ 31 4. Cấp chính xác chế tạo ren, lắp ghép ren . ............................................. 31 CHƯƠNG III : NHỮNG SAI LỆCH VỀ HÌNH DÁNG HÌNH HỌC VÀ NHÁM BỀ MẶT I. Những nguyên nhân chủ yếu sinh ra sai số trong quá trình gia công. .. 33 1. Khái niện về độ chính xác gia công...................................................... 33 2. Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong quá trình gia công............... 33 3. Các loại sai số chủ yếu......................................................................... 34 II. Sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt:...................................................... 34 1. Sai lệch hình dạng................................................................................. 34 2. Sai lệch vị trí bề mặt ............................................................................. 35 3. Ký hiệu và cách ghi các sai lệch và dung sai về hình dạng và vị trí trên bản vẽ. ................................................................................................................. 37 III. Nhám bề mặt(Độ bóng bề mặt gia công)............................................ 40 1. Khái niệm:............................................................................................. 40 2. Các chỉ tiêu đánh giá nhám bề mặt....... Error! Bookmark not defined. IV. Ghi kích thước cho bản vẽ chi tiết máy.............................................. 40 1. Những yêu cầu đối với việc ghi kích thước:......................................... 40 2. Những nguyên tắc cơ bản để ghi kích thước cho chi tiết: ................... 41 3. Ghi kích thước cho những kích thước tham gia vào các lắp ghép thông dụng..................................................................................................................... 41 4. Ghi kích thước cho những kích thước chức năng khác. ....................... 42 5. Chọn phương án ghi kích thước........................................................... 43 CHƯƠNG IV: CÁC DỤNG CỤ ĐO LƯỜNG TRONG CHẾ TẠO MÁY I. Một số khái niệm về đo lường kỹ thuật:................................................ 45 1. Tầm quan trọng và quá trình phát triển của kỹ thuật đo lường: ........... 45 2. Các loại dụng cụ đo và phương pháp đo .............................................. 45 II. Dụng cụ đo có độ chính xác thấp......................................................... 46 III. Dụng cụ đo dạng thước cặp ............................................................... 46 1. Thước cặp............................................................................................. 46 2. Thước đo chiều sâu và thước đo chiều cao........................................... 49 IV. Dụng cụ đo dạng panme ..................................................................... 50 1. Panme đo ngoài..................................................................................... 50 2. Panme đo trong ..................................................................................... 53 3. Panme đo sâu ........................................................................................ 545 V. Dụng cụ đo dạng đồng hồ so................................................................ 54 1. Công dụng, cấu tạo: .............................................................................. 54 2. Cách sử dụng:........................................................................................ 55 VI. Các dụng cụ đo kiểm khác.................................................................. 57 1. Căn mẫu: .............................................................................................. 57 2. Calíp...................................................................................................... 59 3. Đo góc................................................................................................... 61 4. Thước đo góc vạn năng:........................................................................ 63 Phụ lục....................................................................................................... 67 Tài liệu tham khảo .................................................................................... 776 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT. Mã môn học: MH08. Thời gian môn học: 45h (Lý thuyết: 23h, Thực hành: 22h) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC. -Vị trí của môn học: Môn học được bố trí trước các mô-đun đào tạo nghề. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC. Học xong môn học này người học có khả năng: - Giải thích đúng các ký hiệu, các quy ước về dung sai (sai lệch) trên bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp mối ghép. - Lựa chọn các kiểu lắp ghép phù hợp yêu cầu làm việc của mối ghép. - Tính toán các sai lệch, dung sai của chi tiết, mối ghép. - Liệt kê đầy đủ các quy ước về vẽ lắp các mối ghép thường dùng trong chế tạo máy. - Trình bày đúng cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách sử dụng dụng cụ đo thường dùng trong chế tạo máy. - Đo các kích thước trên chi tiết bằng dụng cụ đo phù hợp. - Bảo đảm an toàn, vệ sinh công nghiệp trong quá trình đo lường. - Độc lập, sáng tạo trong quá trình thực hiện công việc đo lường. III. NỘI DUNG MÔN HỌC. S ố T T Tên chương mục Thời gian T ổng số L ý thuyế t B ài tập thực hành K iểm tra (LT hoặc TH) Mở đầu. 1 1 0 0 1 Khái niệm về dung sai lắp ghép. 5 4 1 0 2 Các loại lắp ghép. 1 3 8 4 1 3 Sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt. 6 3 2 1 4 Các dụng cụ đo lường thông dụng trong chế tạo máy. 2 0 7 1 2 1 Tổng cộng: 45 2 3 1 9 37 CHƯƠNG1: KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP Mục tiêu: - Hiểu được những kiến thức cơ bản về dung sai lắp ghép, những kiến thức về dung sai kích thước trong gia công cơ khí. - Nhận thức được tầm quan trọng của kích thước trên bản vẽ. Yêu cầu: - Trình bày được khái niệm về lắp ghép - Trình bày được các hệ thống lắp ghép I. Khái niệm về tính đổi lẫn chức năng trong cơ khí 1. Bản chất của tính đổi lẫn Máy do nhiều bộ phận hợp thành, mỗi bộ phận do nhiều chi tiết lắp ghép lại với nhau. Mỗi bộ phận, mỗi máy thực hiện một chức năng xác định. Ví dụ: đai ốc vặn chặt vào bu lông thực hiện chức năng bắt chặt; pít tông trong xi lanh có chức năng nén khí gây nổ và phát lực. Trong chế tạo hay sửa chữa máy, con người mong muốn các chi tiết cùng loại có khả năng đổi lẫn được cho nhau nghĩa là khi cần thay thế cho nhau không cần lựa chọn và sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của mối ghép. Tính chất đó của chi tiết gọi là tính đổi lẫn chức năng. Vậy tính đổi lẫn chức năng của loại (loạt ) chi tiết là khả năng thay thế cho nhau, không cần lựa chọn và sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bảo chức năng yêu cầu của bộ phận máy hoặc máy mà chúng lắp thành. Trong một loạt chi tiết cùng loại, nếu các chi tiết đều có thể đổi lẫn cho nhau thì loạt chi tiết đó đạt được tính đổi lẫn hoàn toàn. Nếu một số trong các chi tiết ấy không đổi lẫn cho nhau được thì loạt chi tiết ấy chỉ đạt được tính đổi lẫn không hoàn toàn. Các chi tiết có tính đổi lẫn phải giống nhau về hình dạng, kích thước hoặc chỉ được sai khác nhau trong một phạm vi cho phép, phạm vi cho phép ấy gọi là dung sai. Như vậy dung sai là yếu tố quyết định tính đổi lẫn, tùy theo độ lớn của dung sai qui định mà chi tiết đạt được tính đổi lẫn hoàn toàn hay không hoàn toàn. Đổi lẫn hoàn toàn đòi hỏi chi tiết phải có độ chính xác cao, do đó giá thành sản phẩm cao. Đối với các chi tiết tiêu chuẩn, các chi tiết dự trữ thay thế thường được chế tạo có tính đổi lẫn hoàn toàn. Đổi lẫn không hoàn toàn cho phép các chi tiết chế tạo với phạm vi dung sai lớn hơn, độ chính xác thấp hơn, thường được thực hiện đối với công việc lắp ráp trong nội bộ phân xưởng hoặc nhà máy. 2. Ý nghĩa thực tiễn của tính đổi lẫn * Đối với sản xuất: Tính đổi lẫn chức năng là nguyên tắc của thiết kế chế tạo các chi tiết đạt được tính đổi lẫn sẽ không phụ thuộc vào địa điểm sản xuất. Như vậy tạo điều kiện hợp tác, chuyên môn hóa sản xuất, dễ dàng sản xuất qui mô lớn, áp dụng kỹ thuật tiên tiến, sử dụng máy móc hiện đại do đó đảm bảo chất lượng, hạ giá thành sản phẩm
Bản chất của tính đổi lẫn
Máy được cấu tạo từ nhiều bộ phận, mỗi bộ phận lại bao gồm nhiều chi tiết được lắp ghép Mỗi bộ phận và máy có chức năng cụ thể riêng biệt.
Đai ốc vặn chặt vào bu lông có vai trò quan trọng trong việc giữ chặt các bộ phận lại với nhau, trong khi pít tông trong xi lanh thực hiện chức năng nén khí, tạo ra lực nổ và sinh công.
Trong quá trình chế tạo và sửa chữa máy móc, việc các chi tiết cùng loại có khả năng thay thế cho nhau mà không cần sửa chữa hay lựa chọn là rất quan trọng Tính chất này được gọi là tính đổi lẫn chức năng, đảm bảo rằng các mối ghép vẫn đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật.
Tính đổi lẫn chức năng của các chi tiết máy là khả năng thay thế cho nhau mà không cần sửa chữa hay lựa chọn thêm, đồng thời vẫn đảm bảo các chức năng yêu cầu của bộ phận máy hoặc thiết bị mà chúng được lắp ráp vào.
Trong một tập hợp các chi tiết tương tự, nếu tất cả các chi tiết có thể thay thế cho nhau mà không làm thay đổi ý nghĩa, thì tập hợp đó được coi là đạt được tính đổi lẫn hoàn toàn.
Nếu một số trong các chi tiết ấy không đổi lẫn cho nhau được thì loạt chi tiết ấy chỉ đạt được tính đổi lẫn không hoàn toàn
Dung sai là yếu tố quyết định tính đổi lẫn của các chi tiết, yêu cầu chúng phải có hình dạng và kích thước giống nhau hoặc chỉ sai khác trong một phạm vi cho phép Đối với các chi tiết đạt tính đổi lẫn hoàn toàn, độ chính xác cao là cần thiết, dẫn đến giá thành sản phẩm cao Các chi tiết tiêu chuẩn và chi tiết dự trữ thay thế thường được chế tạo với tính đổi lẫn hoàn toàn Ngược lại, đổi lẫn không hoàn toàn cho phép chế tạo các chi tiết với dung sai lớn hơn và độ chính xác thấp hơn, thường áp dụng trong công việc lắp ráp nội bộ trong xưởng hoặc nhà máy.
Ý nghĩa thực tiễn của tính đổi lẫn
Tính đổi lẫn chức năng trong thiết kế chế tạo các chi tiết giúp đảm bảo sự đồng nhất và không phụ thuộc vào địa điểm sản xuất Nguyên tắc này tạo điều kiện thuận lợi cho việc hợp tác, chuyên môn hóa trong sản xuất, đồng thời dễ dàng mở rộng quy mô sản xuất Việc áp dụng kỹ thuật tiên tiến và sử dụng máy móc hiện đại cũng góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm giá thành.
* Với việc sửa chữa, lắp ráp:
Việc sử dụng các chi tiết dự trữ thay thế giúp quá trình sửa chữa và lắp ráp trở nên thuận tiện hơn, từ đó giảm thời gian, tiết kiệm chi phí và giảm thiểu chi phí quản lý.
Do có các chi tiết dự trữ thay thế có tính đổi lẫn nên tiết kiệm được thời gian, sức lực, tiền bạc.
Khái niệm về kích thước, sai lệch, dung sai
Kích thước
Kích thước là giá trị bằng số của đại lượng đo chiều dài(đường kính, chiều dài ) theo đơn vị đo được lựa chọn
Kích thước danh nghĩa là kích thước được xác định dựa trên chức năng của chi tiết, sau đó được làm tròn lên theo các kích thước tiêu chuẩn.
Từ điều kiện bền của chi tiết trục xe đạp, đường kính trục được tính toán là 11,68 mm Sau khi so sánh với dãy kích thước tiêu chuẩn, kích thước trục được chọn là 12 mm Kích thước 12 mm này được xác định là kích thước danh nghĩa của chi tiết trục xe đạp.
Công dụng: kích thước danh nghĩa được dùng để xác định các kích thước giới hạn và tính các sai lệch giới hạn
Kích thước danh nghĩa của chi tiết được ký hiệu là D, trong khi kích thước danh nghĩa của lỗ được ký hiệu là DN, và chi tiết trục được ký hiệu là dN.
Kích thước thực tế là kích thước được đo trực tiếp trên chi tiết bằng các dụng cụ và phương pháp đo chính xác nhất mà kỹ thuật đo có thể thực hiện.
Kích thước thực được ký hiệu:
Dth : kích thước thực của chi tiết lỗ dth : kích thước thực của chi tiết trục
Ví dụ: Đo trục bằng panme kết quả đo là 24,96mm thì dth = 24,96 mm, với sai số cho phép là 0,01mm (giá trị vạch chia của panme là 0,01 mm)
Trong quá trình gia công, việc đạt được kích thước thực hoàn toàn chính xác như kích thước danh nghĩa là điều khó khăn Sai lệch kích thước phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm độ chính xác của máy móc, dao cắt, dụng cụ gá lắp và trình độ tay nghề của thợ gia công.
Kích thước giới hạn là phạm vi sai số cho phép khi gia công chi tiết, được xác định bởi hai kích thước qui định: kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất Việc xác định kích thước giới hạn là cần thiết để đảm bảo độ chính xác và chất lượng sản phẩm trong quá trình gia công.
Dmax , dmax : Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ và trục
Dmin , dmin : Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và của trục
- Chú ý: Chi tiết đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn yêu cầu:
Dmin ≤ Dth ≤ Dmax dmin ≤ dth ≤ dmax
Lắp ghép và các loại lắp ghép
Khái niệm
3 Sai lệch hình dạng, vị trí và nhám bề mặt 6 3 2 1
4 Các dụng cụ đo lường thông dụng trong chế tạo máy
CHƯƠNG1: KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP
- Hiểu được những kiến thức cơ bản về dung sai lắp ghép, những kiến thức về dung sai kích thước trong gia công cơ khí
- Nhận thức được tầm quan trọng của kích thước trên bản vẽ
- Trình bày được khái niệm về lắp ghép
- Trình bày được các hệ thống lắp ghép
I Khái niệm về tính đổi lẫn chức năng trong cơ khí
1 Bản chất của tính đổi lẫn
Máy được cấu tạo từ nhiều bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận lại được lắp ghép từ nhiều chi tiết Mỗi bộ phận và máy đều thực hiện một chức năng cụ thể.
Đai ốc vặn chặt vào bu lông để đảm bảo sự kết nối chắc chắn, trong khi pít tông trong xi lanh có nhiệm vụ nén khí, tạo ra sức nổ và phát lực.
Trong quá trình chế tạo và sửa chữa máy móc, việc các chi tiết cùng loại có khả năng thay thế lẫn nhau mà không cần sửa chữa hay lựa chọn thêm là rất quan trọng Tính chất này được gọi là tính đổi lẫn chức năng, đảm bảo rằng các mối ghép vẫn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật.
Tính đổi lẫn chức năng của các chi tiết máy là khả năng thay thế cho nhau mà không cần sửa chữa hay lựa chọn thêm, đồng thời vẫn đảm bảo chức năng yêu cầu của bộ phận hoặc máy mà chúng lắp ráp thành.
Trong một tập hợp các chi tiết tương đồng, nếu tất cả các chi tiết có thể thay thế cho nhau mà không làm thay đổi ý nghĩa, thì tập hợp đó được coi là đạt tính đổi lẫn hoàn toàn.
Nếu một số trong các chi tiết ấy không đổi lẫn cho nhau được thì loạt chi tiết ấy chỉ đạt được tính đổi lẫn không hoàn toàn
Dung sai là yếu tố quyết định tính đổi lẫn của các chi tiết, yêu cầu chúng phải giống nhau về hình dạng và kích thước trong một phạm vi cho phép Đối với tính đổi lẫn hoàn toàn, chi tiết cần có độ chính xác cao, dẫn đến giá thành sản phẩm cao Các chi tiết tiêu chuẩn và dự trữ thay thế thường được sản xuất với tính đổi lẫn hoàn toàn Ngược lại, đổi lẫn không hoàn toàn cho phép chế tạo chi tiết với dung sai lớn hơn và độ chính xác thấp hơn, thường áp dụng trong lắp ráp nội bộ tại phân xưởng hoặc nhà máy.
2 Ý nghĩa thực tiễn của tính đổi lẫn
Tính đổi lẫn chức năng là nguyên tắc thiết kế quan trọng giúp các chi tiết đạt được tính đồng nhất, không phụ thuộc vào địa điểm sản xuất Nguyên tắc này tạo điều kiện thuận lợi cho hợp tác và chuyên môn hóa trong sản xuất, đồng thời dễ dàng áp dụng quy trình sản xuất quy mô lớn với công nghệ tiên tiến và máy móc hiện đại Kết quả là đảm bảo chất lượng sản phẩm và hạ giá thành, nâng cao hiệu quả kinh doanh.
* Với việc sửa chữa, lắp ráp:
Việc sử dụng các chi tiết dự trữ thay thế giúp quá trình sửa chữa, lắp ráp trở nên thuận tiện hơn, từ đó giảm thiểu thời gian và chi phí, đồng thời hạ thấp chi phí quản lý.
Do có các chi tiết dự trữ thay thế có tính đổi lẫn nên tiết kiệm được thời gian, sức lực, tiền bạc
II Khái niệm về kích thước, sai lệch, dung sai
Kích thước là giá trị bằng số của đại lượng đo chiều dài(đường kính, chiều dài ) theo đơn vị đo được lựa chọn
Kích thước danh nghĩa là kích thước được xác định dựa trên chức năng của chi tiết, sau đó được làm tròn lên theo các kích thước tiêu chuẩn.
Dựa trên điều kiện bền của chi tiết trục xe đạp, đường kính trục được tính toán là 11,68 mm So sánh với dãy kích thước tiêu chuẩn, kích thước trục được chọn là 12 mm, đây cũng là kích thước danh nghĩa của chi tiết trục xe đạp.
Công dụng: kích thước danh nghĩa được dùng để xác định các kích thước giới hạn và tính các sai lệch giới hạn
Kích thước danh nghĩa của chi tiết được ký hiệu là D, trong khi kích thước danh nghĩa của chi tiết lỗ được ký hiệu là DN Đối với chi tiết trục, ký hiệu được sử dụng là dN.
Kích thước thực tế là kích thước được xác định bằng cách đo trực tiếp trên chi tiết, sử dụng các dụng cụ và phương pháp đo chính xác nhất mà kỹ thuật đo có thể cung cấp.
Kích thước thực được ký hiệu:
Dth : kích thước thực của chi tiết lỗ dth : kích thước thực của chi tiết trục
Ví dụ: Đo trục bằng panme kết quả đo là 24,96mm thì dth = 24,96 mm, với sai số cho phép là 0,01mm (giá trị vạch chia của panme là 0,01 mm)
Trong quá trình gia công, việc đạt được kích thước thực hoàn toàn chính xác so với kích thước danh nghĩa là điều khó khăn Sự sai lệch này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm độ chính xác của máy móc, chất lượng dao cắt, dụng cụ gá lắp, cũng như trình độ tay nghề của thợ gia công.
Kích thước giới hạn là phạm vi sai số cho phép khi gia công chi tiết, được xác định bởi hai kích thước qui định: kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất Việc quy định kích thước giới hạn giúp đảm bảo độ chính xác và chất lượng trong quá trình gia công.
Dmax , dmax : Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ và trục
Dmin , dmin : Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và của trục
- Chú ý: Chi tiết đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn yêu cầu:
Dmin ≤ Dth ≤ Dmax dmin ≤ dth ≤ dmax
Trong gia công, kích thước thực tế có thể sai khác so với kích thước danh nghĩa nhưng phải nằm trong giới hạn của hai kích thước tối thiểu và tối đa Phạm vi sai số cho phép này được gọi là dung sai.
Vậy dung sai là hiệu giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất b/ Ký hiệu:
Với chi tiết lỗ là TD
Với chi tiết trục là Td c/ Công thức tính:
- Dung sai bao giờ cũng có giá trị dương
- Trị số dung sai lớn, độ chính xác của chi tiết thấp
- Trị số dung sai nhỏ, độ chính xác của chi tiết cao min ma x min ma x d d D D
Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn và dung sai d/ Một số ví dụ
Ví dụ 1: Một chi tiết có kích thước giới hạn lớn nhất dmax = 35,025 mm, kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin = 35 mm Tính dung sai của chi tiết đó
Nếu người thợ gia công chi tiết đó đo được kích thước 35,015 mm thì chi tiết có đạt yêu cầu không?
Phân loại
Các loại lắp ghép thường sử dụng trong chế tạo cơ khí có thể phân loại theo hình dạng lắp:
- Lắp ghép bề mặt trơn gồm:
+ Lắp ghép trụ trơn: bề mặt lắp ghép là bề mặt trụ trơn
+ Lắp ghép phẳng: bề mặt lắp ghép là hai mặt phẳng song song
- 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 prôfin tam giác, hình thang…
- Lắp ghép truyền động bánh răng: bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách chu kì của các răng
Lắp ghép bề mặt trơn là loại lắp ghép phổ biến nhất, với đặc tính được xác định bởi hiệu số kích thước giữa bề mặt bao và bề mặt bị bao Dựa trên đặc tính này, lắp ghép được phân thành ba nhóm chính: nhóm lắp lỏng, nhóm lắp chặt và nhóm lắp trung gian.
Sơ đồ biểu diễn nhóm lắp ghép lỏng
Trong lắp ghép, kích thước bề mặt bao (lỗ) luôn lớn hơn kích thước bề mặt bị bao (trục), đảm bảo sự tồn tại của độ hở Độ hở này là chỉ số cho sự tự do dịch chuyển tương đối giữa hai chi tiết Càng lớn độ hở, khả năng dịch chuyển tương đối càng nhiều và ngược lại Độ hở được ký hiệu là S và được tính theo công thức: S = D – d.
Tương ứng với các kích thước giới hạn của lỗ và trục, lắp ghép có độ hở giới hạn: Độ hở lớn nhất của lắp ghép:
Smax = Dmax - dmin = ES – ei Độ hở nhỏ nhất của lắp ghép:
Smin = Dmin - dmax - EI - es Độ hở trung bình của lắp ghép:
TS = Smax - Smin = TD + Td
Dung sai độ hở còn 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 lắp ghép lỏng trong đó kích thước lỗ là 52 +0,030 , kích thước trục 52 0 0 , , 03 06, hãy tính:
- 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 b, Lắp ghép chặt:
Trong lắp ghép chặt, kích thước bề mặt bao luôn nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao, đảm bảo độ dôi trong lắp ghép Độ dôi này, ký hiệu là N, thể hiện sự cố định tương đối giữa hai chi tiết trong lắp ghép và được tính toán cụ thể.
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục và lỗ ta có : Độ dôi lớn nhất:
Nmax = dmax – Dmin = es – EI Độ dôi nhỏ nhất:
Nmin = dmin – D max = ei – ES Độ dôi trung bình của lắp ghép:
TN = Nmax - Nmin = TD + Td
Cho kiểu lắp ghép chặt, trong đó kích thước lỗ là 45 +0,025 , kích thước trục là 45 0 0 , , 05 034 , 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 c Lắp ghép trung gian:
Sơ đồ biểu diễn nhóm lắp ghép trung gian
Trong nhóm lắp ghép này miền dung sai kích thước bề mặt bao (lỗ) bố trí xen lẫn miền dung sai kích thước bề mặt bị bao (trục)
Kích thước bề mặt bao có thể thay đổi, lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với kích thước bề mặt bị bao lắp ghép, và điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện của độ hở hoặc độ dôi.
Trường hợp nhận được lắp ghép có độ hở thì độ hở lớn nhất:
Smax = Dmax – dmin = ES – ei
Trường hợp nhận được lắp ghép có độ dôi thì đội dôi lớn nhất:
Nmax = dmax – Dmin = es – EI
Trong lắp ghép trung gian, độ hở và độ dôi nhỏ nhất đạt được khi kích thước lỗ bằng kích thước trục, tức là độ hở và độ dôi nhỏ nhất bằng không.
Dung sai của lắp ghép trung gian:
Trường hợp trị số Smax > Nmax ta tính độ hở trung bình:
Trường hợp trị số Smax < Nmax ta tính độ dôi trung bình:
Ví dụ: Cho kiểu lắp trung gian, trong đó kích thước lỗ là 82 +0,035 , kích thước trục 0 , 045
- 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
IV, Hệ thống lắp ghép:
Các chi tiết lắp ghép với nhau theo hai hệ thống là hệ thống lỗ và hệ thống trục.
Hệ thống lỗ
Lắp ghép trong hệ thống lỗ là sự kết hợp các lắp ghép với độ hở và độ dôi khác nhau, thông qua việc ghép các trục có kích thước khác nhau với lỗ cơ sở Trong hệ thống này, lỗ được xem là chi tiết cơ sở, do đó nó còn được gọi là hệ lỗ cơ sở.
Lỗ cơ sở được ký hiệu là H và có sai lệch dưới bằng không, do đó kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ cơ sở luôn bằng kích thước danh nghĩa.
EI = 0 Dmin = DN b Lược đồ lắp ghép hệ lỗ cơ bản
Hệ thống trục
Lắp ghép trong hệ thống trục là sự kết hợp của nhiều lắp ghép khác nhau, trong đó các độ hở và độ dôi được điều chỉnh thông qua việc ghép nối các lỗ có kích thước khác nhau với trục cơ sở.
Trong hệ thống trục, trục là chi tiết cơ sở nên còn gọi là hệ trục cơ sở
Trục cơ sở được ký hiệu là h với sai lệch bằng không, do đó kích thước giới hạn lớn nhất của trục luôn tương đương với kích thước danh nghĩa, tức là es = 0 dẫn đến dmax = dN Dưới đây là lược đồ lắp ghép của hệ trục cơ bản.
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 các lắp ghép
Sơ đồ cần thể hiện rõ hệ thống lắp ghép, bao gồm các sai lệch giới hạn, kích thước giới hạn, dung sai của từng chi tiết, cùng với các đặc tính liên quan đến lắp ghép.
- Trục tung biểu thị giá trị của các sai lệch giới hạn tính bằng micrụmột(àm)
- Trục hoành biểu thị vị trí đường danh nghĩa Trên trục hoành sai lệch giới hạn có giá trị bằng không, nên còn gọi là đường không
- Sai lệch giới hạn được bố trí về hai phía so với đường không: sai lệch dương ở phía trên, sai lệch âm ở phía dưới
Trên sơ đồ lắp ghép:
Nếu miền dung sai của lỗ nằm trên miền dung sai của trục thì lắp ghép đó thuộc loại lắp ghép có độ hở
Nếu miền dung sai của lỗ nằm phía dưới miền dung sai của trục thì lắp ghép đó thuộc loại lắp ghép có độ dôi
Nếu miền dung sai của lỗ và miền dung sai của trục có những phần nằm trùng lên nhau thì lắp ghép đó thuộc loại lắp ghép trung gian
Vẽ sơ đồ lắp ghép:
- Lập hệ trục tọa độ vuông góc, trên trục tung chia ra các khoảng đều nhau tượng trưng cho m
- Biểu diễn miền dung sai của lỗ
- Biểu diễn miền dung sai của trục
Ví dụ: vẽ sơ đồ lắp ghép cho lắp ghép sau: Chi tiết lỗ 40 +0.025 , chi tiết trục
Chi tiết lỗ có sai lệch dưới EI = 0 Để xác định vị trí sai lệch dưới của lỗ trên sơ đồ, ta lấy một điểm trên trục tung với tung độ bằng 0 (gốc tọa độ).
Sai lệch trên ES = 25m Trên trục tung ta lấy một điểm có tung độ + 25m điểm này xác định vị trí sai lệch trên của lỗ trên sơ đồ
Vẽ một hình chữ nhật với chiều rộng tương ứng với khoảng cách giữa hai điểm đã xác định và chiều dài tùy chọn Hình chữ nhật này sẽ đại diện cho miền dung sai của lỗ trong sơ đồ lắp ghép.
- Biểu diễn phạm vi dung sai của trục
Làm tương tự như trên nhưng cần lưu ý: sai lệch trên của trục es = - 25m, sai lệch dưới của trục ei = - 50 m
Sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép d Nhận xét:
Trên sơ đồ lắp ghép, miền dung sai của lỗ nằm trên miền dung sai của trục, như vậy lắp ghép đang khảo sát là lắp ghép lỏng
Từ sơ đồ lắp ghép, ta xác định được các yếu tố khác như trên hình
1 Thế nào là tính đổi lẫn? Phân biệt sự khác nhau giữa đổi lẫn hoàn toàn và
2 Phân biệt kích thước danh nghĩa, kích thước thực và kích thước giới hạn Tại sao phải quy định kích thước giới hạn của chi tiết Căn cứ vào đâu để đánh giá chi tiết đạt yêu cầu về kích thước
3 Phân biệt các sai lệch giới hạn, ký hiệu và cách tính các loại sai lệch giới hạn
4 Dung sai là gì? Phân biệt dung sai chi tiết và dung sai của lắp ghép; Cách tính dung sai
5 Thế nào là lắp ghép? Lắp ghép được chia thành mấy loại, đặc tính của từng loại
6 Thế nào là hệ thống lỗ, hệ thống trục? Miền dung sai của các chi tiết cơ sở có đặc điểm gì?
7 Biểu diễn sơ đồ lắp ghép có thuận lợi gì? Trình bày cách biểu diễn sơ đồ lắp ghép Qua sơ đồ lắp ghép ta xác định được những gì về mặt lắp ghép?
1 Gia công một chi tiết trục có đường kính danh nghĩa d = 25 mm với các kích thước giới hạn dmax = 25,1 mm, dmin = 25,015 mm
- Tính các sai lệch và dung sai của trục
- Trục gia công xong có kích thước 25,005 mm, như vậy có dùng được không? Tại sao?
2 Có một lắp ghép trong đó chi tiết lỗ 75 0 , 03 , chi tiết trục 75 0 0 , , 01 01
- Tính các kích thước giới hạn, dung sai của lỗ và dung sai của trục
- Tính các trị số giới hạn độ dôi, độ hở và dung sai lắp ghép
3 Một lắp ghép theo hệ thống lỗ đường kính danh nghĩa D = 60 mm; dung sai của lỗ TD = 28m; chi tiết trục 60 0 0 , , 005 030
- Tính kích thước giới hạn của lỗ và trục; tính dung sai của trục
- Tính trị số giới hạn độ hở, dung sai độ hở
- Vẽ sơ đồ lắp ghép
4 Một lắp ghép theo hệ thống trục, có đường kính danh nghĩa d = 50 mm; dung sai trục Td = 23m; chi tiết lỗ 50 0 0 , , 035 005
- Tính kích thước giới hạn của lỗ và trục; tính dung sai của lỗ
- Tính trị số giới hạn của độ hở hoặc độ dôi
- Vẽ sơ đồ lắp ghép
5 Có một lắp ghép theo hệ thống lỗ, đường kính danh nghĩa D = 75mm, dung sai của lỗ TD = 30m; dung sai trục Td = 25m; độ dôi nhỏ nhất Nmin = 8m
- Tính kích thước giới hạn của lỗ và trục
- Tính độ dôi lớn nhất và dung sai của lắp ghép
-Vẽ sơ đồ lắp ghép.
CÁC LOẠI LẮP GHÉP A HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP CÁC BỀ MẶT TRƠN I Hệ thống dung sai lắp ghép theo TCVN
Hệ cơ bản
Tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam qui định hai hệ cơ bản: hệ thống lỗ và hệ thống trục
Việc chọn hệ thống lỗ và hệ thống trục phải căn cứ vào yêu cầu về kết cấu, tính công nghệ, tính kinh tế kỹ thuật
Trong lĩnh vực kinh tế, việc lựa chọn kiểu lắp trong hệ thống lỗ thường được ưu tiên, mặc dù việc gia công lỗ chính xác đòi hỏi công cụ tốn kém như dao chuốt và dao doa Tuy nhiên, ưu điểm của kiểu lắp này là số lượng kích thước lỗ cần thiết ít hơn so với hệ trục.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, việc sử dụng hệ thống trục là cần thiết để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, giảm giá thành sản phẩm, hoặc khi không thể áp dụng hệ thống lỗ.
VD: Bộ phận lắp như hình vẽ
Chốt pittông lắp lỏng với biên và lắp có độ dôi giúp việc lắp ráp trở nên thuận lợi hơn Việc lựa chọn chi tiết, đặc biệt là chốt, đảm bảo rằng các đặc tính lắp ghép và bề mặt lắp ghép của các chi tiết không bị phá hoại trong quá trình lắp ghép, khác với kiểu lắp trong hệ thống lỗ.
Trong chế tạo máy dệt và máy nông nghiệp, việc sử dụng trục thép cán sẵn giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, vì không cần gia công cắt gọt Tương tự, trong ngành sản xuất đồng hồ, trục thép cán sẵn có độ chính xác cao được ưa chuộng, bởi việc gia công các trục nhỏ dưới 1 mm vừa khó khăn vừa tốn kém Do đó, lắp ghép các trục này trong hệ thống mang lại hiệu quả kinh tế hơn.
Cấp chính xác
Dung sai thể hiện độ chính xác kích thước của chi tiết gia công; kích thước với dung sai nhỏ hơn đồng nghĩa với độ chính xác cao hơn.
Tiêu chuẩn qui định 20 cấp chính xác, ký hiệu từ IT 01 đến IT 18, trong đó các cấp IT 1 đến IT 4 được áp dụng cho các kích thước yêu cầu độ chính xác rất cao, như kích thước mẫu chuẩn và các chi tiết trong dụng cụ đo.
Cấp IT 5 IT 6 sử dụng trong lĩnh vực cơ khí chính xác
Cấp IT 7 IT 8 sử dụng trong lĩnh vực cơ khí thông dụng
Cấp IT 9 IT 11 sử dụng trong lĩnh vực cơ khí lớn
Cấp IT 12 IT 16 sử dụng với những kích thước chi tiết yêu cầu gia công thô.
Đơn vị dung sai
Đơn vị dung sai, ký hiệu là i, được sử dụng để tính trị số dung sai và phân chia cấp chính xác Đơn vị này được xác định thông qua thực nghiệm và phụ thuộc vào phạm vi kích thước.
Với kích thước từ 1 500 mm thì: i = 0,45 3 D +0,001 D
Trị số dung sai được tính theo công thức: T = a i
Hệ số a phụ thuộc vào độ chính xác của kích thước; khi kích thước chính xác hơn, giá trị a sẽ nhỏ hơn, dẫn đến dung sai cũng giảm và ngược lại.
Dãy các sai lệch cơ bản
Sai lệch cơ bản là sai lệch dưới hoặc trên, được sử dụng để xác định vị trí của miền dung sai so với đường không Trong hệ thống TCVN, sai lệch gần với đường không nhất được gọi là sai lệch cơ bản.
Có 28 sai lệch cơ bản đối với trục và 28 sai lệch cơ bản đối với lỗ và được ký hiệu lần lượt bằng chữ Latinh, chữ hoa ký hiệu cho lỗ (chi tiết bao), chữ thường ký hiệu cho trục (chi tiết bị bao), vị trí của các dãy sai lệch cơ bản so với đường không và ký hiệu của chúng như trên (hình vẽ.)
Lỗ cơ bản được ký hiệu là H (EI = 0), còn trục cơ bản ký hiệu bằng chữ h (es = 0)
Theo qui luật của hệ thống lỗ và hệ thống trục có thể hình thành 3 nhóm lắp ghép sau:
- Nhóm lắp ghép lỏng gồm các lắp ghép: h
A, , , độ hở của lắp ghép giảm dần từ a
- Nhóm lắp trung gian bao gồm: n
, , , độ dôi của lắp ghép tăng dần từ j S
- Nhóm lắp chặt bao gồm: z
P, , , , độ dôi lắp ghép tăng dần từ p
H Các lắp ghép cùng tên ở hai hệ thống khác nhau có đặc tính giống nhau
Sự kết hợp giữa chữ chỉ sai lệch cơ bản và số hiệu của cấp chính xác sẽ xác định vị trí và kích thước của miền dung sai, mà miền dung sai này sẽ được ghi chú sau kích thước danh nghĩa.
Khoảng kích thước danh nghĩa
Để tối ưu hóa độ chính xác, việc tính toán dung sai cho các kích thước danh nghĩa cách nhau 1mm không hiệu quả và sẽ tạo ra bảng dung sai lớn Sự khác biệt giữa dung sai của các đường kính lân cận cũng không đáng kể Do đó, để đơn giản hóa hệ thống dung sai, các đường kính danh nghĩa từ 1 đến 500mm được phân chia thành 13 khoảng cơ bản và 22 khoảng trung gian Theo bảng dung sai, các kích thước trong cùng một khoảng sẽ có dung sai và sai lệch giới hạn giống nhau nếu chúng được lắp ghép và thuộc cùng cấp chính xác.
Nhiệt độ tiêu chuẩn
Nhiệt độ ảnh hưởng đến kích thước đo và dụng cụ đo, do đó cần quy định nhiệt độ tiêu chuẩn để đảm bảo sự đồng nhất TCVN quy định nhiệt độ tiêu chuẩn cho các dụng cụ đo và đối tượng đo là +20°C.
Cách ghi ký hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ
Tiêu chuẩn qui định 3 cách ghi sai lệch giới hạn của kích thước dài trên bản vẽ :
- Ghi các ký hiệu của miền dung sai
- Ghi trị số của các sai lệch giới hạn
1 Ghi ký hiệu của miền dung sai:
Qui ước về cách ghi ký hiệu như sau:
- Chữ H ký hiệu cho lắp ghép theo hệ thống lỗ cơ bản
- Chữ h ký hiệu cho lắp ghép theo hệ thống trục cơ bản
- Sự phối hợp giữa chữ ký hiệu sai lệch cơ bản với số hiệu cấp chính xác tạo thành miền dung sai: H6, h7, g8…
- Miền dung sai được ghi sau kích thước danh nghĩa
Trên các bản vẽ lắp ghép, ký hiệu được thể hiện dưới dạng phân số, trong đó miền dung sai của chi tiết lỗ được ghi ở tử số, còn miền dung sai của chi tiết trục được ghi ở mẫu số.
H lắp ghép có kích thước danh nghĩa 70mm và được lắp ghép theo hệ thống lỗ cơ bản (H) Chi tiết lỗ có cấp chính xác 7, với sai lệch cơ bản của trục là n và cấp chính xác của trục là cấp 6.
20d9 chi tiết trục lắp ghép trong hệ thống lỗ, kích thước danh nghĩa là 20mm, sai lệch cơ bản của trục là d, cấp chính xác là cấp 9
TCVN còn qui định ghi ký hiệu lắp ghép trên một dòng
2 Ghi trị số của các sai lệch giới hạn:
Cách ghi : ghi kích thước danh nghĩa của chi tiết hoặc lắp ghép, kèm theo dấu và trị số của các sai lệch giới hạn.Trong đó:
- Sai lệch trên ghi ở trên, sai lệch dưới ghi ở dưới, con số chỉ sai lệch giới hạn viết theo cỡ nhỏ hơn Ví dụ: 65 0 0 , , 065 015
- Sai lệch bằng không thì không ghi Ví dụ: 30 0 , 025
- Sai lệch phân bố đối xứng thì bên cạnh con số ghi kích thước danh nghĩa ghi dấu kèm theo chỉ số sai lệch giới hạn
Trên bản vẽ lắp ghép, các sai lệch giới hạn được thể hiện dưới dạng phân số, trong đó tử số biểu thị giá trị sai lệch của lỗ, còn mẫu số thể hiện giá trị sai lệch của trục.
Cách ghi: ký hiệu qui ước của miền dung sai và trị số sai lệch giới hạn được ghi trong ngoặc đơn và ở bên phải ký hiệu.
Các bảng dung sai
TCVN bao gồm một hệ thống quy định và bảng về dung sai lắp ghép các bề mặt trơn Để dễ dàng sử dụng và hệ thống hóa các vấn đề cơ bản, phần này giới thiệu 5 bảng với những nội dung cụ thể.
Sai lệch giới hạn kích thước lỗ đối với kích thước đến 500 mm – TCVN2245- 99
Sai lệch giới hạn kích thước trục đối với kích thước đến 500 mm – TCVN2245- 99
- Bảng 3: Độ hở giới hạn của các lắp ghép lỏng có kích thước từ 1 -:- 500mm(TCVN 2244-99 và 2245-99)
- Bảng 4: Độ dôi giới hạn của các lắp ghép chặt có kích thước từ 1 -:- 500mm(TCVN 2244-99 và 2245-99)
- Bảng 5: Độ dôi giới hạn của các lắp ghép trung gian có kích thước từ 1 -:- 500 mm(TCVN 2244-99 và 2245-99)
Các bảng có cấu trúc giống nhau với các hàng ngang và cột dọc, từ đó chúng ta có thể xác định đại lượng cần tìm dựa vào sự kết hợp giữa các hàng và cột.
B - CÁC MỐI GHÉP BỀ MẶT TRƠN THÔNG DỤNG
I Lắp ghép có độ dôi (lắp chặt)
1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng: Đặc điểm: Trong mối ghép có độ dôi, độ dôi giữa lỗ và trục gây ra biến dạng đàn hồi, tạo ra lực ma sát trên bề mặt lắp ghép giữ cho mối ghép được bền chặt Vì vậy, trong mối ghép có độ dôi các chi tiết luôn cố định với nhau
Lắp ghép có độ dôi được ứng dụng trong các mối ghép cố định và trong những tình huống cần truyền chuyển động mà không cần sử dụng các chi tiết phụ.
N (m/mm) người ta chia các mối ghép có độ dôi ra 3 loại : loại nặng, loại trung bình, loại nhẹ a Loại nặng (kiểu lắp có độ dôi lớn):
Các lắp ghép loại nặng gồm: ;
Các lắp ghép này có tỷ số d
N > 1m/mm (N: là độ dôi trung bình và d là đường kính danh nghĩa của lắp ghép)
Kiểu lắp ghép có độ dôi lớn khoảng (0,00010.0002) dN được quy định trong tài liệu, thường được sử dụng cho các mối ghép yêu cầu truyền mômen xoắn lớn và tải trọng nặng, khi các chi tiết đảm bảo đủ độ bền.
Bánh tầu hỏa được lắp ráp với trục toa tầu, vành răng đồng của bánh vít kết nối với thân thép, trong khi bạc ổ trượt được lắp với thân ổ trong máy ép bánh lệch tâm.
Các lắp ghép loại trung bình gồm : ;
Các lắp ghép loại này có tỷ số d
Theo tài liệu quy định, kiểu lắp có độ dôi vừa phải khoảng (0,00020.0006)dN có khả năng truyền mômen xoắn và tải trọng nhỏ hơn so với loại nặng Tuy nhiên, nó vẫn có thể được sử dụng trong các mối ghép chịu tải trọng nặng khi có chi tiết kẹp chặt phụ.
Bạc ổ trượt được lắp với thân ổ để chịu tải nặng và va đập, trong khi áo xilanh kết hợp với thân bơm pittông Vành răng đồng của bánh vít được lắp chặt với thân gang để đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.
Các lắp ghép loại này gồm: ;
H các lắp ghép này có tỷ số d
Loại mối ghép này thích hợp cho việc truyền mômen xoắn nhỏ, đặc biệt là với các chi tiết có thành mỏng, nơi mà biến dạng lớn không được phép xảy ra Để tăng cường độ chắc chắn, có thể sử dụng thêm các chi tiết phụ như then hoặc chốt.
VD: Vòng định vị lắp với trục động cơ điện, vòng cố định vị trí vòng trong ổ lăn trên trục
2 Phương pháp lắp các mối ghép có độ dôi:
- Trường hợp độ dôi nhỏ nhất, phải đảm bảo mối ghép đủ bền chặt, truyền được mômen xoắn
- Trường hợp có độ dôi lớn nhất không làm các chi tiết bị phá hỏng
Có 2 phương pháp lắp các mối ghép có độ dôi: phương pháp ép nguội và phương pháp ép nóng a,Phương pháp ép nguội:
Phương pháp lắp ghép này được thực hiện bằng cách ép hai chi tiết lại với nhau ở nhiệt độ thường Đối với các chi tiết nhỏ có độ dôi nhỏ, có thể sử dụng búa đồng để lắp ghép Trong khi đó, đối với các chi tiết lớn với độ dôi lớn, cần sử dụng máy ép để thực hiện quá trình ép chính xác hơn.
Công thức tính lực ép theo kinh nghiệm cho thép là p’ Nmax × l, trong khi đối với gang là p’,5Nmax × l Phương pháp lắp ghép này mang lại ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện và phù hợp với điều kiện sản xuất tại các xưởng cơ khí.
Nhược điểm của phương pháp lắp ghép là lực ép có thể làm phẳng các điểm lồi lõm trên bề mặt, dẫn đến độ dôi thực tế không đạt yêu cầu tính toán, từ đó giảm sức bền chặt của chi tiết Để đảm bảo những mối ghép cần độ dôi lớn và truyền mô men xoắn hiệu quả, phương pháp ép nóng thường được áp dụng.
Nmax: độ dôi lớn nhất
: hệ số nở dài vì nhiệt
Dựa vào tính co giãn nhiệt của kim loại, có thể lắp ép các mối ghép có độ dôi trong các điều kiện cụ thể.
- Nung nóng chi tiết bao
- Làm lạnh chi tiết bị bao
Phương pháp phối hợp nung nóng và làm lạnh chi tiết bị bao mang lại nhiều lợi ích Ưu điểm nổi bật là khả năng thực hiện ép nóng mà không làm san phẳng độ mấp mô trên bề mặt lắp ghép Điều này đảm bảo độ bền chặt của mối ghép, giúp truyền mômen xoắn lớn và chịu được tải trọng chiều trục cao.
Nhược: Phương pháp này đòi hỏi thiết bị phức tạp, tốn thời gian
Để xử lý các mối ghép với chi tiết lớn yêu cầu độ dôi lớn, có thể kết hợp hai phương pháp: sử dụng lực ép cùng với việc nung nóng chi tiết bao, đồng thời làm lạnh chi tiết bị bao.
Lắp ghép có độ hở
Các mối ghép có độ hở được áp dụng khi các chi tiết cần chuyển động tương đối, thường được sử dụng với các cấp chính xác từ 5 trở lên.
12 Tùy theo chức năng của mối ghép mà ta chọn kiểu lắp có độ hở nhỏ,
H có độ hở nhỏ, với độ hở nhỏ nhất bằng không (Smin=0), thường được áp dụng cho các mối ghép động Đặc biệt, chuyển động tương đối của các chi tiết diễn ra chậm và thường dọc theo trục, nhằm đảm bảo độ chính xác định tâm cao.
VD: nòng ụ động, pittông-xilanh, bánh răng thay thế lắp với trục trong máy công cụ, cán pittông lắp với bạc dẫn hướng
H có khe hở nhỏ, giúp định tâm tốt và thường được sử dụng cho các mối ghép có chuyển động tương đối như chuyển động tịnh tiến hoặc ổ quay chính xác, với tải trọng nhỏ.
VD: ổ trục chính của các máy chính xác; biên lắp với cổ trục khuỷu, bánh răng dịch chuyển trên trục
H … có độ hở trung bình, thường dùng cho mối ghép của các chi tiết làm việc với vận tốc trung bình và không đổi, tải trọng không va đập
VD: ổ trục trong các hộp truyền động, bánh răng hoặc bánh đai quay lồng không trên trục; con trượt trong rãnh trượt
H có khe hở tương đối lớn, dùng cho các mối ghép động có chiều dài bạc lớn, hoặc nhiều ổ trục, hoặc vận tốc lớn hơn 1000(vg/phút)
Ví dụ : ổ lắp với trục tua bin của máy phát điện, cổ trục chính của trục khuỷu với ổ trong động cơ ô tô, các khớp cầu…
H … có khe hở lớn thích hợp cho các mối ghép của chi tiết hoạt động với vận tốc cao, trong những tình huống không yêu cầu định tâm chính xác như khi có độ võng, độ xiên, chiều dài bạc lớn và làm việc trong điều kiện nhiệt độ biến đổi.
Ví Dụ : Trục máy cán, máy ngiền bi lắp với ổ trục, vòng găng lắp với cán pít tông của máy nén khí …
H có khe hở lớn dùng cho mối ghép của các chi tiết làm việc ở nhiệt độ cao như trong các loại động cơ nhiệt
Lắp Ghép Trung Gian
Nhóm lắp ghép trung gian có thể có độ hở hoặc độ dôi nhỏ, cho phép lắp ghép dễ dàng bằng tay hoặc búa Đối với các chi tiết lớn, có thể sử dụng máy ép công suất nhỏ để thực hiện lắp ghép.
Các kiểu lắp trung gian thường được áp dụng cho các mối ghép cố định, nhằm đảm bảo việc tháo lắp dễ dàng và duy trì định tâm tốt cho các chi tiết.
H là phương pháp lắp ghép bền vững nhất trong các kiểu lắp trung gian Thực tế, không có độ hở và độ đôi lớn, do đó khi tháo lắp, cần phải sử dụng lực lớn và thường phải dùng máy ép.
Thường dùng cho các mối ghép có tải trọng lớn, va đập, rung động
Chỉ tháo mối ghép khi sửa chữa lớn
Bánh răng lắp với trục trong máy búa hơi, máy nghiền đá
H được dùng khi vật liệu chi tiết kém bền hoặc phải tháo lắp thường xuyên; khi chiều dài bạc lớn hơn 1,5d hoặc bạc có thành mỏng
Lắp các trục truyền, trục tâm với ly hợp vấu, vô lăng, bánh đai
Lắp kiểu H là phương pháp lắp ghép trung gian phổ biến nhất, mang lại độ dôi cao hơn so với độ hở Các lắp ghép này có độ chính xác định tâm tốt, giúp đảm bảo quá trình tháo lắp diễn ra nhanh chóng và hiệu quả.
Ví dụ : Bánh răng trong hộp tốc độ, bánh đai, vô lăng, càng gạt lắp với trục then; bạc biên lắp với đầu biên của động cơ máy kéo
Khi thực hiện các kiểu lắp này, Js thường nhận được độ hở lớn hơn độ dôi Độ dôi không lớn giúp việc tháo lắp dễ dàng, đồng thời có khả năng chịu lực chiều trục nhỏ và định tâm tốt.
Ví dụ : Lắp ghép các bánh răng thay thế, các chốt định tâm, bánh đai, tay quay với đầu trục có then.
DUNG SAI TRUY ỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG I Các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng
I Các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng
Tuỳ theo chức năng sử dụng mà chúng có các yêu cầu khác nhau
Trong các hệ truyền động này, bánh răng thường có mođun nhỏ và chiều dài ngắn, hoạt động với tải trọng và vận tốc thấp Yêu cầu chính của các hệ truyền động này là đạt được độ chính xác động học cao, tức là cần sự phối hợp chính xác giữa góc quay của bánh dẫn và bánh bị dẫn.
Truyền động tốc độ cao :
Bánh răng của truyền động này có mođun trung bình và chiều dài răng lớn, với tốc độ vòng đạt tới 120150m/s và công suất truyền động lên tới 40.000KW hoặc hơn Trong điều kiện làm việc như vậy, bánh răng dễ phát sinh rung động và tiếng ồn Yêu cầu chính của nhóm này là "mức chính xác làm việc êm", tức là bánh răng cần chuyển động ổn định, không có sự thay đổi đột ngột về tốc độ gây va đập và ồn.
Truyền động công suất lớn :
Truyền động với vận tốc nhỏ nhưng có khả năng truyền mômen xoắn lớn yêu cầu mức tiếp xúc mặt răng lớn, đặc biệt là theo chiều dài răng Mức tiếp xúc này đảm bảo độ bền của răng trong quá trình làm việc, đồng thời cần chú ý đến độ hở mặt bên để duy trì hiệu suất tối ưu.
Trong bất kỳ hệ thống truyền động bánh răng nào, việc duy trì độ hở mặt bên giữa các răng không làm việc là rất quan trọng Độ hở này không chỉ giúp bôi trơn các bề mặt răng mà còn bù đắp cho các sai số do giãn nở nhiệt, quá trình gia công và lắp ráp, từ đó ngăn ngừa hiện tượng kẹt răng xảy ra.
Đối với bất kỳ hệ thống truyền động bánh răng nào, cần đảm bảo bốn yêu cầu chính: độ chính xác động học, độ chính xác trong vận hành êm ái, độ chính xác tiếp xúc giữa các mặt răng và độ hở mặt bên Tuy nhiên, yêu cầu cụ thể có thể thay đổi tùy thuộc vào mục đích sử dụng.
II Sai số gia công và ảnh hưởng của chúng đến các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng
Bề mặt chức năng của bánh răng, là bề mặt thân khai của răng, trải qua quá trình gia công phức tạp dẫn đến nhiều loại sai số Sai số gia công bánh răng được phân chia thành 4 loại khác nhau.
- Sai số hướng tâm : Bao gồm tất cả những sai số gây ra sự dịch chuyển prôfin răng theo hướng tâm bánh răng
Sai số này là tổng hợp những nguyên nhân làm thay đổi khoảng cách tâm giữa bánh răng gia công và dụng cụ cắt
Sai số hướng tâm tần số thấp là những sai số gây thay đổi vị trí tâm phôi trong quá trình gia công, ảnh hưởng đến độ chính xác động học của bánh răng Đánh giá sai số này dựa trên sự biến đổi của các thông số hình học.
Sai số hướng tâm tần số cao là những sai số phát sinh do sự dịch chuyển tâm dao trong quá trình gia công Những sai số này dẫn đến sự thay đổi đột ngột về tốc độ, gây ra va đập và tiếng ồn, ảnh hưởng tiêu cực đến mức làm việc êm của máy móc.
Sai số hướng tiếp tuyến chủ yếu xuất phát từ sai số chuyển động bao hình, cụ thể là sai số của xích động học từ dao đến phôi trên máy cắt.
Sai số tiếp tuyến tần số thấp là một hiện tượng liên quan đến bánh răng vít của xích bao hình Nguyên nhân gây ra sai số này có thể ảnh hưởng đáng kể đến mức độ chính xác động của hệ thống.
Sai số tiếp tuyến tần số cao phát sinh từ trục vít và các bánh răng trung gian, ảnh hưởng đến mức làm việc êm của truyền động.
- Sai số hướng trục : Sai số hướng trục phát sinh do phương chuyển động dọc trục phôi của dao không song song với đường tâm phôi gia công
Sai số prôfin của lưỡi dao cắt trong dụng cụ bao gồm sai số về hình dạng và góc prôfin, xuất hiện theo chu kỳ quay của dao Những sai số này ảnh hưởng đến “mức làm việc êm” và “mức tiếp xúc mặt răng”.
III Đánh giá mức chính xác của truyền động bánh răng
Mức chính xác của truyền động bánh răng được đánh giá qua các tiêu chí như mức chính xác động học, mức làm việc êm, mức tiếp xúc mặt răng và mức độ hở mặt bên Mức chính xác động học được xác định qua "sai số động học cục bộ" của bánh răng, phản ánh sự thay đổi tốc độ góc tức thời gây ra va đập và tiếng ồn Đối với mức chính xác tiếp xúc, việc đánh giá được thực hiện thông qua kiểm tra độ hở Jmin, tức là trị số cho phép nhỏ nhất của độ hở mặt bên.
IV Cấp chính xác, chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng :
TCVN phân loại bánh răng và truyền động thành 12 cấp chính xác, từ cấp 1 đến cấp 12, với độ chính xác giảm dần Mỗi cấp độ đều có tiêu chuẩn riêng quy định giá trị dung sai và sai lệch giới hạn cho các thông số đánh giá mức chính xác.
2 Chọn cấp chính xác cho truyền động bánh răng:
Khi lựa chọn truyền động, cần xem xét điều kiện làm việc cụ thể, yêu cầu về độ chính xác động học và mức độ êm ái trong quá trình hoạt động Việc xác định cấp chính xác có thể thực hiện qua tính toán hoặc dựa vào kinh nghiệm và các bảng tiêu chuẩn Phương pháp tính toán cho kết quả chính xác nhất, nhưng thường khó khăn và phức tạp, do đó trong thiết kế máy, người ta thường dựa vào kinh nghiệm, chọn cấp chính xác tương tự như những truyền động đã được sử dụng trong các điều kiện làm việc tương tự Các cấp chính xác của truyền động có thể được lựa chọn ở nhiều mức khác nhau.
DUNG SAI MỐI LẮP GHÉP REN I Các yếu tố cơ bản của ren
Ren kẹp chặt : bao gồm ren hệ mét và hệ anh
Ren đặc biệt : gồm ren hình thang, ren chữ nhật, ren hình côn …
I Các yếu tố cơ bản của ren :
Các chi tiết lắp ghép ren cần có tính đổi lẫn cao, điều này yêu cầu phải quy định sai số của các yếu tố chính tạo thành ren Bề mặt ren, với hình dạng xoắn vít, có độ chính xác tạo hình chủ yếu phụ thuộc vào ba thông số kích thước cơ bản: đường kính, bước ren và góc prôfin ren.
Hình vẽ trình bày các yếu tố cơ bản của ren d : đường kính ngoài của ren ngoài ( bu lông )
D : -trong( đai ốc ) d2 : đường kính trung bình của ren ngoài
D2: -trong d1: đường kính trong của ren ngoài
(P) bước ren: là khoảng cách giữa hai cạnh ren song song kề nhau, đo theo phương song song với trục ren
Góc prôfin ren : là góc tạo thành giữa hai cạnh kề nhau của ren, đo trong mặt phẳng qua trục ren
Chiều cao lý thuyết của ren H: Là khoảng cách từ đỉnh đến đáy của tam giác do các cạnh ren kéo dài tạo thành
II Ảnh hưởng sai số các yếu tố đến tính lắp lẫn của ren
Bề mặt ren là bề mặt xoắn vít, và độ chính xác tạo hình của nó phụ thuộc vào ba thông số kích thước cơ bản: đường kính d2 (D2), bước ren p và góc profin ren α.
1 Ảnh hưởng của sai số bước ren :
Sai số bước ren là sự chênh lệch giữa bước thực và bước danh nghĩa, bao gồm các thành phần như sai số tích lũy, sai số chu kỳ và sai số cục bộ Tỷ lệ giữa các thành phần này phụ thuộc vào công nghệ chế tạo ren, độ chính xác của máy móc và dụng cụ cắt ren.
Khi có sai số trong bước ren, việc vặn đai ốc và bulông trở nên khó khăn, ngay cả khi đường kính trung bình của chúng bằng nhau Để chúng có thể vặn vào nhau, cần phải giảm đường kính trung bình của bulông hoặc tăng đường kính trung bình của đai ốc một lượng tương ứng.
2 Ảnh hưởng của sai số góc prôfin ren :
Sai số góc prôfin là hiệu giữa giá trị thực và danh nghĩa của nửa góc prôfin ren 2
( sai số bao gồm sai số của góc và sai số vị trí góc so với đường tâm ren )
Khi xảy ra sai số góc của profin ren, bulông và đai ốc sẽ không thể kết nối với nhau Để khắc phục vấn đề này, cần giảm đường kính trung bình của ren bulông hoặc tăng đường kính trung bình của ren đai ốc.
3 Sai số của bản thân đường kính trung bình :
Hiệu số giữa đường kính trung bình thực và đường kính trung bình danh nghĩa là yếu tố quan trọng trong việc xác định sai số Qua khảo sát, sai số bước và góc profin ren được xem là sai số của đường kính trung bình Do đó, khi quy định dung sai cho đường kính trung bình, cần tính thêm lượng bồi thường cho sai số bước và sai số góc profin ren.
Như vậy : Để đảm bảo tính đổi lẫn của ren, tiêu chuẩn chỉ quy định dung sai cho d2, d và D2 , D1
4 Cấp chính xác chế tạo ren, lắp ghép ren
Cấp chính xác chế tạo được quy định theo tiêu chuẩn trong các bảng Lắp ghép ren có đặc tính tương tự như lắp ghép trụ trơn, bao gồm lắp ghép có độ hở, độ dôi và lắp ghép trung gian Đối với ren kẹp chặt và ren truyền động, lắp ghép chủ yếu sử dụng khe hở Các miền dung sai cho kích thước d, d2, d1 được trình bày trong bảng Sự phối hợp giữa miền dung sai kích thước đai ốc và bulông tạo ra các lắp ghép với đặc tính khác nhau.
1.Hãy nêu những điểm cơ bản của hệ thống dung sai lắp ghép TCVN
2.Có mấy cách ghi ký hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ Nêu nội dung cụ thể của từng cách ghi đó
3.Nêu đặc điểm, công dụng của lắp ghép chặt và những yêu cầu của mối ghép chặt
4.Trình bày các phương pháp lắp ghép mối ghép chặt
Lắp ghép trung gian có những đặc điểm nổi bật như khả năng kết nối linh hoạt và dễ dàng tháo lắp Công dụng chính của nó là tạo ra sự liên kết chắc chắn giữa các bộ phận trong cơ khí Độ hở hoặc độ dôi trong lắp ghép trung gian đề cập đến khoảng cách giữa các chi tiết, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động Lắp ghép trung gian có thể đạt được độ đồng tâm cao nhờ vào thiết kế chính xác và quy trình lắp ráp tỉ mỉ, giúp giảm thiểu sai số trong quá trình vận hành.
6.Chi tiết làm việc với tốc độ trung bình thì dùng lắp ghép gì để lắp ghép trục với ổ trục
Nên chọn những lắp ghép nào đối với các bánh răng lắp cố định, bánh răng di trượt, bánh răng lồng không trên trục và bánh răng thay thế?
7.Cho biết những yêu cầu của truyền động bánh răng?
8.Sai số các yếu tố của bánh răng và các nguyên nhân sinh ra các sai số đó? 9.Ảnh hưởng các sai số đến tính lắp lẫn của ren?
NHỮNG SAI LỆCH VỀ HÌNH DÁNG HÌNH HỌC VÀ NHÁM BỀ MẶT I Những nguyên nhân chủ yếu sinh ra sai số trong quá trình gia công
Khái niện về độ chính xác gia công
Thường các chi tiết đứng riêng biệt thì không có công dụng gì cả, chỉ khi phối hợp với nhau chúng mới có công dụng
Mối ghép được hình thành khi có những chi tiết kết hợp với nhau, có thể là cố định như đai ốc vặn chặt vào bulông, hoặc di động như pittông trong xilanh.
Trong các mối ghép, bề mặt và kích thước đóng vai trò quan trọng trong việc lắp ghép các chi tiết Những yếu tố này được gọi là bề mặt lắp ghép và kích thước lắp ghép, và chúng là cơ sở để đảm bảo sự chính xác và hiệu quả trong quá trình lắp ráp.
Bề mặt lắp ghép bao gồm bề mặt bao bên ngoài và bề mặt bị bao bên trong Kích thước của bề mặt bao được ký hiệu là D, trong khi kích thước bề mặt bị bao được ký hiệu là d Kích thước danh nghĩa của lắp ghép áp dụng cho cả hai bề mặt này.
Các loại lắp ghép thường sử dụng trong chế tạo cơ khí có thể phân loại theo hình dạng lắp:
- Lắp ghép bề mặt trơn gồm:
+ Lắp ghép trụ trơn: bề mặt lắp ghép là bề mặt trụ trơn
+ Lắp ghép phẳng: bề mặt lắp ghép là hai mặt phẳng song song
- 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 prôfin tam giác, hình thang…
- Lắp ghép truyền động bánh răng: bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách chu kì của các răng
Trong các loại lắp ghép, lắp ghép bề mặt trơn chiếm ưu thế, với đặc tính được xác định bởi hiệu số kích thước giữa bề mặt bao và bề mặt bị bao Từ đặc tính này, lắp ghép được chia thành ba nhóm chính: nhóm lắp lỏng, nhóm lắp chặt và nhóm lắp trung gian.
Sơ đồ biểu diễn nhóm lắp ghép lỏng
Trong nhóm lắp ghép, kích thước bề mặt bao (lỗ) luôn lớn hơn kích thước bề mặt bị bao (trục), đảm bảo rằng lắp ghép có độ hở Độ hở trong lắp ghép thể hiện sự tự do dịch chuyển tương đối giữa hai chi tiết Độ hở càng lớn, khả năng tự do dịch chuyển tương đối càng nhiều và ngược lại Độ hở được ký hiệu là S và được tính bằng công thức: S = D – d.
Tương ứng với các kích thước giới hạn của lỗ và trục, lắp ghép có độ hở giới hạn: Độ hở lớn nhất của lắp ghép:
Smax = Dmax - dmin = ES – ei Độ hở nhỏ nhất của lắp ghép:
Smin = Dmin - dmax - EI - es Độ hở trung bình của lắp ghép:
TS = Smax - Smin = TD + Td
Dung sai độ hở còn 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 lắp ghép lỏng trong đó kích thước lỗ là 52 +0,030 , kích thước trục 52 0 0 , , 03 06, hãy tính:
- 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 b, Lắp ghép chặt:
Trong lắp ghép chặt, kích thước bề mặt bao (lỗ) luôn nhỏ hơn kích thước bề mặt bị bao (trục), đảm bảo rằng lắp ghép luôn có độ dôi Độ dôi này đặc trưng cho sự cố định tương đối giữa hai chi tiết trong lắp ghép và được ký hiệu là N.
Tương ứng với các kích thước giới hạn của trục và lỗ ta có : Độ dôi lớn nhất:
Nmax = dmax – Dmin = es – EI Độ dôi nhỏ nhất:
Nmin = dmin – D max = ei – ES Độ dôi trung bình của lắp ghép:
TN = Nmax - Nmin = TD + Td
Cho kiểu lắp ghép chặt, trong đó kích thước lỗ là 45 +0,025 , kích thước trục là 45 0 0 , , 05 034 , 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 c Lắp ghép trung gian:
Sơ đồ biểu diễn nhóm lắp ghép trung gian
Trong nhóm lắp ghép này miền dung sai kích thước bề mặt bao (lỗ) bố trí xen lẫn miền dung sai kích thước bề mặt bị bao (trục)
Kích thước bề mặt bao có thể dao động lớn hơn hoặc nhỏ hơn kích thước bề mặt lắp ghép, dẫn đến khả năng xuất hiện độ hở hoặc độ dôi.
Trường hợp nhận được lắp ghép có độ hở thì độ hở lớn nhất:
Smax = Dmax – dmin = ES – ei
Trường hợp nhận được lắp ghép có độ dôi thì đội dôi lớn nhất:
Nmax = dmax – Dmin = es – EI
Trong lắp ghép trung gian, độ hở và độ dôi nhỏ nhất xảy ra khi kích thước lỗ bằng kích thước trục, dẫn đến độ hở và độ dôi nhỏ nhất bằng không.
Dung sai của lắp ghép trung gian:
Trường hợp trị số Smax > Nmax ta tính độ hở trung bình:
Trường hợp trị số Smax < Nmax ta tính độ dôi trung bình:
Ví dụ: Cho kiểu lắp trung gian, trong đó kích thước lỗ là 82 +0,035 , kích thước trục 0 , 045
- 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
IV, Hệ thống lắp ghép:
Các chi tiết lắp ghép với nhau theo hai hệ thống là hệ thống lỗ và hệ thống trục
1 Hệ thống lỗ: a Khái niệm:
Lắp ghép trong hệ thống lỗ bao gồm các lắp ghép với độ hở và độ dôi khác nhau, đạt được thông qua việc ghép các trục có kích thước khác nhau với lỗ cơ sở Trong hệ thống này, lỗ đóng vai trò là chi tiết cơ sở, do đó hệ thống lỗ còn được gọi là hệ lỗ cơ sở.
Lỗ cơ sở được ký hiệu là H và có sai lệch dưới bằng không, do đó kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ cơ sở luôn bằng kích thước danh nghĩa.
EI = 0 Dmin = DN b Lược đồ lắp ghép hệ lỗ cơ bản
2 Hệ thống trục: a, Khái niệm:
Lắp ghép trong hệ thống trục là sự kết hợp của nhiều lắp ghép, trong đó các độ hở và độ dôi được điều chỉnh thông qua việc ghép các lỗ có kích thước khác nhau với trục cơ sở.
Trong hệ thống trục, trục là chi tiết cơ sở nên còn gọi là hệ trục cơ sở
Trục cơ sở được ký hiệu là h, với sai lệch bằng không, dẫn đến kích thước giới hạn lớn nhất của trục luôn bằng kích thước danh nghĩa Do đó, ta có es = 0, và dmax = dN Dưới đây là lược đồ lắp ghép của hệ trục cơ bản.
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 các lắp ghép
Trên sơ đồ, cần thể hiện rõ hệ thống lắp ghép cùng với các sai lệch giới hạn, kích thước giới hạn và dung sai của từng chi tiết, cũng như đặc tính của lắp ghép để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình lắp ráp.
- Trục tung biểu thị giá trị của các sai lệch giới hạn tính bằng micrụmột(àm)
- Trục hoành biểu thị vị trí đường danh nghĩa Trên trục hoành sai lệch giới hạn có giá trị bằng không, nên còn gọi là đường không
- Sai lệch giới hạn được bố trí về hai phía so với đường không: sai lệch dương ở phía trên, sai lệch âm ở phía dưới
Trên sơ đồ lắp ghép:
Nếu miền dung sai của lỗ nằm trên miền dung sai của trục thì lắp ghép đó thuộc loại lắp ghép có độ hở
Nếu miền dung sai của lỗ nằm phía dưới miền dung sai của trục thì lắp ghép đó thuộc loại lắp ghép có độ dôi
Nếu miền dung sai của lỗ và miền dung sai của trục có những phần nằm trùng lên nhau thì lắp ghép đó thuộc loại lắp ghép trung gian
Vẽ sơ đồ lắp ghép:
- Lập hệ trục tọa độ vuông góc, trên trục tung chia ra các khoảng đều nhau tượng trưng cho m
- Biểu diễn miền dung sai của lỗ
- Biểu diễn miền dung sai của trục
Ví dụ: vẽ sơ đồ lắp ghép cho lắp ghép sau: Chi tiết lỗ 40 +0.025 , chi tiết trục
Chi tiết lỗ có sai lệch dưới EI = 0, với điểm trên trục tung có tung độ bằng 0 (gốc tọa độ) xác định vị trí sai lệch dưới của lỗ trên sơ đồ.
Sai lệch trên ES = 25m Trên trục tung ta lấy một điểm có tung độ + 25m điểm này xác định vị trí sai lệch trên của lỗ trên sơ đồ
Vẽ một hình chữ nhật với chiều rộng tương ứng khoảng cách giữa hai điểm đã xác định và chiều dài tùy ý Hình chữ nhật này sẽ đại diện cho miền dung sai của lỗ trong sơ đồ lắp ghép.
- Biểu diễn phạm vi dung sai của trục
Làm tương tự như trên nhưng cần lưu ý: sai lệch trên của trục es = - 25m, sai lệch dưới của trục ei = - 50 m
Sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép d Nhận xét:
Trên sơ đồ lắp ghép, miền dung sai của lỗ nằm trên miền dung sai của trục, như vậy lắp ghép đang khảo sát là lắp ghép lỏng
Từ sơ đồ lắp ghép, ta xác định được các yếu tố khác như trên hình
1 Thế nào là tính đổi lẫn? Phân biệt sự khác nhau giữa đổi lẫn hoàn toàn và
Nguyên nhân chủ yếu gây ra sai số trong quá trình gia công
Sai số gia công có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau Trong đó, độ chính xác của máy móc, chất lượng đồ gá và tình trạng mòn của chúng là những yếu tố chính cần được chú ý.
Cổ trục chính máy tiện bị mòn dẫn đến chuyển động không ổn định, gây ra tình trạng gia công chi tiết không đạt độ tròn yêu cầu Đối với đồ gá khoan lỗ, nếu vị trí các ống dẫn hướng không chính xác hoặc bị mòn, sẽ làm cho vị trí các lỗ khoan bị sai lệch Độ chính xác của dụng cụ cắt cũng rất quan trọng; những dụng cụ định kích thước như mũi khoan, doa, hay bàn ren nếu có đường kính sai hoặc bị mòn sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước gia công Hơn nữa, độ cứng vững của hệ thống máy, đồ gá, dao và chi tiết gia công kém sẽ dẫn đến sai số gia công lớn hơn.
Biến dạng do kẹp chặt chi tiết
Biến dạng vì nhiệt và ứng suất bên trong
Phương pháp đo, dụng cụ đo và những sai số do người thợ gây ra.
Các loại sai số chủ yếu
Sai số hệ thống là những sai số có giá trị không thay đổi hoặc thay đổi theo một quy luật nhất định trong suốt quá trình gia công.
Ví dụ: Nếu đường kính mũi doa bị sai, bé đi 0,02mm các chi tiết gia công đều bé đi một lượng không đổi là 0,02mm
Sai số ngẫu nhiên là những sai số có giá trị khác nhau ở các chi tiết gia công, và trong quá trình gia công, các sai số này biến đổi một cách ngẫu nhiên, không theo quy luật nhất định.
Lực cắt sẽ thay đổi khi chiều sâu cắt không đồng đều và kết cấu kim loại không đồng nhất, dẫn đến sự phát sinh sai số cũng không đồng đều và không nhất quán.
Sai lệch hình dạng và vị trí bề mặt
1 Sai lệch hình dạng a.Sai lệch hình dạng bề mặt trụ Đối với chi tiết trụ trơn thì sai lệch được xét theo hai phương:
Sai lệch prôfin theo phưong ngang (mặt cắt ngang) bao gồm các dạng:
+ Sai lệch độ tròn: là khoảng cách lớn nhất từ các điể m của prôfin thực đến vòng tròn áp
+ Khi phân tích người ta xét các dạng các thành phần của sai lệch độ tròn là độ ô van và độ phân cạnh
+ Độ ô van: là sai lệch độ tròn mà prôfin thực là hình ô van
+ Độ phân cạnh: là sai lệch độ tròn mà prôfin thực là hình nhiều cạnh
Sai lệch prôfin mặt cắt dọc là khoảng cách tối đa giữa các điểm trên prôfin thực và phía tương ứng của prôfin áp Trong quá trình phân tích, người ta xem xét các dạng thành phần của sai lệch prôfin mặt cắt dọc để hiểu rõ hơn về sự khác biệt này.
Độ côn, độ phình và độ thắt là các khái niệm quan trọng trong việc xác định sai lệch của profin mặt cắt dọc Độ côn đề cập đến sự sai lệch khi các đường sinh là những đường thẳng nhưng không song song với nhau Trong khi đó, độ phình mô tả sự sai lệch khi các đường sinh không thẳng và đường kính tăng từ mép biên đến giữa mặt cắt Ngược lại, độ thắt là sự sai lệch khi các đường sinh không thẳng và đường kính giảm từ mép biên đến giữa mặt cắt.
Khi đánh giá tổng hợp sai lệch hình dạng bề mặt trụ người ta đưa ra chỉ tiêu “ sai lệch độ trụ”
Sai lệch độ trụ là khoảng cách tối đa giữa các điểm trên bề mặt thực và mặt trụ áp trong phạm vi phần chuẩn Bên cạnh đó, sai lệch hình dạng phẳng cũng cần được xem xét trong quá trình đánh giá.
Với bề mặt phẳng thì sai lệch hình dạng bao gồm:
- Sai lệch độ phẳng: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của bề mặt thực tới mặt phẳng áp, trong giới hạn của phần chuẩn (L)
- Sai lệch độ thẳng: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôfin thực đến đường thẳng áp, trong giới hạn của phần chuẩn (L)
2 Sai lệch vị trí bề mặt
Các chi tiết máy là những vật thể được giới hạn bởi các bề mặt phẳng và cầu, và vị trí tương quan chính xác của các bề mặt này là rất quan trọng để đảm bảo chức năng làm việc của chi tiết Trong quá trình gia công, có thể xảy ra các sai lệch, thường xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau.
- Sai lệch về độ song song của mặt phẳng
Là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa các mặt phẳng áp, trong giới hạn của phần chuẩn
Sai lệch về độ song song của các đường tâm là tổng hình học của các sai lệch giữa các hình chiếu của đường tâm lên hai mặt phẳng vuông góc, trong đó một mặt phẳng là mặt phẳng chung của đường tâm.
Sai lệch về độ vuông góc của các mặt phẳng là sự chênh lệch góc giữa các mặt phẳng so với góc vuông, được biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài phần chuẩn.
Sai lệch về độ vuông góc của mặt phẳng hoặc đường tâm so với đường tâm chuẩn là sai lệch góc giữa chúng, được biểu thị bằng đơn vị dài trên chiều dài của phần chuẩn.
Sai lệch về độ đồng tâm đối với đường tâm bề mặt chuẩn là khoảng cách lớn nhất giữa đường tâm của bề mặt quay được khảo sát và đường tâm của bề mặt chuẩn, tính trên chiều dài phần chuẩn.
- Sai lệch về độ đối xứng đối với phẩn tử chuẩn: Là khoảng cách lớn nhất
giữa mặt phẳng đối xứng của phần tử chuẩn, trong giới hạn của phần chuẩn
- Sai lệch về độ giao nhau của các đường tâm: Là khoảng cách nhỏ nhất
giữa các đường tâm giao nhau danh nghĩa
Độ đảo đường kính là hiệu số giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm trên bề mặt quay đến đường tâm chuẩn, được đo trong mặt cắt vuông góc với đường tâm chuẩn.
Độ đảo mặt mút là hiệu số giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất , được đo từ các điểm trên prôfin thực của mặt mút đến mặt phẳng vuông góc với đường tâm chuẩn.
3 Ký hiệu và cách ghi các sai lệch và dung sai về hình dạng và vị trí trên bản vẽ a.Các ký hiệu dung sai hình dạng và vị trí
Loại sai lệch Tên sai lệch Dấu hiệu
Sai lệch độ thẳng Sai lệch độ trụ Sai lệch độ tròn Sai lệch prôfin của mặt cắt dọc
Sai lệch vị trí bề mặt
Sai lệch độ song song, vuông góc, đồng trục, giao trục, đối xứng và vị trí đều là những khái niệm quan trọng trong kỹ thuật và thiết kế Các sai lệch này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và hiệu suất của các hệ thống cơ khí Việc hiểu rõ và kiểm soát các loại sai lệch này giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lỗi trong quá trình sản xuất.
Sai lệch về độ đảo (Độ đảo hướng kính, độ đảo mặt nút) b Cách ghi các sai lệch và dung sai
Kí hiệu quy ước của sai lệch bao gồm dấu hiệu và trị số sai lệch được ghi trong một khung chữ nhật có 2 hoặc 3 ô Ô đầu tiên ghi dấu hiệu sai lệch, ô thứ hai ghi trị số sai lệch tính bằng mm, và ô thứ ba chứa kí hiệu bằng chữ chuẩn hoặc yếu tố liên quan đến sai lệch vị trí bề mặt Một số ví dụ minh họa cho quy ước này cũng được trình bày.
Ký hiệu Yêu cầu kĩ thuật
Dung sai độ phẳng của bề mặt A là 0,05 mm
Dung sai độ thẳng của bề mặt A là 0,1 mm trên toàn bộ chiều dài bề mặt
Dung sai độ trụ của bề mặt A là 0,01 mm
Dung sai prôfin mặt cắt dọc của mặt A là 0,03 mm
Dung sai độ song song của bề mặt B so với bề mặt A là 0,1mm trên chiều dài 100 mm
Dung sai độ vuông góc của mặt B so với mặt A là 0,1 mm của các bề mặt A và B là 0,1 mm
Dung sai độ đối xứng của mặt B so với đường tâm lỗ A là 0,04 mm
Dung sai độ giao nhau giữa hai đường tâm lỗ là 0,05 mm
Dung sai độ đảo hướng kính của bề mặt C so với đường tâm chung của hai mặt A, B là 0,04 mm
Dung sai độ đảo mặt mút B so với đường tâm của mặt A là 0,1 mm theo đường kính 50 mm
Theo TCVN, dung sai hình dạng và vị trí bề mặt được quy định dựa vào cấp chính xác, với 16 cấp từ 1 đến 16, trong đó cấp 1 là cao nhất Việc lựa chọn cấp chính xác cho hình dạng và vị trí bề mặt thường phụ thuộc vào phương pháp gia công bề mặt được sử dụng.
Nhám bề mặt(Độ bóng bề mặt gia công)
Các bề mặt của chi tiết dù gia công theo phương pháp nào cũng không thể đạt độ nhẵn một cách tuyệt đối mà vẫn còn những nhấp nhô
Những nhấp nhô trên bề mặt là kết quả của vết dao cắt, sự rung động trong quá trình cắt, tính chất không đồng nhất của vật liệu, và nhiều yếu tố khác.
Tuy nhiên, không phải tất cả các nhấp nhô trên bề mặt đều thuộc về nhám bề mặt; chúng là tập hợp những mấp mô có bước tương đối nhỏ, được xem xét trong giới hạn chiều dài chuẩn L.
Hình vẽ phóng đại của prôfin bề mặt sau gia công trên đó có những loại mấp mô khác nhau:
Những mấp mô có tỷ số giữa bứơc nhấp nhô P và chiều cao mấp mô h nhỏ hơn hoặc bằng 50 ( 50 h
P ) thì thuộc về nhám bề mặt, nhấp nhô có chiều cao h 3 trên hình vẽ
P ) thuộc về sóng bề mặt mấp mô có chiều cao h 2
P > 1000 thuộc về sai lệch hình dạng, mấp mô có chiều cao h 1
Nhám bề mặt là một thông số hình học có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sử dụng của chi tiết máy và bộ phận máy
Trong mối ghép động, bề mặt chi tiết làm việc trượt tương đối với nhau, do đó, khi độ nhám bề mặt tăng lên, việc hình thành màng dầu bôi trơn trở nên khó khăn hơn.
làm việc với ma sát nửa ướt, hoặc khô bề mặt làm việc bị mòn nhanh
Khi ép hai chi tiết có mối ghép với độ dôi lớn, bề mặt nhám sẽ bị san phẳng, dẫn đến việc giảm độ dôi lắp ghép và làm giảm độ bền chắc của mối ghép.
IV Ghi kích thước cho bản vẽ chi tiết máy
1 Những yêu cầu đối với việc ghi kích thước:
Kết cấu, kích thước chi tiết và phương pháp ghi trên bản vẽ đều có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của chi tiết và quy trình chế tạo chúng.
- Dùng kích thước tiêu chuẩn nếu loại kích thước đó đã được tiêu chuẩn hóa
- Đảm bảo chất lượng làm việc của chi tiết nói riêng và những yêu cầu khác có liên quan của bộ phận máy hoặc máy nói chung
- Tạo điều kiện dễ dàng nhất cho việc gia công chi tiết nói riêng và máy nói chung
Việc thiết kế và chế tạo các kích thước và kết cấu tiêu chuẩn hóa mang lại lợi ích lớn cho sản xuất và kinh tế Những kích thước và kết cấu này có mối liên hệ chặt chẽ với các vấn đề liên quan đến dụng cụ cắt, máy công cụ gia công và dụng cụ đo lường.
Nó làm cho tổ chức sản xuất, quản lý sản xuất, sử dụng máy móc, hợp tác sản xuất sẽ đơn giản và thuận lợi rất nhiều
Để đảm bảo máy thiết kế hoạt động hiệu quả với chất lượng tốt, việc xác định yêu cầu chất lượng là rất quan trọng Nếu không dựa vào các tiêu chí chất lượng khi ghi kích thước, máy có thể không hoạt động đúng cách hoặc không đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết.
Để tối ưu hóa quá trình chế tạo, việc ghi kích thước cho các chi tiết cùng loại nhưng có yêu cầu làm việc giống nhau cần phải nhất quán Nếu kích thước được ghi không hợp lý, điều này có thể gây khó khăn trong sản xuất và ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả kinh tế.
Ba yêu cầu đó thể hiện tính thống nhất giữa yêu cầu kỹ thuật và kinh tế
2 Những nguyên tắc cơ bản để ghi kích thước cho chi tiết: Đến giai đoạn ghi kích thước cho bản vẽ chế tạo chi tiết, thì đã có một bản vẽ lắp của bộ phận máy hoặc máy, trên đó thể hiện đầy đủ các kết cấu và kích thước danh nghĩa chính của chi tiết Những kết cấu và kích thước danh nghĩa ấy đã được quyết định do yêu cầu về công dụng của máy và sự chịu tải của nó Người thiết kế có nhiệm vụ xác định độ chính xác kích thước - biểu hiện bằng dung sai là chủ yếu
Chúng ta nêu lên những nguyên tắc cơ bản và trình tự tiến hành ghi kích thước như thế nào để thỏa mãn 3 yêu cầu đã nêu trên
3 Ghi kích thước cho những kích thước tham gia vào các lắp ghép thông dụng
Để bắt đầu, cần tìm hiểu các yêu cầu của các lắp ghép thông dụng như lắp ghép bề mặt trụ trơn, lắp ổ lăn, then và then hoa Những lắp ghép này có những đặc điểm riêng biệt cần được chú ý.
Yêu cầu của chúng chủ yếu được xác định bởi công dụng riêng của từng bộ phận, ít bị ảnh hưởng bởi yêu cầu chung của máy, được gọi là yêu cầu cục bộ Ví dụ, trong trường hợp trục quay trong bạc, trục cần được lắp với độ hở (lắp lỏng) so với bạc để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Khi quyết định kiểu lắp cho các mối ghép, chỉ cần xem xét các yêu cầu cục bộ, điều này giúp quá trình trở nên đơn giản hơn Ví dụ, có thể xác định kiểu lắp cho mối ghép giữa nòng và thân ụ động.
Kiểu lắp lỏng này đảm bảo rằng nòng có thể di động trong lỗ thân ụ động, giúp nâng cao chức năng chính Để đạt được độ chính xác cao, cần xem xét yêu cầu đồng tâm giữa nòng ụ động và trục chính của máy tiện.
Các lắp ghép thường có đặc tính quyết định bởi một số ít kích thước, ví dụ như lắp ghép bề mặt trụ trơn được xác định bởi kích thước trục (d) và lỗ (D) Hơn nữa, những lắp ghép này được tiêu chuẩn hóa, giúp việc lựa chọn trở nên dễ dàng hơn.
Bước đầu tiên trong việc ghi kích thước là xác định kiểu lắp cho các mối ghép thông dụng theo tiêu chuẩn có sẵn Khi đã quyết định được kiểu lắp, độ chính xác (dung sai) của các kích thước chi tiết tham gia lắp ghép cũng sẽ được xác định.