CHƯƠNG 1 : KHÁI NIỆM VỀ DUNG SAI LẮP GHÉP Mã chương: MH 08- 01 Giới thiệu: Trong cơ khí chế tạo, một bộ phận máy hoặc máy được tạo thành bởi hai hoặc nhiều chi tiêt lắp ghép. Vì vậy để chế tạo các chi tiết lắp ghép chính xác, tránh được các sai sót và hạn chế phế phẩm, đảm bảo tính kinh tế và chất lượng sản phẩm cao cần nắm vững các kiến thức cơ bản 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.
- Tuân thủ các quy định, quy phạm về dung sai lắp ghép. Nội dung chính: 1. Khái niệm về kích thước, sai lệch, dung sai 1. Kích thước.
- Kích thước là giá trị bằng số của đại lượng đo chiều dài theo đơn vị đo được lựa chọn. Trong chế tạo máy đơn vị đo thường dùng là mm. Kích thước danh nghĩa. Là kích thước được xác định bằng tính toán dựa trên cơ sở chức năng của chi tiết, sau đó quy tròn (về phía lớn hơn) theo các giá trị của dãy kích thước thẳng danh nghĩa tiêu chuẩn.1 – Hình biểu diễn kích thước danh nghĩa Kích thức danh nghĩa của chi tiết trục được kí hiệu là dn (hình 1.1a) Kích thước danh nghĩa của chi tiết lỗ được kí hiệu là DN (hình 1.1b) Kích thước danh nghĩa được ghi trên bản vẽ dùng làm gốc để tính các sai lệch kích thức.
Kích thước thực. 5 Là kích thước nhận được kết quả đo trên chi tiết gia công với sai số cho phép. Ví dụ: khi đo kích thước trục bằng thước cặp có độ chính xác là 1/20, kết quả đo nhận được là 28,25mm tức là kích thước thực của trục là dt = 28,25mm với sai số cho phép là ±0,05mm. Kích thước thực được ký hiệu là dt đối với trục và Dt đối với lỗ.
Kích thước giới hạn. Để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước, người ta quy định hai kích thước giới hạn: Kích thước giới hạn lớn nhất là kích thước lớn nhất cho phép khi chế tạo chi tiết, ký hiệu đối với trục dmax và đối với lỗ Dmax Kích thước giới hạn nhỏ nhất là kích thước nhỏ nhất cho phép khi chế tạo chi tiết, ký hiệu đối với trục dmin và đối với lỗ Dmin Vậy điều kiện để kích thước của chi tiết sau khi chế tạo đạt yêu cầu là: dmin ≤ dt ≤ dmax Dmin ≤ Dt ≤ Dmax 1. Sai lệch giới hạn. Là hiệu đại số giữa các kích thước giới hạn và kích thước danh nghĩa.
Sai lệch giới hạn lớn nhất (sai lệch giới hạn trên) Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa, sai lệch giới hạn trên được ký hiệu là es, ES. Với trục: es = dmax – dN ES = Dmax – DN Hình 1.2 - Sơ đồ biểu diễn kích thước giới hạn và sai lệch giới hạn 1. Sai lệch giới hạn nhỏ nhất (sai lệch giới hạnh dưới) Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa, sai lệch giới hạn nhỏ nhất được ký hiệu là ei, EI. Với trục: ei = dmin - dN 6 Với lỗ: EI = Dmin – DN Sai lệch giới hạn có thể có giá trị dương “+”, âm “-”, hoặc băng “0” * Sai lệch giới hạn được ghi bên cạnh kích thước danh nghĩa với cỡ chữ nhỏ hơn D 1.
Là phạm vi cho phép của sai số kích thước. Trị số dụng sai bằng hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất, hoặc là hiệu sai số giữa sai lệch giữa sai trên và sai lệch dưới. Dung sai được kí hiệu là T (Tolerance) Dung sai kích thước trục: Td = dmax - dmin Hoặc Td = es – ei Dung sai kích thước lỗ: TD = Dmax – Dmin Hoặc: TD = ES = EI Dung sai luôn luôn có giá trị dương. Trị số dung sai càng nhỏ thì độ chính xác kích thước càng cao.
Trị số dung sai càng lớn thì độ chính xác kích thước càng thấp. Ví dụ: Biết kích thước của chi tiết lỗ là :50 mm Tính các kích thước giới hạn và dung sai. Kích thước thực của lỗ sau khi gia công đo được là: Dt =49,950 mm, hỏi chi tiết lỗ đã gia công có đạt yêu cầu không? Giải: Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ: Dmax = DN + ES = 50 + 0,020 mm Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ: Dmin = DN + EI = 50 +- 0,041 = 49,59mm Dung sai của lỗ: TD = ES – EI = 0,020 – (- 0,041) Chi tiết lỗ đạt yêu cầu khi kích thước thực của nó thỏa mãn: Dmin ≤ Dt ≤ Dmax Ta thấy: Dmin = 49,959 > Dt = 49,950 Vậy chi tiết lỗ đã gia công không đạt yêu cầu. * Khi gia công thì người thợ phải nhẩm tính các kích thước giới hạn rồi đối chiếu với kích thước đo được (kích thước thực) của chi tiết gia công và đánh giá chi tiết đạt yêu cầu hay không đạt yêu cầu về kích thước.
Khái niệm lắp ghép và lắp ghép bề mặt trơn 2. Khái niệm về lắp ghép. Thường các chi tiết đứng riêng biệt thì chưa có công dụng gì. Chỉ khi chúng phối hợp với nhau tạo thành mối ghép có công dụng nhất định.
Như vậy, hai hay 7 một số chi tiết phối hợp với nhau một cách cố định (đại ốc vặn chặt vào bu lông) hoặc di động (pit tông trong xy lanh) thì tạo thành mốt ghép.1 – Hình biểu diễn mối ghép của hai chi tiết. Mặt lắp ghép trụ trơn b. Mặt lắp ghép phẳng Kích thước lắp ghép là kích thước mà dựa vào nó các chi tiết lắp ghép với nhau. Trong một mối ghép, kích thước danh nghĩa của lỗ (DN) bằng kích thước danh nghĩa của trục (dN) và gọi chung là kích thước danh nghĩa của mối ghép: DN = d n Bề mặt lắp ghép là bề mặt mà dựa vào nó các chi tiết lắp ghép với nhau.
Trong đó bề mặt lắp ghép của lỗ gọi là bề mặt bao, bề mặt lắp ghép của trục là bề mặt bị bao. Ví dụ trong lắp ghép giữa trục và lỗ, lắp ghép giữa con trượt và rãnh trượt thì bề mặt lỗ và bề mặt rãnh trượt là bề mặt bao, còn bề mặt con trượt là bề mặt bị bao. Tùy theo hình dạng bề mặt lắp ghép, trong chế tạo cơ khí phân loại như sau: + Lắp ghép bề mặt trơn: Bề mặt lắp ghép có dạng là bề mặt trụ trơn hoặc mặt phẳng. + 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 profin tam giác, hình thang… + Lắp ghép truyển động bánh răng: bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách chu kỳ của các răng bánh răng. Đặc tính của lắp ghép bề mặt trơn được xác định bởi hiệu số kích thước bề mặt bao và kích thước bề mặt bị bao: Nếu Dt – dt có giá trị dương thì lắp ghép có độ hở Nếu Dt – dt có giá trị âm thì lắp ghép có độ dôi. Dựa vào đặc tính trên lắp ghép bề mặt trơn được chia làm 3 nhóm. Phân loại lắp ghép 2.
Nhóm lắp lỏng. Trong nhóm lắp ghép này kích thước lắp ghép của lỗ luôn luôn lớn hơn kích thước lắp ghép của trục.2- Hình biểu diễn lắp ghép lỏng. Đặc điểm của nhóm lắp lỏng là luôn luôn có độ hở và độ hở được ký hiệu là S và S = Dt – dt - Ứng với các kích thước giới hạn ta có độ hở giới hạn. Smax = Dmax - dmin Smax = ES – ei Smin = Dmin - dmax Smin = EI – es - Độ hở trung bình: Stb = max S S min 2 - Dung sai của độ hở (dung sai lắp ghép lỏng): Ts = Smax – Smin Ts = (Dmax – dmin) – (Dmin - dmax) Ts = (Dmax – Dmin) – (dmax – dmin) Ts = TD + Td Như vậy dung sai mỗi ghép bằng tổng dung sai của kích thước lỗ và kích thước trục.
Phạm vi sử dụng: lắp ghép lỏng thường được sử dụng đối với mối ghép mà hai chi tiết lắp ghép có sự chuyển động tương đối với nhau và tùy theo chức năng của nối ghép mà ta chọn kiều lắp có độ hở nhỏ, trung bình hay lớn. Nhóm lắp chặt. Trong nhóm lắp ghép này kích thước lắp ghép của trục luôn lớn hơn kích thước lắp của lỗ.2- Hình biểu diễn lắp ghép chặt. Đặc điểm của nhóm lắp chặt là luôn luôn có độ dôi, độ dôi được kí hiêu là N và N = Dt - Ứng với các kích thước giới hạn ta có độ dôi giới hạn.
- Độ dôi trung bình N N Ntb= max min 2 - Dung sai của độ dôi (dung sai của lắp ghép chặt) TN = Nmax - Nmin TN = TD + Td Phạm vi sử dụng: lắp ghép chặt được sử dụng đối với các mối ghép cố định không thóa hoặc chỉ tháo khi sửa chữa lơn. Độ dôi của lắp ghép đủ đảm bảo truyền mômen xoắn nhưng tùy theo trị số của lực truyền mà ta chọn lắp ghép có độ dôi nhỏ, trung bình hay lớn. Nhóm lắp ghép trung gian. Trong nhóm lắp ghép này kích thước thực của trục có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn kích thước của lỗ.
Có nghĩa là lắp ghép có thể có độ dôi hoặc có độ hở. Trị số độ dôi hoặc độ lở ở đây đề nhỏ.3- Hình biểu diễn lắp ghép trung gian. Trong nhóm lắp trung gian chỉ tính: Smax = Dmax - dmin Nmax = Dmax dmin Độ hở trung bình hoặc độ dôi trung bình được tính như sau: - Nếu Smax > Nmax S N Stb = max max 2 - Nếu Nmax > Smax N S Ntb = max max 2 Thực tế chứng tỏ rằng các độ hở hoặc dôi trung bình thường xuất hiện nhiều hơn độ hở hoặc độ dôi giới hạn, vì trong chế tạo các kích thước trung bình có xác xuất hiện nhiều hơn. + Dung sai của lắp ghép được tính: TN,S = Nmax + Smax TN,S = TD + Td Phạm vi sử dụng: lắp ghép trung gian thường được sử dụng đối với các mối ghép cố định nhưng thường xuyên phải tháo lắp trong quá trình sử dụng và những mối ghép yêu cầu độ đồng tâm cao giữa các chi tiết lắp ghép.
Có thể dung lắp ghép trung gian để truyền lực nhưng với điều kiện phải có them chi tiết phụ (then, chốt, vít…) 2.4 Biểu diễn bằng sơ đồ sự phân bố miền dung sai lắp ghép.