Bài giảng Dung sai và kỹ thuật số đo - Chương 1: Những khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép

Dung sai & Kỹ thuật đoGiới thiệu môn họcSố tiết: 36 tiếtNội dung:Chương 1. Khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghépChương 2. Hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơnChương 3. Dung sai hình dạng, vị trí và nhám bề mặtChương 4. Dung sai kích thước và lắp ghép của các mối ghép thông dụngChương 5. Chuỗi kích thướcTài liệu tham khảoNinh Đức Tốn, Giáo trình Dung sai lắp ghép & kỹ thuật đo lường, NXB Giáo dụcNinh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghép, NXB Giáo dục Việt NamNinh Đức Tốn, Sổ tay dung sai lắp ghép, NXB Giáo dụcNguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú, Kỹ thuật đo lường kiểm tra trong chế tạo cơ khí, NXB KH & KT.Chương 1Những khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghépI . Khái niệm về tính đổi lẫn trong cơ khí.1. Bản chất của tính đổi lẫn : Vậy tính đổi lẫn của 1 loại chi tiết là khả năng thay thế cho nhau, không cần lựa chọn và sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm đã quy định.Trong một loạt chi tiết cùng loạicác chi tiết đều có thể đổi lẫn được cho nhautính đổi lẫn hoàn toànmột hoặc một số trong các chi tiết ấy không đổi lẫn được cho nhautính đổi lẫn không hoàn toànCác chi tiết có tính đổi lẫn phải giống nhau về hình dạng kích thước hoặc chỉ được khác nhau trong một phạm vi cho phépDUNG SAI 2. Ý nghĩa của tính đổi lẫn :a. Đối với sản xuất- Không phụ thuộc vào địa điểm sản xuất- Tạo khả năng áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật- Hợp lí hóa sản xuất- Nâng cao chất lượng sản phẩmNâng cao năng suất lao động, hạ giá thành sản phẩmHợp tác hóa trong sản xuấta. Đối với sử dụng- Việc sử chửa máy đơn giản hơn- Giảm thời gian dừng máy để sửa chữa.II - Dung sai và sai lệch giới hạn : là giá trị bằng số của đại lượng đo chiều dài (đường kính) theo đơn vị đo được lựa chọn.1. Kích thước.2. Kích thước danh nghĩaLà kích thước xác định khi thiết kế và được chọn đúng với trị số gần nhất (về phía lớn ) của kích thước tiêu chuẩn.Ví dụ : Khi tính toán thiết kế chi tiết có kích thước là 35,78 mm. Đối chiếu với bảng tiêu chuẩn TCVN 192-66 ta chọn kích thước của chi tiết là 36mm.- Ký hiệu : Chi tiết lỗ : D , chi tiết trục : d- Kích thước danh nghĩa dùng để xác định kích thước giới hạn và tính các sai lệch. 3. Kích thước thựcLà kích thước đo trực tiếp trên chi tiết bằng những dụng cu đo và phương pháp đo chính xác nhất có thể đạt được (hay là kích thước xác định bằng cách đo với sai số cho phép ). Ký hiệu : với lỗ là Dt , chi trục là dt4. Kích thước giới hạn -Kích thước giới hạn là hai kích thước lớn nhất và nhỏ nhất mà kích thướcthực của chi tiết đạt yêu cầu nằm trong phạm vi đo.+ Kích thước giới hạn lớn nhất : với lỗ là Dmax,với trục là dmax + Kích thước giới hạn nhỏ nhất : với lỗ là Dmin , với trục là dmin Ví dụ : Chi tiết trục có kích thước là 20 0.1Vậy ta có : d = 20 mm, dmax = 20,1 mm, dmin = 19,9 mmĐiều kiện để chi tiết đạt yêu cầu là:Dmax  D t  Dmin , dmax dt  dminChú ý5. Dung sai 	 Khi gia công, kích thước thực được phép sai khác so với kích thước danh nghĩa trong phạm vi giữa hai kích thước giới hạn, phạm vi sai số cho phép đó gọi là dung sai.Dung sai là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhấtKý hiệu : IT (là viết tắt của hai chữ International Tolerance) - Với lỗ : ITD = Dmax - Dmin - Với trục : ITd = d max – d min Dung sai bao giờ cũng có giá trị dươngDung sai càng lớn thì độ chính xác càng thấpDung sai càng nhỏ thì độ chính xác càng cao 6. Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn là sai lệch của các kích thước giới hạn so với kích thước danh nghĩaSai 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 của lỗ ( ES) : ES = D max – D Sai lệch giới hạn trên của trục (es) : es = d max – dSai lệch dưới là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa.Sai lệch giới hạn dưới của lỗ (EI) : EI = D min – DSai lệch giới hạn dưới của trục (ei) : ei = d min - d Dung sai là hiệu số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới ITD = ES – EI và ITd = es -ei Ví dụ 1 : Một chi tiết trục có : dmax = 35,025mm; dmin = 35mm. Tính dung sai (ITd) chi tiết đó. Nếu gia công chi tiết có kích thước dt = 35,015mm thì chi tiết có đạt yêu cầu không?Ví dụ 2 : Chi tiết lỗ có : D = 50 , Dmax = 50,050mm, Dmin = 50,030mm . Tính trị số dung sai; Nếu gia công có chi tiết có kích thước = 50mm thì chi tiết có đạt yêu cầu không ?Ví dụ 3 : Một chi tiết trục : d = 50mm, dmax = 50,055mm; dmin = 49,980 mm. Tính trị số sai lệch giới hạn (Trên & dưới) ; dung sai của chi tiết trụcIII. Lắp ghép và các loại lắp ghép1. Khái niệm về lắp ghépHai chi tiết lắp ghép với nhau tạo thành 1 mối ghép- Trong mối ghép, mặt lắp ghép của chi tiết ngoài gọi là mặt bao; mặt lắp ghép của chi tiết trong gọi là mặt bị bao- Các mặt lắp ghép có thể là mặt trụ hoặc mặt phẳng- Mặt của chi tiết bao ngoài gọi là chi tiết lỗ- Mặt của chi tiết bị bao gọi là chi tiết trục- Các chi tiết lắp ghép với nhau có chung kích thước danh nghĩa gọi là kích thước danh nghĩa của lắp ghép.- Đặc tính của lắp ghép được xác định bởi hiệu số của kích thước bao và bị bao trong lắp ghép. Nếu hiệu số đó dương thì lắp ghép có độ hở, nếu âm thì lắp ghép có độ dôi.- TCVN 2244-77 có 3 nhóm lắp ghép :	Lắp ghép có độ hở	Lắp ghép có độ dôi	Lắp ghép trung gian2. Các loại lắp ghép a) Lắp ghép có độ hở (lắp lỏng)- Độ hở trong lắp ghép được xác định bằng hiệu số giữa kích thước của lỗ và kích thước của trục. - Ký hiệu độ hở : SS = D – d - Độ hở trong lắp ghép đặc trưng cho sự tự do dịch chuyển tương đối giữa 2 chi tiết trong lắp ghép.Độ hở lớn nhất là hiệu số dương giữa kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ và kích thước giới hạn nhỏ nhất của trục.Smax = Dmax –dmin = ES - eiĐộ hở nhỏ nhất là hiệu số dương giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ và kích thước giới hạn lớn nhất của trục.Smax = Dmin – dmax = EI – esĐể đánh giá độ chính xác của mối ghép nguời ta dùng khái niệm dung sai của lắp ghép.Dung sai độ hở (ITs) : là hiệu số giữa độ hở lớn nhất và độ hở nhỏ nhất hoặc bằng tổng dung sai của lỗ và dung sai của trục.ITs = Smax – Smin = ITD + ITdVí dụ 4 : Một lắp ghép có độ hở. Trong đó chi tiết lỗ là , chi tiết trục là-Tính kích thước giới hạn, dung sai của các chi tiết .-Tính độ hở giới hạn, trung bình và dung sai của lắp ghép.b) Lắp ghép có độ dôi (lắp chặt)	Là loại lắp ghép khi kích thước lỗ luôn luôn nhỏ hơn kích thước của trục. Độ dôi trong lắp ghép đặc trưng cho sự cố định tương đối giữa 2 chi tiết trong lắp ghép- Độ dôi trong lắp ghép được xác định bằng hiệu số giữa kích thước của trục và kích thước của lỗ.Ký hiệu : N = d -D = - ( D – d ) = - S+ Độ dôi lớn nhấtNmax = dmax –Dmin = es - EI+ Độ dôi nhỏ nhất Nmin = dmin – Dmax = ei - ES+ Độ dôi trung bình : - Dung sai độ dôi (ITN) : ITN = Nmax –Nmin = ITD + ITdVí dụ 5 : Một lắp ghép có độ dôi biết chi tiết lỗ chi tiết trục -Tính trị số giới hạn độ dôi, độ dôi trung bình-Tính dung sai của chi tiết lỗ và trục dung sai lắp ghépc) Lắp ghép trung gian. Là loại lắp ghép quá độ giữa lắp ghép có độ hở và lắp ghép có độ dôi. Tùy theo kích thước thực tế của lỗ và trục mà lắp ghép có độ hở hay độ dôi- Nếu lỗ có kích thước lớn nhất và trục có kích thước nhỏ nhất thì lắp ghép có độ hở lớn nhấtSmax = Dmax – dmin = ES – ei- Nếu lỗ có kích thước nhỏ nhất và trục có kích thước lớn nhất thì lắp ghép có độ dôi lớn nhấtNmax = dmax – Dmin = es – EI- Dung sai của lắp ghép trung gian là dung sai của độ hở hoặc dung sai của độ dôi và bằng tổng độ hở lớn nhất và độ dôi lớn nhất hoặc bằng tổng dung sai của lỗ và dung sai của trụcITs = ITN = Nmax + Smax = ITD + ITdNếu lắp ghép có Smax > Nmax thì STB được tính :Nếu lắp ghép có Nmax > Smax thì NTB được tính :Thí dụ 6 : Một lắp ghép trung gian có chi tiết lỗ chi tiết trục Tính kích thước giới hạn, dung sai của lỗ và trục.1. Tính Smax, Nmax, NTB, ITs = ITN 2. Tính các trị số giới hạn IV. Hệ thống lắp ghép : 1. Hệ thống lỗ : Lắp ghép trong hệ thống lỗ là tập hợp các lắp ghép trong đó có độ hở và độ dôi khác nhau bằng cách ghép các trục có kích thước khác nhau với lỗ cơ sở, (hệ thống lỗ cơ sở). Chi tiết lỗ cơ sở ký hiệu là H, có sai lệch dưới bằng 0.2. Hệ thống trục : Lắp ghép trong hệ thống trục là tập hợp các lắp ghép trong đó có độ hở và độ dôi khác nhau bằng cách lắp các chi tiết lỗ có kích thước khác nhau với chi tiết trục cơ sở (Hệ thống trục cơ sở ). Chi tiết trục cơ sở có ký hiệu là chữ h và có sai lệch giới hạn trên es = 0 , dmax = d- Trục tung biểu thị giá trị sai lệch giới hạn (m)- Trục hoành biểu thị vị trí đường danh nghĩa (các sai lệch giới hạn trùng với trục hoành = 0)- Các sai lệch bố trí về 2 phía trục hoành, dương ở trên, âm ở dưới.- Đường 0 là giới hạn nhỏ nhất của chi tiết lỗ  miền dung sai của chi tiết lỗ trong hệ thống lỗ nằm ở phía trên đường 0. - Đường 0 là giới hạn lớn nhất của chi tiết trục  miền dung sai của chi tiết trục trong hệ thống trục nằm ở phía dưới đường 0 Ví dụ 7 : Một lắp ghép theo hệ thống trục, biết đường kính danh nghĩa d = 40mm.Dung sai chi tiết trục ITd = 25m, dung sai chi tiết lỗ ITD = 28m, lắp ghép có độ dôi lớn nhất Nmax = 20m .Vẽ sơ đồ lắp ghép cho lắp ghép trên; xác định trị số giới hạn của chi tiết và của lắp ghép trên sơ đồ.