Chương 2 hệ thống dung sai lắp ghép bề mặt trơn

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN 2.1 Hệ thống dung sai: Trong chương 1 đã nêu sự cần thiết phải quy đònh dung sai và đưa thành tiêu chuẩn thống nhất của quốc gia hay quốc tế. Để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, Nhà nước Việt Nam đã ban hành hàng loạt các tiêu chuẩn kỹ thuật, trong đó có tiêu chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn, TCVN 2244-99. Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở tiêu chuẩn quốc tế ISO 286-1:1988. Để qui đònh trò số dung sai cho các kích thước và đưa thành bảng tiêu chuẩn, trước hết cần qui đònh 3 vấn đề sau: 2.1.1 Công thức tính trò số dung sai: Dung sai được tính theo công thức sau: T = a.i (2.1) i – là đơn vò dung sai, được xác đònh bằng thực nghiệm và phụ thuộc vào phạm vi kích thước. Đối với kích thước từ 1 ÷500 mm thì i = 0,43 3 D + 0,001D (2.2) a - là hệ số phụ thuộc vào mức độ chính xác của kích thước. Kích thước càng chính xác thì a càng nhỏ và ngược lại a càng lớn thì trò số dung sai lớn, kích thước càng kém chính xác. 2.1.2 Cấp chính xác (cấp dung sai tiêu chuẩn): Tiêu chuẩn qui đònh 20 cấp chính xác, kí hiệu là IT01, IT0, IT1,…, IT18. Các cấp chính xác từ IT1 ÷ IT18 được sử sụng phổ biến hiện nay. Cấp IT1 ÷ IT4 sử dụng đối với các kích thước yêu cầu độ chính xác rất cao của các chi tiết trong dụng cụ đo. Cấp IT5 ÷ IT6 sử dụng trong lónh vực cơ khí chính xác. Cấp IT7 ÷ IT8 sử dụng trong lónh vực cơ khí thông dụng Cấp IT9 ÷ IT11 thường được sử dụng trong lónh vực cơ khí có kích thước lớn. Cấp IT12 ÷ IT16 thường được sử dụng đối vớ những kích thước chi tiết yêu cầu gia công thô. Trò số dung sai ứng với từng cấp chính xác được tính theo công thức (2.1) và được chỉ dẫn cụ thể trong bảng 2.1 đối với kích thước từ 1 ÷ 500 mm. Ví dụ: Ở cấp IT7 thì công thức tính là T = 16i, a tương ứng với IT7 là 16, còn ở cấp IT8 thì T = 25i, trò số a tương ứng là 25. Như vậy, trò số a càng nhỏ thì cấp chính xác càng cao và ngược lại. Người ta có thể dùng trò số a để so sánh mức độ chính xác của hai kích thước bất kì. 27 Bảng 2.1: Công thức tính trò số dung sai tiêu chuẩn (IT=a.i) và trò số đơn vò dung sai , i 2.1.3 Khoảng kích thước danh nghóa: Trong cùng một cấp chính xác thì trò số dung sai chỉ phụ thuộc vào i tức là phụ thuộc vào kích thước, công thức (2.2). Nếu qui đònh dung sai cho tất cả các kích thước thì số giá trò dung sai sẽ rất lớn, bảng giá trò dung sai tiêu chuẩn sẽ rất phức tạp, sử dụng không thuận lợi. Mặt khác theo quan hệ (2.1) thì dung sai của các kích thước liền kề nhau sai khác nhau không đáng kể. Để đơn giản, thuận tiện cho người sử dụng, người ta phải phân khoảng kích thước danh nghóa và mỗi khoảng chỉ qui đònh một trò số dung sai đặc trưng, tính theo trò số trung bình của khoảng : D = 21 DD ( D 1 và D 2 là 2 kích thước thước biên của khoảng). Đối với kích thước từ 1 ÷ 500 mm, người ta có thể phân thành 13 đến 25 khoảng (bảng 2.2).Do vậy, trong công thức (2.1) thì đơn vò dung sai i được tính đối với từng khoảng kích thước danh nghóa (bảng 2.1). Theo công thức đó, trò số dung sai đã được tính và đưa thàng bảng tiêu chuẩn (bảng 2.3). Ví dụ 2.1: Cho 2 kích thước trục 120,0 075,0 45 − − φ và 100,0 040,0 125 − − φ . Hỏi kích thước nào yêu cầu độ chính xác cao hơn. Giải : Để so sánh mức độ chính xác của 2 kích thước bất kỳ ta phải dựa vào hệ số a: từ công thức (2.1) ta có a = T/i. + Đối với kích thước 120,0 075,0 45 − − φ thì : T 45 = - 0,075 – (-0,120) = 0,045 = 45 µm. 28 Từ bảng 2.1 ứng với kích thước 30 ÷ 50 ta tra được : i 45 = 1,56 + Đối với kích thước 100,0 040,0 125 − − φ thì : Từ bảng 2.1 ứng với khoảng kích thước 120 ÷ 180mm ta tra được : i 125 = 23,81 + So sánh a 45 = 85,28 56,1 45 45 45 == i T a 125 = 81,3 52,2 60 125 125 == i T vậy a 125 < a 45 : kích thước trục 100,0 040,0 125 − − φ yêu cầu độ chính xác cao hơn kích thước trục 120,0 075,0 45 − − φ . Bảng 2.2: Khoảng kích thước danh nghóa 29 Bảng 2.3: Trò số dung sai tiêu chuẩn 2.2 Hệ thống lắp ghép : Để đáp ứng yêu cầu sử dụng các mối ghép, tiêu chuẩn quy đònh hàng loạt các kiểu lắp theo 2 hệ thống : hệ thống lỗ cơ bản và hệ thống trục cơ bản. 2.2.1 Hệ thống lỗ cơ bản : Là hệ thống các kiểu lắp ghép mà vò trí của miền dung sai lỗ là cố đònh còn muốn các kiểu lắp có đặc tính khác nhau (lỏng, chặt, trung gian ) ta thay đổi vò trí miền dung sai trục so với kích thước danh nghóa (hình 2.1) Hình 2.1: Sơ đồ biểu diễn hệ thống lỗ cơ bản. 30 Sai lệch cơ bản của lỗ cơ bản được ký hiệu là H và ứng với các sai lệch giới hạn sau: H{ 0= += EI TES D T D là trò số dung sai kích thước lỗ cơ bản, được xác đònh tùy theo cấp chính xác và kích thước danh nghóa. 2.2.2 Hệ thống trục cơ bản: Là hệ thống các kiểu lắp mà vò trí của miền dung sai trục là cố đònh, còn muốn có đïc các kiểu lắp có đặc tính khác nhau, ta thay đổi vò trí miền dung sai lỗ so với kích thước danh nghóa ( hình 2.2) Hình 2.2: Sơ đồ biểu diễn hệ thống trục cố đònh. Sai lệch cơ bản của trục cơ bản được kí hiệu là h ứng với các sai lệch giới hạn sau: h{ d Tei es = = 0 T d : trò số dung sai kích thước trục cơ bản, được xác đònh tùy thuộc vào cấp chính xác và kích thước danh nghóa. 2.2.3 Sai lệch cơ bản (SLCB): Là sai lệch xác đònh vò trí của miền dung sai so với kích thước danh nghóa. Nếu miền dung sai nằm phía trên kích thước danh nghóa thì SLCB là sai lệch dưới (ei hoặc EI), còn nếu miền dung sai nằm phía dưới kích thước danh nghóa thì SLCB là sai lệch trên (es, ES), hình 2.3 31 Hình 2.3: Sơ đồ biểu diễn sai lệch cơ bản. Hình 2.4: Vò trí các miền dung sai của trục và lỗ - Để có hàng loạt kiểu lắp thì phải qui đònh một dãy miền dung sai trục và một dãy miền dung sai lỗ có vò trí khác nhau, tức là có SLCB khác nhau. Xuất phát từ yêu cầu 32 thực tế trên chuẩn đã qui đònh một dãy SLCB của truc kí hiệu bằng chữ thường : a,b,c, …,z,za,zb,zc và một dãy SLCB của lỗ bằng chữ in hoa A,B,C,…,Z,ZA,ZB,ZC. - Dãy các SLCB đó được biểu thò trên hình 2.4. Trò số của các SLCB cho trong bảng 2.4 và 2.5. - Từ hình 2.4 ta nhận thấy: muốn hình thành một kiểu lắp trong hệ thống lỗ cơ bản, ta phối hợp miền dung sai lỗ có SLCB là H với miền dung sai bất kì nào của trục có SLCB là f ta được kiểu lắp H/f. Cũng tương tự, khi phối hợp miền dung sai trục với SLCB là h với bất kì miền dung sai nào của lỗ ta được kiểu lắp trong hệ trục cơ bản, như E/h, F/h… 2.2.4 Kí hiệu miền dung sai của kích thước và lắp ghép: Lắp ghép bao giờ cũng được tạo thành bởi sự phối hợp của hai miền dung sai kích thước lỗ và trục. Cùng kích thước danh nghóa thì độ lớn của miền dung sai phụ thuộc cấp chính xác yêu cầu (xem bảng 2.3), còn vò trí của miền dung sai thì phụ thuộc vào đặc tính yêu cầu của lắp ghép và được biểu thò bằng trò số SLCB. Như vậy, miền dung sai kích thước được kí hiệu như sau: Ví dụ: H7: miền dung sai kích thước lỗ cơ bản: - Sai lệch cơ bản : H - Cấp chính xác : 7 E8: miền dung sai kích thước trục cơ bản: - Sai lệch cơ bản : e - Cấp chính xác : 8 Miền dung sai của lắp ghépthì kí hiệu dưới dạng phân số, tử số là miền dung sai kích thước lỗ, còn mẫu số là miền dung sai kích thước trục, ví dụ: 7 7 f H hoặc H7/f7: - Miền dung sai lỗ cơ bản : H7 - Miền dung sai trục cơ bản: f7 7 8 h F hoặc F8/h7: - Miền dung sai lỗ : F8 - Miền dung sai trục cơ bản: h7 Từ trò số dung sai tiêu chuẩn và trò số các sai lệch cơ bản ta xác đònh được trò số sai lệch giới hạn với mỗi miền dung sai tiêu chuẩn. Ví dụ 2.2: Chi tiết lỗ có đường kính danh nghóa là d N = 46 mm, miền dung sai kích thước là K7. Tính các sai lệch giới hạn của kích thước. Giải: Ta có ∅46 K7 33 - Kích thước danh nghóa d N = 46 mm - Cấp chính xác IT7 - Sai lệch cơ bản K - Từ bảng 2.3, dựa vào d N = 46mm, ứng với khoảng kích thước danh nghóa là 30 ÷ 50mm, cấp chính xác 7, nghóa là cắp dung sai tiêu chuẩn IT7,ta tra được trò số dung sai T 46 = 25µm. - Từ bảng 2.4, cũng dựa vào khoảng kích thước danh nghóa và cấp dung sai tiêu chuẩn như trên ta có được trò số SLCB. ES = -2 + ∆ với ∆ = 9 ES = -2 + 9 = +7 µm - Tính sai lệch giới hạn dưới EI: EI = ES – T + + - 25 = -18 µm Vậy sai lệch giới hạn ứng với miền dung sai kích thước đã cho là: ∅46 K7: - ES = +7µm - EI = -18µm Ví dụ 2.3: Cho chi tiết trục có đường k1nh danh nghóa là d N = 105 mm, miền dung sai kích thước là g6. Tính các sai lệch giới hạn của kích thước. Giải: tiến hành tương tự như ví dụ 2.2. - Từ bảng 2.3. với d N = 105mm, cấp chính xác IT6, tra được T = 22 µm - Từ bảng 2.4. tra được trò số SLCB: es = -12 µm - Tính sai lệch giới hạn dưới: ei = es – T = -12 – 22 = -34 µm - Sai lệch giới hạn của kích thước đã cho là: Ν105 g6: - es = -12 µm - ei = -34 µm 2.2.5 Lắp ghép tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn TCVN 2244 – 99 đã qui đònh một dãy kiểu lắp trong hệ thống lỗ cơ bản (bảng 2.6) và một dãy kiểu lắp ghép trong hệ thống trục cơ bản (bảng 2.7). Hệ thống các kiểu lắp tiêu chuẩn này đủ đáp ứng cho yêu cầu thực tế sản xuất. Các kiểu lắp tiêu chủanđược phân thành 3 nhóm: 1/ Nhóm lắp lỏng gồm có các kiểu lắp: - Trong hệ lỗ cơ bản: a H , b H , ………………………………………………, h H - Trong hệ trục cơ bản: h A , h B , ………………………………………………., h H - Độ hở của lắp ghép giảm dần từ a H đến h H 34 35 36 [...]... H 1 .2 1.5 1.5 2 2.5 2. 5 3 H1 2 2.5 2. 5 3 4 4 5 ZZ1 1.5 2 2 2. 5 3 3.5 4 YY1 1.5 1.5 1.5 2 3 3 3 IT7 H 2 2.5 2. 5 3 4 4 5 H1 2 2.5 2. 5 3 4 4 5 ZZ1 2 3 3 4 5 6 7 YY1 3 3 3 4 4 5 5 IT8 H 2 2.5 2. 5 3 4 4 5 H1 3 4 4 5 6 7 8 ZZ1 5 6 7 8 9 11 13 YY1 0 0 0 0 0 0 0 IT9 H 2 2.5 3 4 4 5 6 H1 3 4 4 5 6 7 8 ZZ1 5 6 7 8 9 11 13 YY1 0 0 0 0 0 0 0 IT10 H 2 2.5 2. 5 3 4 4 5 H1 3 4 4 5 6 7 8 ZZ1 10 12 14 16 19 22 25 YY1... miền dung sai mòn của calip đầu qua Trên hình 2. 10 biểu diễn sơ đồ phân bố dung sai kích thước caip thợ kiểm tra kích H7 thước của lắp ghép φ 60 h6 48 Bảng 2. 8: SAI LỆCH VÀ DUNG SAI KÍCH THƯỚC CALÍP, mm Cấp chính Kí Kích thước danh nghóa, mm từ 1 trên 3 tr 6 tr 10 tr 18 tr 30 tr 50 đến 3 Đ 6 Đ 10 Đ 18 Đ 30 Đ 50 Đ 80 Z 1 1.5 1.5 2 2 2. 5 2. 5 Y 1 1 1 1.5 1.5 2 2 Z1 1.5 2 2 2. 5 3 3.5 4 Y1 1.5 1.5 1.5 2 3... + Trong hệ lỗ cơ bản: H H đến zc p Sai lệch giới hạn của kích thước ứng với miền dung sai tiêu chuẩn đã được tính (xem ví dụ 2. 2 , 2. 3) và đưa thành bảng tiêu chuẩn TCVN 22 45-49 Vì vậy, khi cần biết trò số sai lệch giới hạn kích thước ứng với miền dung sai bất kỳ nào ta tra trong bảng 1 và 2, Phụ lục 1 2. 2.6 Ghi ký hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ: Độ dôi tăng dần từ Hình 2. 5: Kí hiệu sai lệch... TẬP 1 Cho các lắp ghép trụ trơn ghi trong bảng 1 dưới đây Bảng 1: Thứ tự 1 dN, mm 30 2 45 3 Kiểu lắp 72 H8 E9 và e8 h8 H7 G7 và g6 h6 H7 Js 7 và js 6 h6 Thứ tự dN, mm Kiểu lắp 4 92 H7 K7 và k6 h6 51 5 115 6 124 H7 P7 và s6 h6 H7 N7 và n6 h6 - Hãy ghi ký hiệu sai lệch và lắp ghép bằng chữ số trên bản vẽ - Hãy lập sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép - Lắp ghép đã cho thuộc nhóm lắp ghép nào? Xác... lắp ghép - lắp ghép đã cho thuộc nhóm lắp ghép nào? Xác đònh độ hở, độ dôi giới hạn của lắp ghép Giải: 41 - Để lập sơ đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép ta phải xác đònh trò số các sai lệch giới hạn kích thước - Sai lệch giới hạn kích thước lỗ và trục tra theo bảng 1 và 2 phụ lục 1  ES = +0,030mm H7 - lắp ghép φ 68 lỗ φ 68 H 7  n6  EI = 0 mm  es = +0,039 mm lỗ φ 68n6 ei = +0, 020 mm Hình 2. 6... max y.c = 32 :m được coi là Nmin yc = - 32: m, và tra bảng theo cặp giá trò:  N max = 25 µm  N min = - 32 µm H7 k6 - Sai lệch giới hạn kích thước lỗ và trục tra theo bảng 1 và 2 (phụ lục 1): ES = + 35µm es = + 25 µm φ 92H 7 φ 92k 6  EI = 0  ei = + 3µm Ở đây ta chọn kiểu lắp trong hệ lỗ cơ bản φ 92 Hình 2. 7 2. 4 Phạm vi áp dụng của các lắp ghép tiêu chuẩn: Để quyết đònh kiểu lắp cho mối ghép, người... đồ phân bố miền dung sai của lắp ghép biểu thò như hình 2. 6 Nhìn sơ đồ, ta nhận thấy miền dung sai và lỗ nằm xen lẽ lẫn nhau ( phần từ +20 :m đến +30 :m) do H7 vậy lắp ghép φ 68 thụôc nhóm lắp ghép trung gian n6 Độ hở và độ dôi giớn hạn của lắp ghép là: Nmax = es – EI = +0,039 – 0 = 0,039 mm = 39 :m Smax = ES – ei = +0,030 – 0, 020 = 0,010 mm= 10 :m 2. 3 Chọn kiểu lắp tiêu chuẩn cho mối ghép khi thiết... giới hạn lớn nhất của calip, miền dung sai phân bố về phía âm + Đối với calip hàm thì kích thước danh nghóa chế tạo calip bằng kích thước giới hạn nhỏ nhất của calip, miền dung sai phân bố về phía dương H7 Ví dụ kích thước chế tạo calip kiểm tra chi tiết của lắp ghép φ 60 được ghi trên hình h6 2. 9 Hình 2. 9 50 CÂU HỎI ÔN TẬP 1 Tìm chuẩn dung sai lắp ghép bề mặt trơn TCVN 22 44 – 99 quy đònh bao nhiêu cấp... hình 2. 5c ta ghi là:  - đường kính danh nghóa của lắp ghép là φ 40 mm  H 7 - sai lệch giới hạn kích thước lỗ ứng với miền H7 φ 40  f 7 - sai lệch giới hạn kích thước trục ứng với miền f7 H7 - lắp ghép trong hệ lỗ cơ bản, kiểu lắp lỏng f7  Ví dụ 2. 4: cho lắp ghép trục trơn có kích thước danh nghóa là 68 mm Miền dung sai kích thước lỗ là H7, kích thước trục là n6 - Cặp sơ đồ phân bố miền dung sai. .. chúng như thế nào? 2 Thế nào là hệ thống lỗ cơ bản và trục cơ bản 3 Sai lệch cơ bản là gì? TCVN 22 44 - 99 quy đònh dãy các sai lệch cơ bản như thế nào? 4 Có mấy nhóm lắp ghép tiêu chuẩn và đặc tính của chúng như thế nào? 5 Cho ví dụ về kí hiệu sai lệch và lắp ghép trên bản vẽ, giải thích các kí hiệu đó 6 Tại sao trục đặt trên 3 hay nhiều gối đỡ lại phãi dùng các loại lắp ghép dùng lắp ghép H8 , nếu e8 . CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG DUNG SAI LẮP GHÉP BỀ MẶT TRƠN 2. 1 Hệ thống dung sai: Trong chương 1 đã nêu sự cần thiết phải quy đònh dung sai và đưa thành tiêu chuẩn thống nhất của quốc. sai tiêu chuẩn 2. 2 Hệ thống lắp ghép : Để đáp ứng yêu cầu sử dụng các mối ghép, tiêu chuẩn quy đònh hàng loạt các kiểu lắp theo 2 hệ thống : hệ thống lỗ cơ bản và hệ thống trục cơ bản. 2. 2.1. - es = - 12 µm - ei = -34 µm 2. 2.5 Lắp ghép tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn TCVN 22 44 – 99 đã qui đònh một dãy kiểu lắp trong hệ thống lỗ cơ bản (bảng 2. 6) và một dãy kiểu lắp ghép trong hệ thống trục