Dung sai lắp ghép - Hà Văn Vui.pdf Dung sai lắp ghép - Hà Văn Vui.pdfDung sai lắp ghép - Hà Văn Vui.pdf
THEO TIÊU CHUẨN
KÍCH THƯỚC DANH NGHĨA
Để thuận tiện, các dung sai tiêu chuẩn và sai lệch cơ bản không được tính toán riêng cho mỗi kích thước danh nghĩa mà được tính cho các khoảng kích thước danh nghĩa được giới thiệu trong bảng 1.1.
Bảng 1.1 Các khoảng kích thước danh nghĩa, mm
Các khoảng kích thước trong bảng 1.1 được phân thành các khoảng kích thước danh nghĩa chính và các khoảng kích thước danh nghĩa trung gian Các khoảng kích thước danh nghĩa trung gian chỉ được sử dụng trong một số trường hợp để' tính toán các dung sai tiêu chuẩn và các sai lệch cơ bản: a đến c và r đến zc đối với trục; A đến c và R đến zc đối với lỗ
Giá trị của dung sai tiêu chuẩn và sai lệch cơ bản cho mỗi khoảng kích thước danh nghĩa được tính toán từ giá trị tru n g bình nhân D của các kích thước giới hạn D { và D 2 của khoảng kích thước danh nghĩa này:
16 Đối với khoảng kích thước đầu tiêm của bảng 1.1 (tới và bao gồm 3 mm) giá trị trung bỉnh nhân D, theo q uy ước, được tính toán tù hai kích thước giới hạn D { = 1 mm, = 3 mim, do đổ D = 1,732 mm.
CẤP CHÍNH XÁC (CẤP DUNG SAI TIÊU CHUẨN)
Hệ thống dung sai và lắp ghép theo TCVN 2244: 1999 (ISO 286- 1:
1988) phân ra 20 cấp chính xác hoặc còn gọi là cấp dung sai tiêu chuẩn được kỹ hiệu theo độ chính xác giảm dần IT O l, ITO, IT1, IT18 cho phạm vi kích thước từ 0 đến và bao gồm 500 mm và 18 cấp chính xác được ký hiệu theo độ chính xác giảm dần IT1 đến IT 18 cho phạm vi kích thước từ 500 đến và bao gồm 3150 mm Tuy nhiên, hệ thống dung sai ISO lúc ban đầu chỉ được xây dựng cho các kích thước danh nghĩa đến 500 mm, dựa trên kinh nghiệm thực tế của sản xuất công nghiệp mà không cổ cơ sở toán học một cách chặt chẽ Do đổ xuất hiện sự không liên tục trong hệ thống và các công thức tính toán khác nhau cho sai lệch của các cấp dung sai đến 500 nim.
Các giá trị dung sai tiêu chuẩn cho các kích thước danh nghĩa từ 500 mm đến và bao gồm 3150 mm đã được phát triển tiếp sau dựa trên thực nghiệm, được các ngành công nghiệp chấp nhận và đã trở thành một bộ phận của hệ thống dung sai ISO.
Trong số 20 cấp dung sai tiêu chuẩn, IT O l và ITO không được nêu trong phần chính của tieu chuẩn vỉ trong thực tế hai cấp dung sai tiêu chuẩn này ít được dùng Tuy nhiên các giá trị dung sai đối với hai cấp này được cho trong bảng 1.2 Cũng có thể xác định dung sai cho các cấp dung sai tiêu chuẩn IT O l, ITO và IT1 bằng các công thức tính toán đối với các kích thước danh nghỉa đến và bao gồm 500 mm (xem mục 2.2.1.). ĨRƯỮỈ4G ỹậi HỌC NHATSÃHGI
Bảng 1.2 Giá trị bằng số cho các dung sai tiêu chuẩn của các cấp ITOl và ITO
2.2.1 Dung sai tiêu chuấn (IT) cho các kích thước danh nghĩa đến và bao gồm 500 mm a) Cấc cáp d u n g sa i tiêu ch u ẩn 1T 01 đ ến IT 4
Các giá trị của dung sai tiêu chuẩn của các cấp IT O l, ITO, IT1 được tính như sau:
D - giá trị trung bình nhân của khoảng kích thước danh nghĩa, mm. Đối với các cấp dung sai tiêu chuẩn IT 2, IT 3 và IT 4, không cò công thức tính toán dung sai Các giá trị dung sai của các cấp này được quy ước chọn theo một cấp số nhân mà số hạng đầu tiên là dung sai của cấp IT1 và số hạng cuối cùng là dung sai của cấp IT 5 , nghĩa là:
= V IT3 IT5 b) C ác cáp d u n g sai tiêu chuẩn IT 5 đến IT 1 8
* Các giá trị dung sai tiêu chuẩn của các cấp từ IT 5 đến IT 1 8 cho các kích thước danh nghĩa đến và bao gồm 500 mm được xác định là một hàm số của đn vị dung sai (hệ số dung sai) i i = 0,45 + 0,001 V D , trong dó:
D - giá trị trung bình nhân của khoảng kích thước danh nghĩa, mm.
Công thức tính toán đn vị dung sai trên là công thức thực nghiệm được xây dựng dựa trên cơ sở thực hành của nhiều quốc gia và với giả thiết rằng trong cùng một quá trình chế tạo, quan hệ giữa các sai số chế tạo và kích thước danh nghĩa rất gần với hàm số parabolic.
B ảng 1.3 giới thiệu các giá trị dung sai tiêu chuẩn của các cấp từ IT 5 đến IT 1 8 được tính toán theo đơn vị dung sai.
Bảng 1.3 Các công thức tính toán dung sai tiêu chuẩn cho các cấp IT5 đến IT18 với kích thước danh nghĩa dến 500 mm
Các cấp dung sai tiêu chuẩn ỈT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 l ĩ 12 IT13 l ĩ 14 IT 15 IT 16 IT17 IT 18
Các công thức tính toán dung sai tiêu chuẩn, firr\
Cd thể nhận thấy rằng từ các cấp dung sai tiêu chuẩn IT 6 trở đi, cứ sau 5 cấp, dung sai tiêu chuẩn lai tăng lên 10 lần.
Ví dụ: IT 11 = IT 6 X 10 = 1 0 Í X 10 = lOOi.
Quy tắc này áp dụng cho tấ t cả các dung sai tiêu chuẩn và cố thể được dùng để ngoại suy các giá trị dung sai tiêu chuẩn lớn hơn IT 18.
2.2.2 Dung sai tiêu chuấn (IT) cho các kích thước danh nghĩa từ 500 mm đến và bao gồm 3150 mm
Các giá trị dung sai tiêu chuẩn của các cấp từ IT 1 đến IT 1 8 được xác định là một hàm số của đơn vị dung sai (hệ số dung sai) 7. Đơn vị dung sai 7, theo micromet, được tính toán theo công thức sau:
D - giá trị trung bình nhân của khoảng kích thước danh nghĩa, mm.
Bảng 1.4 giới thiệu các giá trị dung sai tiêu chuẩn của các cấp từ IT1 đến IT 18 được tính toán theo đơn vị dung sai.
Bảng 1.4 Các công thức tính toán dung sai tiêu chuẩn cho các cấp IT1 đến IT18 vởi kích thước danh nghĩa 500 -T- 3150 mm
Các công thúc tính toán dung sai tiêu chuẩn, /¿m IT1 IT2 IT3 IT4 ỈT5 IT6 IT7 ỈT8 IT9 ỈT10 IT11 IT 12 IT 13 IT14 IT 15 IT 16 IT 17 IT 18
Các cấp dung sai tiêu chuẩn 2/ 2,71 3,71 51 7/ 10/ 16/ 25/ 40/ 64/ 100/ 160/ 250/ 400/ 640/ 1000/ 16001 2500/
Cũng tương tự như bảng 1.3, các cấp dung sai tiêu chuẩn trong bảng 1.4 từ IT 6 trở đi, cứ sau 5 cấp, dung sai tiêu chuẩn lại tăng lên 10 lần.
2.2.3 Làm tròn các giá trị CÙ31 dung sai tiêu chuấn Đối với mỗi khoảng kích thước danh nghĩa, các giá trị tính toán được từ các công thức được cho trong mạc 2.2.1 và 2.2.2 đối với các dung sai tiêu chuẩn của các cấp đến và bao gốm IT11 được làm tròn theo quy tắc trong bảng 1.5.
Các giá trị tính toán được của các dung sai tiêu chuẩn trong các cấp trên IT 11 không cần phải được làm tròn bởi vì chúng bắt nguồn từ các giá trị dung sai tiêu chuẩn của các cấp từ IT7 đến IT11 đã được làm tròn.
Bảng 7.5 Làm tròn các giá trị dung sai tiêu chuẩn của các cấp dung sai tiêu chuẩn đến và bao gôm IT11
(Giá trị làm tròn theo micromet)
500 mm t r ê n 5 0 0 mm d ế n v à b a o g ồ m 3150 mm t r ẽ n d ế n v à bao g ồ m l àm t r ò n đ ế n b ộ i s ố c ủ a
Các giá trị bằng sổ của các cấp dung sai tiêu chuẩn từ IT1 đến IT 18 đối với các kích thước danh nghía đến 3150 mm sau khi đã làm tròn được giới thiệu trong bảng 1.6.
B ả n g 1 6 Các giá trị bàng sỏ của các cấp dung sai tiêu chuẩn IT cho các kích thước danh nghĩa tới 3150 mm11 n 00 00 CN h- co ơ) co co
H T“ T— CNÍ oi" co" co" in có én ó- T— CM un - 00 T— ** un co un
H Osl OI~ co’ co cữ co un h- ơ) T— co co ơ> 04 un
T— lu rl 00 00 un N- 00 CN CO o o" o" o’ o" t— un co co CO CM CM
04 co ùn CÒ õ- oo o~ o o’ o’ o" o~ o" o" co 00 CN h- co ơ) co ^r co
T™ ▼“ 04 Csl có co un CO o’ o" o ’ Ó o~ o" o" o’ o"
TJ un o co co 04 CM M- r- o a CM co co un CÒ õ- 00 V _ )
00 ^r co CM h- co CT> co rr CO x T"" 04 OI co CO un co h- 1_ o CM LO CO 'T un o un o r T— T— T— oi 04 co co
2 2 2 5 ôVI O I ìn un co 00 a> co un 00 o 04
CO 04 un un co un co 00
H oi CNj’ fì 04 04 un un Csl un un co un
00 T— OI un LO OJ un un
N 00 CO CT) T— CM CD CT) CM CM CO
CD CM r CO CD LO if) LO
'sT LO LO* CD h - 0 0 CT) O CM Is-." CM ơ ) CM CD M-
LO CD CD 00 CM LO
CM* CO CO M- LO* CD h - CT) CO
00 X - CO LO CO CM LD CM
CM CM cm " CM* co' CO r r 00*
LO LO hô- CM CO CD T - h - M-
T_r X— CM cm " co" CO* M- lo "
CT) CM CD O M- O CD CD CO CM LO CO
CM CO CO "CT ế- LO LO CD ẹ - CT)
CO X CO LO 00 CM CD CM O O O CD
T_ CM CM CM CM CO CO M" LO CD 00
T— CO M- LO Is- O CO CD X Is- M-
T_ *■" CM CM CM CO co M- LO
CT) CM CD CT) CO
CT) CM CD O M- O CD CD 00 CM O
CM CO CO ■CT LO LO CD N - CT)
O CO LO r - CM CD O Is- LO LO CO CD
CM CM CM CM CO CO M" M- LO CD ẹ CT)
CD CO O CM LO 00 CO CT) CO LO 00
CM LM CM CM ẻ5 ro Uể CD
O CM CO CO CD 00 -CT CT) LO O
X— X X — T_ CM CM CM CO LO fs 00 CT) O CO LO 00 LO O CO
4.5 CD h - 00 CT) O T— CO LO CO 2 2 2 6
>—ằ -—- (N CM CM CM CM CM
2.3.1 Sai lệch cơ bản của trục
Sai lệch cơ bàn của trục được tính theo các công thức được giới thiệu trong bảng 1.7.
Về nguyên tắc, sai lệch cơ bản tính toán theo các công thức của bàng 1.7 tương đương với sai lệch giới hạn gần với đường không nhất, nghĩa là sai lệch trên đối với các trục a đến h, và là sai lệch dưới đối với các trục k đến zc, ngoại trừ các trục j và js Nổi một cách chính xác các trục j và js không cđ sai lệch cơ bản, giá trị sai lệch không phụ thuộc vào cấp dung sai tiêu chuẩn được chọn (mặc dù vậy công thức tính toán sai lệch cơ bản của j và js bao gồm một số hạng ITn).
Bảng 1.7 Công thức tính toán sai lệch' cổ bản của trục và lỗ
Trung binh nhân của c, c và D, d
Kích thư ớc danh nghĩa, mm
Công thức tín h toán trên den sai lệch cơ bản dâu ký hiệu ssai
|ệc:h cơ biản dấu ký hiệu
0 10 ef - es EF Trung bình nhân của E, e và F, í
0 10 fg - es FG + El Trung binh nhân của F, f và G, g
0 3150 js + es ei JS ± El ES 0,5 / Tn
Trung binh nhân của p, p và s, s
K ích th ư ớ c d an h n ghĩa, mm
C ô n g thứ c tín h toá n trên đến sai lệch cơ bản dấu ký hiệ u sai lệch cơ bản dấu kỷ h iệu
0 500 zb + ei ZB - ES IT9 + 4 D
0 500 zc + ei zc - ES IT10 + 5 D
1 D là trung bình nhân của khoảng kích thước danh nghĩa tính theo milimet, sai lệch cơ bản tính theo micromet.
2 Các sai lệch cơ bản j, J không có công thức tính toán mà được cho trong bảng của tiêu chuẩn TCVN 2244 : 1999 (ISO 286-1 : 1988).
3 Sai lệch cơ bản k được tính theo cồng thức đã cho đối với khoảng kích thước danh nghĩa 0 -r 500 mm và cấp dung sai tiêu chuẩn IT4 đến và bao gồm IT7, đối với kích thước danh nghĩa và cấp dung sai tiêu chuẩn khác, sai lệch cơ bản của k bằng 0.
4 Đối với sai lệch cơ bản K, công thức chỉ áp dụng cho các cấp dung sai tiêu chuẩn đến và bao gồm IT8 và kích thước danh nghĩa đến 500 mm : đối với các kích thước danh nghĩa và cấp dung sai tiêu chuẩn khác, sai lệch cơ bản của K bằng 0.
5 Đối với các sai lệch cơ bản từ K đến zc, áp dụng quy tắc đặc biệt.
2.3.2 Sai lệch cơ bản của lõ
Sai lệch cơ bản của lỗ củng được tính toán theo các công thức được giới thiệu trong bảng 1.7 và hoàn toàr.1 đối xứng với các sai lệch cơ bản tương ứng của trục qua đường không Với các ký hiệu bằng chữ hoàn toàn giống nhau nhưng của trục là chữ in thường, của lỗ là chữ in hoa (xem hình 1.4) Nđi một cách khác các sai lệch cơ bản của lỗ và trục cđ cùng một ký hiệu chữ cđ giá trị bằng nhau nhưng ngược dấu Quy tắc này áp dụng cho tất cả các sai lệch cơ bàn ngoại trừ các trường hợp sau : a) sai lệch cơ bản N, cho các cấp dung sai tiêu chuẩn IT 9 đến IT 16 đối với các kích thước danh nghĩa trên 3 mm đến và bao gồm 500 mm, bàng không (0). b) đối với kích thước danh nghĩa trên 3 mm đến và bao gồm 500 mm, các sai lệch cơ bản của lỗ K, M, N với cấp dung sai tiêu chuẩn đến và bao gổm IT 8 và các sai lệch cơ bản p đến zc với các cấp dung sai tiêu chuẩn đến và bao gổm IT7 cần áp dụng quy tắc sau :
H ìn h 1.16 Sơ đổ biểu diền quy tắc đưộc nêu trong mục 2.3.2b).
ES = E S (tnhs toán theo bảng 1.7) +A trong đố : À - hiệu số giữa hai cấp dung sai tiêu chuẩn liên kế nhau trong một khoảng kích thước danh nghĩa đã cho,
SAI LỆCH, LOẠI DUNG SAI VÀ LÁP GHÉP
Sai lệch cơ bản là sai lệch trên hoặc sai lệch dưới gần với đường không nhất Đối với một khoảng kích thước danh nghĩa đã cho, nếu biết sai lệch cơ bản và cấp chính xác kích thước (cấp dung sai tiêu chuẩn) cd thể xác định được sai lệch kia của miền dung sai. Đối với lỗ : ES = EI + IT, hoặc
EI = ES - IT Đối với trục : ei = es - 1T hoặc es = ei + IT Sơ đò biểu diễn các sai lệch của lỗ và trục được giới thiệu trên hình 1.17 và 1.18.
Với 27 sai lệch cơ bản của trục và 27 sai lệch cơ bản của lỗ kết hợp với 20 cấp chính xác (cấp dung sai tiêu chuẩn) sẽ tạo thành trên 500 loại dung sai (tolerance class) Song trong tiêu chuẩn về dung sai và láp ghép TCVN 2245 : 1999 (IS O -2 8 6-2 : 1988) chỉ giới thiệu đến 200 loại dung sai cho trục và đến 200 loại dung sai cho lỗ cđ kích thước danh nghĩa đến 500 mm, và khoảng 80 loại dung sai cho trục và khoảng 80 loại dung sai cho lỗ cd kích thước danh nghĩa trên 500 đến 3150 mm Trong số các loại dung sai nêu trên, số lượng các loại dung sai được ưu tiên sử dụng còn ít hơn nhiều.
Các bảng 1.11 đến 1.14 giới thiệu các loại dung sai của trục và lỗ cd kích thước danh nghĩa đến 500 mm và trên 500 mm đến 3150 mm.
B ả n g l ỉ l Giới thiệu các loại dung sai cho lỗ có kíchthưđi danh nghĩa nhỏ hơn hoặc bằng 500 1 Ĩ1 IĨ 1
B ả n g 1 1 2 Các loại dung sai cho lỗ có kích thước danh nghĩa trên 500 mm đến hoặc bằng 3150 mm
K 6 K 7 K 8 ơ) “ 5 JS 1 J S 2 J S 3 J S 4 JS 5 J S 6 J S 7 J S 8 J S 9 JS 1 0 JS T I JS 1 2 JS 1 3 JS 1 4 JS 1 5 JS 1 6 JS 1 7 JS 1 8
C h ú th íc h C á c lo ạ i đ u n g sa i n ằ m tro n g kh u n g đ ư ộ c d ù n g c h o th í n g h iệ m
B ả n g 1 1 3 Cácloạidungsai chotrục cókíchthưôc danhnghĩanhỏhonhoặcbằng 500 min o r- co ơ) 9 Ị= —
N (0 03 cô cơ cơ cơ M M tsi ỈM M
3 ô♦ n T Ư) co N 00 •*-> w co t/> ữ) uo co K co ơ) có w 9 k 00 V— uo co N ao V— u ơ> 9
Q co d rt CL vo co K co ơ> 9 Q_ Q C l ã Q Q. co T? VO co N- 00 o> c c c c c c c co '*r vo co N- co o>
E ỉ e E E E E co xt vo co N co ơ) Q V— t~ 9
X co c 5Ó -X ÙC -X 5 Ê IO co co ư> Csl ữ> co Á cỏ lO co
JC CO n ơ) xi Jo 9 Jc 9 Jc Jc 00 V— JC 9 9 JC d JZ 9 Jc ơ) co Ó> Ò) vo co Ớ> O) N- ơ) 00 o> 9 a> Ớ) ơ)
T3 Tỉ X3 T3 T3 XJ 5 B xị ư> CO h- ao ơ> 9 o V T5 T3 p X) TJ o Õ o o Õ o co
9 o o o o cn 9 ĩ= 9 co r —■ xT xấ n J q Jũ có ơ) 9 ỊT 9 9
B ả n g 1 1 4 Cácloạidungsai của trục cókíchthưởc danbnghĩatrên500 mmđếnvàbằng3150 mm t, u _ - - J
CL to C L O N CŨ CL m n