Lý thuyết dung sai và Đo lường

chế tạo chi tiết hỏng để thay thế, từ đó giảm hao mòn vô hình của máy làm cho máy trong một thời gian ngắn nhất được sử dụng với hiệu quả tối đa, nâng cao hiệu suất sử dụng máy.+ Không c

Câu 1 Tính đổi lẫn chức năng: định nghĩa, hiệu quả, phân loại tính đổi lẫn chức

năng, ví dụ.

- Định nghĩa:Tính đổi lẫn chức năng của chi

tiết máy và máy là tính chất của máy móc,

thiết bị và những chi tiết cấu thành nó đảm

bảo khản năng lắp ráp ( hoặc thay thế khi sửa chữa ) không cần lựa chọn, sửa đổi hoặc điều chỉnh mà vẫn đạt đc những yêu cầu kỹ thuật không phụ thuộc vào độ chính xác chế tạo

-

Hiệu quả:

• Hiệu quả đối với quá trình thiết kế :

+ Giảm nhẹ đc khối lượng công việc thiết kế qua đó giảm thời gian chuẩn bị sản xuất của nhà máy

+ Tạo điều kiện cho người thiết kế tạo ra được các máy móc có các thông số phù hợp, thuận tiện

• Trong sản xuất và chế tạo sản phẩm :

+ Là tiền đề về kỹ thuật cho phép phân công sản xuất giữa các nhà máy, tiến tới chuyên

môn hóa trong sản xuất

+ Làm đơn giản hóa quá trình lắp ráp và tạo điều kiện cho việc tự động hóa quá trình lắp ráp

• Đối với quá trình sử dụng :

+ Hạn chế tối đa giờ chết của máy do việc chờ

chế tạo chi tiết hỏng để thay thế, từ đó giảm hao mòn vô hình của máy (làm cho máy trong một thời gian ngắn nhất được sử dụng với hiệu quả tối đa, nâng cao hiệu suất sử dụng máy).+ Không cần bộ phận sử chữa cồng kềnh, phứctạp.

-

Phân loại

+ Tính ĐLCN hoàn toàn: Khi các thông số kỹ thuật của loạt chi tiết gia công đạt được một

độ chính xác nào đó cho phép tất cả đều có

thể lắp thay thế cho nhau được

VD: Thay lốp xe máy

+ Tính ĐLCN không hoàn toàn: Khi đó để đạt được thông sô kỹ thuật của sản phẩm, trong quá trình lắp ráp (hoặc thay thế sữa chữa) cần phải phân nhóm, lựa chọn chi tiết, điều chỉnh

vị trí, hoặc sữa chữa bổ xung một vài bộ phận nào đó

VD: Trong ổ lăn thì sự thay thế các con lăn và

vòng ổ là tính đổi lẫn chức năng nội

+ Đổi lẫn chức năng ngoại:là tính đổi lẫn chức năng của các đơn vị lắp khác nhau

được lắp vào các sản phẩm phức tạp theo các kích thước lắp ghép

VD: đường kính ngoài của vòng ngoài và

đương kính trong của vòng trong của ổ lăn

Câu 2 Khái niệm về kích thước danh

nghĩa, kích thước thực, kích thước giới

hạn, dung sai?

-Kích thước danh nghĩa (ddn) : là kích

thước mà dựa vào chức năng của chi tiết, xác định được sau khi đã tính toán đảm bảo các thông số yêu cầu (độ bến, độ cứng…), sau đó quy tròn (về phía lớn hơn) theo các giá trị của dãy kích thước tiêu chuẩn

-Kích thước thực (dth) : là kích thước nhận

được từ kết quả đo với sai số cho phép

-Kích thước giới hạn: Là hai kích thước giới

hạn một khoảng nào đó mà kích thước đạt yêu cầu phải nằm trong khoảng đó

+ Kích thước giới hạn lớn nhất dmax

+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin

Kích thước thực đạt yêu cầu khi nó thỏa mãn : dmin ≤ dth ≤ dmax

-Dung sai : Dung sai là phạm vi cho phép của

sai số Về trị số dung sai bằng hiệu số giữa hai kích thước giới hạn hoặc hai sai lệch giới hạn.+ Dung sai kích thước trục : T = dmax - dmin

=es = ei

+ Dung sai kích thước lỗ : T = Dmax - Dmin =

ES – EI

-Ý nghĩa :

+ Dung sai luôn có giá trị dương

+ Dung sai đặc trưng cho đọ chính xác yêu cầucủa kích thước hay còn gọi là độ chính xác

thiết kế

-Sai lệch là hiệu số đại số giữa một kích

thước (kích thước thực, kích thước giới

hạn ) với kích thước danh nghĩa.

-Các loại sai lệch:

+ Sai lệch trên (ES,es) : là hiệu số đại

số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước danh nghĩa ES(es) = D(d)max-

D(d)dn

+ Sai lệch dưới (EI,ei) : là hiệu số đại số

giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích thước danh nghĩa EI(ei) = D(d)min-D(d)dn Trong đó: D,d tương ứng là kích thước lỗ và trục EI,ES sai lệch giới hạn dưới và trên của

lỗ ei,es sai lệch giới hạn dưới và trên của trục

+ Sai lệch thực : bằng hiệu đại số giữa

kích thước thực và kích thước danh nghĩa D(d)th – D(d)dn

+ Sai lệch cơ bản : là một trong hai sai

lệch dùng làm căn cứ để xác định vị trí của đường dung sai so với đường không (0)

Trong TCVN quy định sai lệch cơ bản là

một trong hai sai lệch nằm gần đường

không nhất.

Câu 3 Khái niệm về lắp ghép ? Phân loại mối ghép theo hình dạng bề mặt lắp ghép

và đặc tính lắp ghép ? Trình bày về mối ghép có độ hở, độ dôi, trung

gian ?

* Khái niệm về lắp ghép

- Các chi tiết trong máy không đứng riêng với nhau Chúng được tập hợp trong những đơn vị lắp xác định

- Những bề mặt và những kích thước mà dựa theo chúng để lắp ghép các chi tiết với nhau gọi là những bề mặt lắp ghép và kích thước lắpghép Một mối ghép bao giờ cũng có chung

một kích thước danh nghĩa và gọi là kích thướcdanh nghĩa của lắp ghép

*

Phân loại mối ghép theo bề hình dạng

bề mặt lắp ghép

- Trong ngành chế tạo máy các mối ghép được

sử dụng có thể phân loại theo hình dạng bề mặt lắp ghép:

+) Lắp ghép của các bề mặt trụ trơn

+) Lắp ghép các bề mặt song song với nhau

+) Ngoài ra còn có những mối ghép của các bềmặt phức tạp như: ren, then hoa

- Dựa vào đặc tính mối ghép người ta phân ra

- Đặc trưng của mối ghép là độ hở (S): Tương

ứng với các kích thước giới hạn của lỗ và trục, lắp ghép có các độ hở giới hạn.

+) Độ hở lớn nhất: Smax = Dmax - dmin

+) Độ hở nhỏ nhất: Smin = Dmin - dmax

+) Độ hở trung bình: 𝑆𝑚 = Smax + Smin

- Từ các công thức trên có:

Smax = (Dmax – DDN ) - (dmin – dDN) = ES - ei

Smin = (Dmin – DDN) - (dmax – dDN) = EI – es

- Dung sai của độ hở:

TS = Smax - Smin = ES – ei - EI + es = TD + Td

→ Như vậy dung sai của độ hở bằng tổng dung sai của kích thước lỗ và dung sai

kích thước trục Nó đặc trưng cho mức độ

chính xác yêu cầu của lắp ghép

+) Độ dôi trung bình: 𝑁𝑚 = Nmax + Nmin

+) Dung sai của độ dôi:

𝑇𝑁 = Nmax - Nmin = dmax - Dmin - (dmin - Dmax) = Td + TD

→ Như vậy dung sai của độ dôi bằng tổng dungsai của kích thước lỗ và dung sai

kích thước trục

c) Mối ghép trung gian:

- Trong mối ghép trung gian miền dung sai

- Đặc trưng của mối ghép là độ hở lớn nhất

(Smax) hoặc độ dôi lớn nhất (Nmax)

Smax = Dmax - dmin = - Nmin

Nmax = dmax - Dmin = - Smin

- Dung sai của đặc trưng mối ghép

𝑇𝑁(𝑆) = Smax - Smin = Nmax – Nmin = Smax + Nmax = TD + Td

→ Trong mối ghép trung gian, dung sai của đặctrưng mối ghép bằng tổng dung sai

kích thước lỗ và dung sai kích thước trục

Câu 5 Khái niệm nhám bề mặt ? Ảnh hưởng của nó đối với chất lượng sử dụng của các chi tiết máy?

- Khái niệm: Bề mặt chi tiết sau khi gia công

không bằng phẳng một cách lý tưởng mà tồn tại những mấp mô Những nhấp nhô này là kết quả của quá trình biến dạng dẻo của bề mặt chi tiết sau khi cắt gọt, là ảnh hưởng của rung động khi cắt, do tính chất của vật liệu gia công, do chế độ cắt và còn nhiều nguyên nhân khác Tập hợp những mấp

mô có bước tương đối nhỏ này trên một chiều dài chuẩn gọi là nhám bề mặt.

-Ảnh hưởng của nhám bề mặt

+khi nhám càng lớn càng khó khăn cho việc hình thành màng dầu bôi trơn, dẫn đến trạng thái làm việc với ma sát, do đó giảm hiệu suất làm việc,

tăng nhiệt độ làm việc tại các đỉnh tiếp xúc, lực tập trung lớn, ứng suất lớn, vượt quá ứng suất cho phép phát sinh biến dạng chảy làm phá hỏng bề mặt tiếp xúc, bề mặt bị mòn Khi đó làm giảm thời hạn sử dụng của chi tiết.

+ Đối với các mối ghép có độ dôi lớn, Khi nhám bề

mặt càng lớn thì lượng san phẳng càng lớn, độ dôi lắp ghép càng giảm, do đó giảm độ bền của mối ghép.

+ Nhám bề mặt cũng ảnh hưởng tới độ bền của các chi tiết Đối với những chi tiết chịu tải chu kỳ và đổi dấu thì tại đáy các nhấp nhô là nơi tập trung ứng suất và gây ra các vết nứt tế vi, trong quá trình sử dụng các vết nứt này dần dần phát triển và cuối cùng chitiết bị phá hủy vì mỏi Khắc phục bằng

cách làm giảm chiều cao nhấp nhô bề mặt dẫn tới giảm khả năng xuất hiện ứng suất trên bề mặt do

đó tăng giới hạn mỏi

Ví dụ: gia công tinh các chi tiết như mài nghiền,

đánh bóng sẽ làm tăng đáng kể độ bền mỏi của chi tiết.

- Nhám càng nhỏ thì bề mặt càng nhẵn, khả năng chống lại sự ăn mòn càng tốt, bề mặt chi tiết càng

bị lâu gỉ, đặc biệt là khi không sử dụng lớp phủ Ví

dụ : bề mặt của các xylanh, động cơ

Câu 6 Trình bày về lắp ghép theo hệ thống lỗ và trục? Cách sử dụng hệ thống lỗ và hệ thống trục trong thiết kế?

6.1 - Hệ thống lỗ

- Hệ thống lỗ là tập hợp các mối ghép mà ở đó khi có

cùng một cấp chính xác và cùng một kích thước danh nghĩa các mối ghép chỉ khác nhau ở kích thước giới hạn của trục còn kích thước giới hạn của lỗ không đổi.

- Tiêu chuẩn quy định chọn lỗ có miền dung sai H là lỗ cơ

sở Nó có đặc điểm cơ bản là có sai lệch dưới luôn bằng

0 (EI=0)

- Khi thay đổi miền dung sai của trục so với kích thước danh nghĩa sẽ được các kiểu lắp khác nhau (mối ghép có

độ hở, dôi, trung gian)

=>hệ thống lỗ được sử dụng rộng rãi hơn vì:

+) Khi gia công lỗ việc thoát nhiệt, thoát phoi khó, độ cứng vững của dụng cụ cắt kém.

+) Những dụng cụ gia công lỗ như dao khoét, dao chuốt, dao doa và các dụng cụ kiểm tra lỗ đắt tiền hơn và chỉ gia công được một lỗ cố định.

+) Việc gia công trục với những kích thước khác nhau hết sức đơn giản và rẻ tiền, chỉ cần điều chỉnh dao tiện hoặc

đá mài.

Ví dụ: Vòng ngoài của ổ lắp với lỗ hộp

6.2 - Hệ thống trục

- Hệ thống trục là tập hợp các mối ghép mà ở đó khi có cùng một cấp chính xác và cùng một kích thước danh nghĩa các mối ghép chỉ khác nhau ở kích thước giới hạn của lỗ còn kích thước giới hạn của trục là không đổi.

- Tiêu chuẩn quy định chon trục có miền dung sai h là trục cơ sở Nó có đặc điểm cơ bản là có sai lệch trên luôn bằng 0 (es=0)

=>Trong nhiều trường hợp do yêu cầu về kết cấu

và tính công nghệ, người ta buộc phải sử dụng hệ thống trục.

+) Trên một trục trơn có nhiều mối ghép khác nhau, để tránh chế tạo trục bậc người ta sử dụng các mối ghép của hệ thống trục.

Ví dụ: Mối ghép giữa chốt ắc với lỗ của biên và thành

trong ngành chế tạo máy, để cố định các chi tiết trên trục như: bánh răng, bánh đai, tay

quay và thực hiện chức năng truyền mômenxoắn hoặc đảm bảo dẫn hướng các chi tiết trêntrục ( bánh răng di trượt )

- Thường sử dụng 3 loại mối ghép then: then bằng, then bán nguyệt và then vát.Then bằng

và then bán nguyệt được sử dụng phổ biến

hơn, còn then vát sử dụng hạn chế vì nó khôngđảm bảo độ đồng tâm cao giữa 2 chi tiết lắp ghép

- Với chức năng truyền mômen xoắn và dẫn hướng, lắp ghép then được thực hiện theo bề mặt bên và theo kích thước b Then được lắp với rãnh trục và rãnh bạc (bánh răng hoặc

bánh đai) Dung sai kích thước tra theo tiêu

chuẩn TCVV 2245 -99

- Miền dung sai kích thước b của then được

chọn là h9 Kiểu lắp thông dụng trong sản xuấthàng loạt then lắp với trục là 𝑁9ℎ9,với bạc

𝐽𝑠9ℎ9

Nếu chiều dài then lớn thìthen lắp với rãnh bạc theo 𝐷10ℎ9 và với rãnh trục 𝐻9ℎ9 Trong sản xuất đơn chiếc thì then có thể lắp với rãnh trục theo 𝑃9 ℎ9, đối với then dẫn hướng thì

then lắp với rãnhbạc theo 𝐷10ℎ9

và với rãnh trục 𝑁9ℎ9

Câu 8 Các phương pháp định tâm trong mối ghép then hoa? Giải thích ký hiệu

mối ghép then hoa?

* Định tâm theo đường kính trong d

+) Trong phương pháp này cần gia công chính xác đường kính d Sử dụng phương pháp này khi yêu cầu độ chính xác đồng tâm mối ghép cao và độ rắn bề mặt bạc cao không cho phép gia công lần cuối bằng chuốt tinh Đây là

phươg pháp đạt độ chính xác đồng tâm cao

nhất nhưng giá thành cao vì để gia công chính xác d của trục người ta phải mài định hình đối với trục then hoa và mài tròn trong đối với lỗ bạc

* Định tâm theo đường kính ngoài D

+) Trong phương pháp này cần gia công chính xác D Sử dụng khi yêu cầu về độ cứng của chi tiết không cao, cho phép gia công chính xác D bằng phương pháp chuốt tinh Phương pháp này rẻ tiền hơn nhưng độ chính xác định tâm không cao bằng định tâm theo d Phương phápnày sử dụng cho mối ghép cố định, với mối

ghép động thì sử dụng khi truyền mômen xoắn

* Định tâm theo chiều rộng then b:

+) Cần gia công chính xác kích thước b

Phương pháp này đạt độ chính xác đồng tâm thấp nên ít sử dụng Chỉ sử dụng khi truyền

mômen xoắn lớn và thay đổi chiều

Câu 10 Chuỗi kích thước: định nghĩa? phân loại chuỗi kích thước? Khái niệm về khâu và phân loại khâu? Cho ví dụ?

10.1 - Định nghĩa:

- Chuỗi kích thước là một tập hợp các kích thước nối tiếp nhau ở một hay một số chi tiết tạo thành một vòng khép kín Chúng xác định độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt, các đường tâm của một hoặc nhiều chi tiết tham gia lắp ghép.

10.2 - Phân loại

- Tùy theo vị trí và sự phân bố của chuỗi kích thước trong các chi tiết và bộ phận máy, người ta phân chuỗi kích thước thành nhiều loại.

a) Chuỗi kích thước chi tiết:

- Chuỗi kích thước trong đó chỉ có kích thước của một chi tiết gọi là chuỗi kích thước chi tiết.

- Chuỗi kích thước chi tiết dùng để xác định độ

chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc

đường trục của một chi tiết.

b) Chuỗi kích thước lắp ráp:

- Chuỗi kích thước bao gồm các kích thước của

nhiều chi tiết lắp ráp với nhau gọi là chuỗi kích

thước lắp.

- Chuỗi kích thước lắp ráp dùng để xác định độ

chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc các đường tâm của một số chi tiết lắp ráp với nhau.

c) Chuỗi kích thước đường thẳng: Là chuỗi mà

các kích thước của chuỗi song song với nhau.

d) Chuỗi kích thước mặt phẳng: Là chuỗi mà các

kích thước của chuỗi nằm trong một mặt phẳng hay một số mặt phẳng song song với nhau.

e) Chuỗi kích thước góc: Các kích thước trong

chuỗi là những trị số về góc.

f) Chuỗi kích thước không gian:Chuỗi kích thước

không gian là trường hợp tổng quát của chuỗi

đường thẳng, chuỗi mặt phẳng và chuỗi kích thước góc

* Ngoài ra người ta còn phân ra chuỗi kích thước độc lập và chuỗi kích thước quan hệ.

- Chuỗi độc lập: Các kích thước trong chuỗi không

có quan hệ với chuỗi kích

thước khác.

- Chuỗi quan hệ: một hoặc một số kích thước có thể tham gia vào hai hay nhiều

chuỗi kích thước.

• Khái niệm khâu

* Các kích thước trong chuỗi được gọi là các khâu Theo sự hình thành các khâu trong chuỗi người ta

phân biệt:

- Khâu thành phần (Ai ): Là những khâu không có

liên quan với nhau về mặt sai Kích thước của

chúng hình thành độc lập trong quá trình gia công.

+) Khâu thành phần tăng: Là khâu mà khi kích

thước của nó tăng sẽ làm tăng kích thước khâu

khép kín và ngược lại.

+) Khâu thành phần giảm: Là khâu mà khi kích

thước của nó giảm sẽ làm tăng kích thước khâu

khép kín và ngược lại.

- Khâu khép kín (A): Là khâu hoàn thành cuối cùng

(sau khi gia công hoặc lắp ráp) Giá trị của khâu khép kín hoàn toàn phụ thuộc giá trị của các khâu thành phần trong chuỗi Trong một chuỗi chỉ có

một khâu khép kín Khâu khép kín còn được gọi là khâu khởi thuỷ trong chuỗi.

* Muốn phân biệt khâu thành phần và khâu khép kín của một chuỗi kích thước chi tiết cần phải biết trình tự gia công các kích thước trong chuỗi ấy.

Ví dụ: Trong chuỗi lắp ráp khâu khép kín thường là

độ hở hoặc độ dôi nào đó hoặc kích thước xác định

vị trí giữa hai bề mặt, các kích thước chi tiết tham gia vào chuỗi đều là khâu thành phần.

Câu11: Khái niệm về sai số hình dáng

hình học, đường thẳng cận tiếp, mặt

phẳng cậ tiếp, vòng tròn cận tiếp và mặt trụ cận tiếp?

*Khái niệm: sai lệch giữa bề mặt thực hoặc

profin thực nhận được sau khi gia công so với

bề mặt danh nghĩa hoặc frofin danh ngĩa đã

cho trên bản vẽ gọi là sai lệch hình dáng Về mặt trị số sai lệch hình dáng được tính bằng khoảng cách lớn nhất giữa bề mặt thực hoặc profin thực tới bề mặt cận tiếp hoặc frofin cận tiếp trong giới hạn chiều dài chuẩn L.

-Đường thẳng cận tiếp: là đường thẳng tiếp

xúc ngoài với frofin thực của chi tiết ở vị trí saochokhoangr cách từ điểm xa nhất của frofin thực đến đường thẳng cận tiếp là nhỏ nhất

-Mặt phẳng cận tiếp: là mặt phẳng tiếp xúc

ngoài với bề mặt thực của chi tiết ở vị trí sao cho khoảng cách từ điểm xa nhất trên bề mặt thực đến mặt phẳng cận tiếp nhỏ nhất

-Vòng tròn cận tiếp: đối với trụ là vòng tròn

có đường kính nhỏ nhất tiếp xúc ngoài với

frofin thực, đối với bề mặt lỗ và vòng tròn có đường kính lớn nhất tiếp xúc với frofin thực

-Mặt trụ cận tiếp: là khoảng cách lớn nhất từ các

điểm của prôphin thực đến vòng tròn áp

Câu 12:Khái niệm về sai số vị trí, hướng,

độ đảo? Một số dạng sai số vị trí, hướng,

độ đảo thường gặp trên bản vẽ?