Giáo trình dung sai lắp ghép

Giáo trình đầy đủ môn dung sai lắp ghép

PGS TS NGUY N V N Y N BÀI GI NG Φ50n6 Φ50H7 DUNG SAI L P GHÉP À N NG - 2007 M CL C Bài m đ u 1- Gi i thi u 2- M t s ký hi u th ng dùng Dung sai L p ghép Ch ng 1: Nh ng v n đ c b n Dung sai L p ghép 1.1 Kích th c 1.2 L p ghép 1.3 Tính đ i l n ch c n ng Ch ng 2: Dung sai l p ghép tr tr n 2.1 Dung sai kích th c 2.1.1 Quy đ nh v dung sai kích th c 2.1.2 Mi n dung sai sai l ch c b n 2.1.3 Dung sai c a kích th c 2.2 Quy đ nh l p ghép 2.2.1 H th ng l , h th ng tr c 2.2.2 Ki u l p u tiên 2.2.3 Ký hi u ki u l p tr tr n b n v Ch ng 3: Dung sai y u t hình h c 3.1 Sai l ch hình d ng v trí t ng đ i gi a b m t 3.1.1 Bi u di n dung sai hình d ng v trí t ng đ i 3.1.2 Ch n dung sai hình d ng v trí t ng đ i 3.2 nhám b m t Ch ng 4: Dung sai l p ghép n hình 4.1 Dung sai l p ghép then b ng, then bán nguy t 4.2 Dung sai l p ghép then hoa 4.3 Dung sai l p ghép l n 4.4 Dung sai l p ghép ren 4.5 Dung sai truy n đ ng bánh r ng 4.5.1 Sai s gia cơng bánh r ng 4.5.2 xác truy n đ ng bánh r ng 4.5.3 Ghi c p xác d ng khe h m t bên Ch ng 5: Chu i kích th c cách ghi kích th c 5.1 Chu i kích th c 5.1.1 Các khái ni m c b n 5.1.2 Gi i toán thu n 5.1.3 Gi i toán ngh ch theo đ i l n ch c n ng hồn tồn 5.1.4 Gi i tốn ngh ch theo đ i l n ch c n ng khơng hồn tồn Trang 9 11 11 12 12 13 15 15 17 18 20 20 22 23 25 25 25 27 29 29 30 30 31 5.1.5 Gi i tốn ngh ch theo ph ng pháp tính xác su t 5.2 Ghi kích th c cho b n v c khí 5.2.1 Nh ng nguyên t c ch y u c n đ m b o ghi kích th c 5.2.2 Ch n ph ng án ghi kích th c chi u dài cho b n v chi ti t máy 32 33 33 34 BÀI M U I- Gi i thi u Dung sai - L p ghép môn h c c s ch ng trình đào t o k s c khí Mơn h c trang b cho sinh viên ki n th c c b n đ thi t k chi ti t máy, m i ghép thi t l p b n v c khí H c ph n Dung sai L p ghép có 02 đ n v h c trình i m h c t p c a sinh viên đ c đánh giá qua ki m tra gi a h c k , thi k t thúc h c ph n m chuyên c n Hình th c thi t lu n i m chuyên c n đ c đánh giá qua vi c hoàn thành t p q trình h c th i gian có m t l p c a sinh viên Giáo trình s d ng đ h c mơn h c sách “Dung sai l p ghép” c a tác gi Ninh c T n, Nhà xu t b n Giáo d c xu t b n n m 2006 (Tài li u [1]) Tr c h c môn Dung sai L p ghép, sinh viên c n đ c trang b ki n th c v V k thu t c khí, C khí đ i c ng, C s thi t k máy ch N i dung c a môn h c Dung sai L p ghép đ ng: c trình bày 05 ng1: Nh ng v n đ c b n Dung sai L p ghép Trình bày khái ni m sai s gia công dung sai Nh ng nguyên nhân ch y u d n đ n có sai s q trình gia cơng c t g t Áp d ng lý thuy t Xác su t Th ng kê đ kh o sát kích th c gia cơng Trên c s s ch n đ c ph ng pháp gia công hi u qu nh t, ho c có th đ a ph ng án u ch nh máy h p lý đ h n ch ph ph m Trình bày khái ni m v l p ghép: m i ghép có đ dơi, m i ghép có khe h , ki u l p ch t, ki u l p l ng, ki u l p trung gian Trong ch ng đ c p đ n v n đ tính đ i l n ch c n ng c a chi ti t máy Ch Ch ng 2: Dung sai l p ghép tr tr n Nghiên c u dung sai kích th c d ng tr c kích th c d ng l c a chi ti t máy Ch n sai l ch gi i h n trên, sai l ch gi i h n d i c a kích th c tr c, kích th c l , đ đ m b o m i ghép có đ c tính theo u c u Cách ghi ki u l p b n v k thu t Ch ng 3: Dung sai y u t hình h c c a chi ti t máy Trình bày sai l ch v hình d ng: đ ph ng c a m t ph ng; đ th ng c a đ ng th ng; đ tròn, đ côn, đ tr c a m t tr Các sai l ch v v trí t ng quan: đ song song, đ vng góc, đ đ ng tâm, đ giao nhau, đ đ i x ng, đ đ o m t đ u, đ đ o h ng kính Sai l ch ch t l ng b m t, đ nhám c a b m t H ng d n cách ch n giá tr cho phép c a sai l ch trên, cách bi u di n sai l ch, giá tr cho phép c a sai l ch b n v k thu t ng 4: Dung sai l p ghép n hình T p trung nghiên c u m i ghép then b ng, m i ghép then hoa, m i ghép l n lên tr c lên b c; m i ghép ren H ng d n cách ch n ki u l p ghép, bi u di n ki u l p b n v Trong ch ng quan tâm đ n dung sai truy n đ ng bánh r ng Nguyên nhân d n đ n sai s , thông s đánh giá sai l ch truy n đ ng bánh r ng, cách ch n giá tr sai l ch cho phép, cách bi u di n dung sai truy n đ ng bánh r ng b n v Ch Ch ng 5: Chu i kích th c cách ghi kích th c Trình bày cách ghi kích th c b n v l p b ph n máy b n v chi ti t máy, đ m b o thu n l i cho vi c gia công Thi t l p chu i kích th c tính tốn dung sai cho khâu chu i kích th c II- M t s ký hi u th Ai d D ei es EI ES IT N S T ng dùng môn h c Dung sai L p ghép kích th c c a khâu th i chu i kích th kích th c c a khâu d ng tr c kích th c c a khâu d ng l sai l ch d i c a kích th c d ng tr c sai l ch c a kích th c d ng tr c sai l ch d i c a kích th c d ng l sai l ch c a kích th c d ng l dung sai c a kích th c đ dơi c a m i ghép khe h c a m ghép sai l ch c a kích th c c CH NH NG V N 1.1 Kích th C NG B N TRONG DUNG SAI L P GHÉP c - Kích th c c a chi ti t máy kho ng cách gi a hai m, hai đ ng, ho c hai m t thu c chi ti t máy, đ n v đo dùng b n v c khí mm 20 - Kích th c đ c phân thành 02 nhóm: + Kích th c nhóm tr c, c t g t thêm s làm gi m kích th c, ký hi u d (Hình 1.1) + Kích th c nhóm l , c t g t thêm s làm t ng kích th c, ký hi u D (Hình 1.2) 100 - Giá tr c a kích th c đ c xác đ nh b ng cách Hình 1.1: Các kích đo th c d ng tr c S d ng d ng c đo xác, ph ng pháp đo thích h p, đo nhi u l n s nh n đ c k t qu đo v i đ xác cao - Sai s gia cơng chi ti t máy: Khi gia công không th đ t đ c giá tr nh mong mu n, có ngun nhân sau: φ22 + Máy khơng xác + Dao khơng xác + Gá đ t khơng xác + H th ng cơng ngh : MGDC b bi n d ng + Rung đ ng l c c t thay đ i 15 + Giãn n không đ u nhi t đ thay đ i Hình 1.2: Các kích dmin ddn dm dmax Ví d : c n gia cơng 100 chi ti t tr c có th c d ng l đ ng kính 20 mm, ta s nh n đ c chi ti t có kích th c đ ng kính dao đ ng kho ng 20,03 mm đ n 19,99 mm Nh v y lo t chi ti t có kích th c ddn = 20 mm dmax = 20,03 mm, dmin = 19,99 mm, dmax đ c g i kích th c gi i h n dmin kích th c gi i h n d i dmax - dmin đ c g i kho ng phân b kích th c (hay sai l ch c a kích th c), ký hi u T ddn kích th c danh ngh a (dmax + dmin)/2 kích th c trung bình, ký hi u dm Hình 1.3: Sai l ch c a kích Sai l ch kích th c l n, t c gia cơng có th c gia cơng đ xác th p - Ngồi ra, kích th c đ c phân thành nh ng lo i sau: + Kích th c th c, + Kích th c đo đ c, + Kích th c th c theo k thu t (kích th c đo đ c + dung sai c a d ng c đo + Kích th c danh ngh a, + Kích th c gi i h n, - Bi u di n kích th c sai l ch kích th c s đ (Hình 1.3) đánh giá m c đ xác gia cơng chi ti t máy, ng i ta ti n hành gia công m t lo t N chi ti t (s l ng N khơng h n 60 chi c), sau đo, xác đ nh kích th c gi i h n, xác đ nh t n su t xu t hi n giá tr kích th c, v đ ng cong phân b t n su t, đ ng cong phân b m t đ xác su t T n su t di/N dm Kích th dmax c dmin Mi n phân b kích th c ng cong phân b Hình 1.4: S đ phân b t n su t kích th c t n su t Hình 1.4 Trong di giá tr kích th c n m kho ng dmin ÷ dmax), di/N t n su t xu t hi n kích th c th i (Khi N đ l n có th xem xác su t p c a kích th c th i) Trung tâm phân b y ng cong phân b m t đ xác su t c a kích th c gia cơng, phân b chu n Gauss (Hình 1.5) Trong x = di - dm , y = dp/dx, σ sai l ch bình ph ng trung bình σ2 = N ∑x i =1 i /N dm x 6σ Theo lý thuy t xác su t, có 99,73% kích th c c a lo t chi ti t n m Hình 1.5: S đ phân b m t đ xác su t kích th c kho ng xmax - xmin = 6σ Khi thi t k , đ đ m b o cho chi ti t máy có đ kh n ng làm vi c, ng i thi t k ph i xác đ nh sai l ch cho phép c a kích th c d (cịn g i dung sai, kí hi u IT), n đ nh kích th c l n nh t nh nh t có th ch p nh n: dmax = d + es dmin = d + ei IT = es - ei es g i giá tr sai l ch cho phép ei giá tr sai l ch d i cho phép N u ta ch n ph ng pháp gia công không h p lý, mi n phân b 6σ không n m mi n dung sai IT, s có ph ph m N u mi n phân b 6σ nh h n IT, có ngh a gia cơng xác cao h n so v i yêu c u, làm t ng giá thành c a chi ti t Ph ng pháp gia công h p lý nh t (đ m b o khơng có ph ph m, giá gia cơng r ), mà 6σ = IT mi n phân b kích th c trùng v i mi n dung sai Dùng xác su t đ kh o sát sai s gia cơng kích th c ch có th s d ng tr ng h p s n xu t hàng lo t Sau kh o sát lo t chi ti t gia công đ u tiên, ta có th ch n đ c ph ng pháp gia cơng thích h p h n, ho c u ch nh máy đ lo i b chi ti t ph ph m 1.2 L p ghép D d - M i ghép: L p chi ti t tr c vào chi ti t b c s đ c m t m i ghép Trên hình 1.6 bi u di n m i ghép tr tr n + M i ghép có đ dơi g i m i ghép ch t dôi ký hi u N, N = d - D + M i ghép có khe h g i m i ghép l ng Khe h ký hi u Hình 1.6: M i ghép tr tr n S, S = D - d - Ki u l p: Khi xem xét m i ghép ghép c a lo t chi ti t b c A v i lo t chi ti t tr c B, ng i ta phân bi t: + Ki u l p ch t: T t c m i ghép c a lo t chi ti t l p ghép v i đ u có đ dôi L y b t c chi ti t b c l p v i chi ti t tr c đ u đ c m i ghép ch t + Ki u l p l ng: T t c m i ghép c a lo t chi ti t l p ghép v i đ u có khe h + Ki u l p trung gian: M t s m i ghép lo t có đ dơi, s khác có khe h L y m t chi ti t b c l p v i m t tr c b t k s đ c m i ghép có th ch t, c ng có th l ng Bi u di n ki u l p, mi n dung sai c a kích th c tr c, c a kích th c l Hình 1.7 Kích th c tr c, l có sai l ch, nên đ dôi khe h c ng có sai l ch Sai l ch c a đ dôi khe h : Nmax = dmax - Dmin = es - EI Nmin = dmim - Dmax = ei - ES Smax = Dmax - dmin = ES - ei Smin = Dmim - dmax = EI - es Sai l ch c a kích th c truc es ES Kích th c danh ngh a ei EI C n c vào yêu c u làm vi c c a Sai l ch c a m i ghép, thi t k ph i ch n kích th c l giá tr cho phép [Nmax], [Nmin] ho c [Smax], [Smin] M i ghép đ t yêu c u, Hình 1.7: Mi n dung sai c a kích đ dơi ho c khe h n m gi i h n th c tr c, kích th c l cho phép 1.3 Tính đ i l n ch c n ng - Yêu c u c a ki u l p: khe h n m kho ng t [Smax] đ n [Smin] N u lo t chi ti t tr c B l p v i lo t chi ti t l A có Smax ≤ [Smax] Smin ≥ [Smin] Có ngh a ta l y b t c chi ti t tr c lo t A l p v i m t chi ti t lo t B đ u đ c m i ghép tho mãn yêu c u Ta nói chi ti t máy lo t A B có tính đ i l n ch c n ng hồn tồn Chúng có th thay th cho nhau, mà v n đ m b o ch c n ng làm vi c - N u Smax > [Smax] ho c Smin < [Smin], lúc chi ti t lo t A B khơng có tính đ i l n ch c n ng T c m t m i ghép tho mãn yêu c u, n u thay th m t chi ti t tr c khác l p vào b c có, có th nh n đ c m t m i ghép không đ t yêu c u - Khi thi t k , ng i ta c g ng ch n dung sai kích th c c a chi ti t máy m t cách h p lý, đ chi ti t máy tho mãn tính đ i l n ch c n ng - Trong s n xu t hàng lo t, n u m i chi ti t c a lo t đ u đ t tính đ i l n ch c n ng lo t chi ti t đ t tính đ i l n ch c n ng hồn tồn N u có m t ho c m t s chi ti t lo t không đ t tính đ i l n ch c n ng, lo t chi ti t đ t tính đ i l n ch c n ng khơng hoàn toàn CH NG DUNG SAI L P GHÉP TR TR N 2.1 Dung sai kích th c 2.1.1 Quy đ nh v dung sai kích th Dung sai c a kích th đ l n c a kích th c cđ c c ch n tu thu c vào đ xác yêu c u T = i Trong i đ n v dung sai n v dung sai có th tính theo cơng th c: i = 0,45 d + 0,001d đ i v i kích th i = 0,004d + 2,1 đ i v i kích th c t d n 500 mm c 500 đ n 3150 mm Tuy nhiên, đ đ n gi i cho vi c l p tiêu chu n, TCVN quy đ nh giá tr i c th cho kho ng kích th c Kích th c t đ n 500 mm có th phân thành 13 ÷ 25 kho ng, tu theo đ c tính c a t ng lo i l p ghép a: h s ph thu c vào yêu c u m c đ xác c a kích th c TCVN 2244-1999 có quy đ nh 20 c p xác kích th c: c p 01 ; ; ; ; ; ; 18 Trong c p 01 xác cao nh t, c p 18 xác nh t C p đ n c p 11 đ c dùng thi t k máy thông d ng Giá tr c a a có th ch n nh sau: C p xác Giá tr c a a 5 10 16 25 40 10 64 11 100 12 160 Dung sai kích th c TCVN quy đ nh đ c ký hi u IT Giá tr c a IT đ c ch n theo B ng 4.2 trang 24 tài li u [1] Theo B ng 4.2, ng v i m i c p xác t ng kho ng kích th c, kích th c l n, đ xác th p, dung sai l n Ví d , đ t o m i ghép tr tr n t chi ti t tr c b c (Hình 2.1) có kích th c danh ngh a d = D = 60 mm, đ xác c p Tra b ng 4.2 ta có Φ60 2.1.2 Mi n dung sai sai l ch c b n ITd = ITD = 30µm = 0,03mm Mu n có m i ghép ch t ta ph i b trí mi n dung sai c a tr c m n phía mi n dung Hình 2.1: M i ghép tr tr n ... m t Ch ng 4: Dung sai l p ghép n hình 4.1 Dung sai l p ghép then b ng, then bán nguy t 4.2 Dung sai l p ghép then hoa 4.3 Dung sai l p ghép l n 4.4 Dung sai l p ghép ren 4.5 Dung sai truy n đ... N i dung c a môn h c Dung sai L p ghép đ ng: c trình bày 05 ng1: Nh ng v n đ c b n Dung sai L p ghép Trình bày khái ni m sai s gia công dung sai Nh ng nguyên nhân ch y u d n đ n có sai s q trình. .. hi u th ng dùng Dung sai L p ghép Ch ng 1: Nh ng v n đ c b n Dung sai L p ghép 1.1 Kích th c 1.2 L p ghép 1.3 Tính đ i l n ch c n ng Ch ng 2: Dung sai l p ghép tr tr n 2.1 Dung sai kích th c 2.1.1