Tài liệu Dung sai và lắp ghép

64 trang hapham 50

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu Dung sai và lắp ghép", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

tai_lieu_dung_sai_va_lap_ghep.doc

Nội dung text: Tài liệu Dung sai và lắp ghép

1  Dung sai và lắp ghép
2 MỞ ĐẦU Ngày nay trong thời đại phát triển của cách mạng khoa học kỹ thuật các cấu trúc máy và chi tiết máy trong chế tạo máy ngày càng phức tạp vì yêu cầu ký thuật đối với các thông số của chúng ngày càng tăng và còn do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật các máy thường lỗi thời nhanh nên dẫn dến việc thay đổi chúng thường xuyên. Để đảm bảo chất lượng của máy chúng ta phải thường xuyên đưa ra và thực hiện theo các tiêu chuẩn mới và xem xét các tiêu chuẩn đang hiện hành, thống nhất hoá và tiêu chuẩn hoá các cấu trúc tối ưu của máy, dụng cụ, các cụm và chi tiết của chúng, bảo đảm tính đổi lẫn hoàn toàn của chúng sẽ tạo điều kiện để chuyên môn hoá và hợp tác hoá nền công nghiệp, để sản xuất ra các sản phẩm có chất lượng cao và tính kinh tế cao. Môn học “ Dung sai và lắp ghép” là cơ sở khoa học cho việc định mức tiêu chuẩn hoá, đáp ứng nhu cầu phát triển của khoa học kỹ thuật , tăng năng suất, chất lượng sản phẩm trong sản xuất. Mục đích của môn học là tìm ra những qui tắc thiết kế và chế tạo sao cho các chi tiết, cụm máy và máy đạt được tính đổi lẫn chức năng (về các yếu tố hình học của chi tiết) đồng thời nghiên cứu biện pháp sao cho khi chế tạo các chi tiết đã được thiết kế theo những qui tắc kể trên thì những yếu tố hình học của chúng cần phù hợp với công nghệ gia công, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Các nguyên tắc thống nhất hoá, tiêu chuẩn hoá và đổi lẫn được sử dụng từ thời xưa khi mà những danh từ trên chưa xuất hiện . Ví dụ cách đây 5000 năm những người Ai cập đã làm các khối đá có kích thước cố định cho Kim tự tháp trong thành La mã cổ đại khi làm các đường ống nước cũng được sử dụng các ống có kích thước bằng nhau. ở nước Nga tiêu chuẩn hoá công nghiệp xuất hiện vào đầu thế kỷ 18, thời Pie đệ nhất khi sản xuất các tầu thuỷ có cùng kích thước, có neo và được trang bị súng ống đạn dược như nhau. Nước ta là nước đang phát triển để có thể đuổi kịp các nước tiên tiến thì khi soạn thảo các tiêu chuẩn quốc gia cần tính tới các chỉ dẫn của các tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hoá. ISO là tổ chức quốc tế lớn nhất trong lĩnh vực tiêu chuẩn hoá, được thành lập năm 1926 với cái tên ISA, đến năm 1941 đổi thành ISO. Mục đích cơ bản của ISO( được ghi trong cương lĩnh) là góp phần thúc đẩy sự phát triển tiêu chuẩn hoá trên toàn thế giới nhằm giảm nhẹ sự trao đổi hàng hoá giữa các nước và phát triển sự hợp tác trong lĩnh vực văn hoá, khoa học kỹ thuật và kinh tế. Cơ quan tối cao của ISO là đại hội đồng, được nhóm họp 3 năm 1 lần nhằm thông qua các quyết định về những vấn đề quan trọng nhất và bàn chủ tịch tổ chức. hiện naythành viên ISO có trên 100 nước. Xét về mục đích, yêu cầu cụ thể của môn học:
3 1.Yêu cầu: Có hiểu biết về hệ thống dung sai, lắp ghép của TCVN và cơ sở tính toán để đạt tính đổi lẫn chức năng. Thực hành chọn và tính toán các thông số hình học cho phù hợp với TCVN. Thực hành đo và kiểm tra chất lượng các chi tiết về mặt hình học. 2.Mục đích: Tập dượt khả năng thực hành- chọn và tính toán chính xác các thông số hình học để đạt tính đổi lẫn chức năng cho sản phẩm, chi tiết máy với chất lượng và tính kinh tế cao. Có hiểu biết về cơ sở tính đổi lẫn.
4 Chương 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1.KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐỘ CHÍNH XÁC Định nghĩa: Độ chính xác của chi tiết máy là mức độ giống nhau về mặt hình học và tính chất cơ lý của chi tiết thực gia công được so với dung sai của trên bản vẽ chi tiết. Trong quá trình sản xuất do nhiều yếu tố tác động ta không thể đạt được chi tiết với độ chính xác tuyệt đối (mà cả trong đo lường cũng không có độ chính xác tuyệt đối) mà nó sẽ nằm trong một khoảng nào đó được gọi là dung sai chế tạo của các thông số kỹ thuật, cụ thể hơn là cấp chính xác. 1.2.KHÁI NIỆM VỀ TÍNH ĐỔI LẪN CHỨC NĂNG Định nghĩa: Tính đổi lẫn là khả năng thay thế cho nhau của các chi tiết có cùng chức năng trong cụm hoặc của các cụm trong máy không cần sửa chữa và thay đổi mà vẫn bảo đảm được các tiêu chuẩn kỹ thuật đã ấn định. Trong thực tế chế tạo các chi tiết hoặc cụm máy với tính đổi lẫn hoàn toàn và đổi lẫn không hoàn toàn (tuỳ theo mức độ chính xác và điều kiện sản xuất nhất định để đảm bảo chất lượng và tính kinh tế cao nhất). 1.2.1. Đổi lẫn hoàn toàn Đổi lẫn chức năng hoàn toàn là khả năng có thể thay thế ( đổi lẫn) được của tất cả các chi tiết, cụm của dụng cụ. Ưu điểm của đổi lẫn hoàn toàn: Đơn giản được quá trình lắp ráp, không cần đòi hỏi công nhân bậc cao khi lắp ráp. Quá trình lắp ráp được định mức chính xác theo thời gian dẫn tới có thể sản xuất theo dây chuyền và tạo điều kiện để tự động hoá quá trình sản xuất và lắp ráp sản phẩm Tạo khả năng chuyên môn hoá và tập thể hoá các nhà máy một cách rộng rãi. Đơn giản hoá việc sửa chữa. Việc sử dụng đổi lẫn hoàn toàn chỉ kinh tế đối với các chi tiết có độ chính xác không cao hơn IT5-IT6 và đối với sản phẩm với số lượng chi tiết không nhiều.
5 1.2.2. Đổi lẫn không hoàn toàn: Đổi lẫn không hoàn toàn là khả năng đổi lẫn được của một phần các chi tiết hoặc cụm của máy Đôi khi các yêu cầu sử dụng sản phẩm đòi hỏi cần thiết chế tạo chi tiết và các sản phẩm với dung sai không kinh tế hoặc công nghệ khó thực hiện được. Trong các trường hợp đó người ta sử dụng việc chọn nhóm các chi tiết( lắp chọn) tấm căn đệm, điều chỉnh vị trí một số phần của máy và dụng cụ , sửa và các biện pháp công nghệ phụ khác để bảo đảm được chất lượng từng phần và của sản phẩm nói chung lúc đó gọi là không hoàn toàn. 1.3.KHÁI NIỆM VỀ KÍCH THƯỚC, SAI LỆCH, DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP TRONG CTM 1.3.1. Kích thước,sai lệch và dung sai 1.1.1.1. Kích thước Định nghĩa: là đại lượng đặc trưng cho độ lớn về chiều dài (hoặc góc) giữa các vị trí tương quan của các bề mặt, đường, điểm của một hoặc nhiều chi tiết. Kích thước được phân thành: kích thước danh nghĩa, kích thước thực tế và các kích thước giới hạn. Kích thước danh nghĩa: kích thước theo tính toán và được đề trên bản vẽ, là mốc để tính các sai lệch (Vẽ hình minh hoạ cụ thể). Ký hiệu d,D. Kích thước thực tế: kích thước được xác định bằng cách đo với sai số cho phép.Ký hiệu dt ,Dt. Các kích thước giới hạn: 2 kích thước cho phép giữa chúng chứa kích thước thực hoặc kích thước thực bằng chứng khi chi tiết được coi là chính phẩm. Kích thước giới hạn lớn nhất ký hiệu Dmax(lỗ) hoặc dmax(trục) kích thước giới hạn nhỏ nhất - D min(lỗ) hoặc d min(trục) và Dmin Dt Dmax hay là (dmin dt dmax) 1.1.1.2. Sai lệch Định nghĩa: là hiệu đại số giữa các kích thước (thực tế, giới hạn) và kích thước danh nghĩa tương ứng. Sai lệch thực tế là hiệu đại số giữa kích thước thực tế và kích thước danh nghĩa. Sai lệch dưới hạn trên là hiệu đại số giữa kích thước dưới hạn trên và kích thước danh nghĩa ( ES, es) Đối với lỗ: ES= Dmax - D
6 Đối với trục : es= dmax - d Sai lệch dưới hạn dưới là hiệu đại số giữa kích thước dưới hạn dưới và kích thước danh nghĩa ( EI, ei) Đối với lỗ: EI= Dmin- D Đối với trục : ei= dmin - d Lç d S D T E + T 0 s 0 0 a 0 Ü e i h - e EI=0 g n h n x ) n Trôc a i a d d x ( m a m n c i D D í D m m d d h t h c Ý K Hình vẽ biểu diễn kt, sai lệch và dung sai Sơ đồ biểu diễn miền dsai 1.1.1.3. Dung sai Định nghĩa: dung sai là hiệu giữa các kích thước giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất hoặc trị số tuyệt đối của hiệu đại số giữa các sai lệch trên và sai lệch dưới. Đối với lỗ: TD= Dmax - Dmin = ES -EI Đối với trục : Td= dmax - dmin = es- ei Miền dung sai: Là khoảng khích thước được giới hạn bởi 2 bề kích thước lớn nhất và nhỏ nhất. Để xác định vị trí của miền dung sai người ta đưa ra khái niệm sai lệch cơ bản. Trong TCVN nó là sai lệch gần đường 0-0 nhất (kích thước danh nghĩa) do đó nó có thể là sai lệch giới hạn trên hoặc là sai lệch dưới hạn dưới. 1.3.2. Lắp ghép Định nghĩa:Lắp ghép là đặc tính của sự nối ghép của các chi tiết và được xác định bởi trị số của độ hở hoặc độ dài có trong mối ghép. Thông thường chi tiết đứng riêng thì không có công dụng gì cả, chỉ khi phối hợp với nhau chúng mới có công dụng. Lấy ví dụ Những bề mặt và kích thước mà dựa theo chúng các chi tiết phối hợp với nhau gọi là bề mặt lắp ghép và kích thước lắp ghép. Bề mặt lắp ghép thường là bề mặt bao và bị bao. Ví dụ:
7 Các mối ghép sử dụng trong chế tạo máy có thể phân loại theo hình dạng bề mặt lắp ghép: - Lắp ghép bề mặt trơn: Lắp ghép trụ trơn -bề mặt lắp ghép là bề mặt trụ trơn, Lắp ghép phẳng-bề mặt lắp ghép là bề mặt phẳng. - Lắp ghép ren: bề mặt lắp ghép là bề mặt xoắn vít có dạng prôfin tam giác, hình thang - Lắp ghép truyền động bánh răng(hình trụ, côn, răng sóng ): bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một cách có chu kỳ của các răng bánh răng. Đặc tính của lắp ghép bề mặt trơn được xác định bởi hiệu số kích thước bề mặt bao và bị bao. Hay nói cách khác, phụ thuộc vào vị trí tương quan miền dung sai của lỗ và trục lắp ghép được chia làm 3 loại: Lắp ghép có độ hở Lắp ghép trung gian Lắp ghép có độ dời Dưới đây là sơ đồ phân bố của miền dung sai với lỗ là lỗ cơ bản: Lắp ghép có độ hở là lắp ghép khi mà độ hở được đảm bảo trong mối ghép ( hay nói cách khác miền dung sai của lỗ ở trên miền dung sai của trục) với các đặc tính sau: Smax= Dmax- dmin = ES - ei độ hở lớn nhất Smin = Dmin - dmax = EI - es độ hở nhỏ nhất Stb= (Smax + Smin)/2 độ hở trung bình Smin có thể bằng 0 Lắp ghép có độ dôi là lắp ghép khi mà độ dôi được bảo đảm trong mối ghép (miền dung sai của lỗ nằm dươí miền dung sai của trục) với các đặc tính sau Nmax= dmax- Dmin = es- EI Nmin = dmin - Dmax = ei- ES Ntb= (Nmax + Nmin)/2 độ dôi trung bình
8 3 2 d T d b t T s e N s e i D e T = i S e E 0 + EI=0 0 - b t s e S ) d i ( e D d T 1 Lắp ghép trung gian: -Lắp ghép khi mà có thể nhận được độ hở cũng như là độ dôi (miền dung sai của lỗ và trục có thể giao nhau một phần hoặc toàn bộ) với các đặc tính: Smax = Dmax - dmin = ES - ei Nmax= dmax - Dmin = es- EI Do độ không chính xác khi thực hiện kích thước của lỗ và trục nên độ hở và độ dôi trong mối ghép ddược tính toán xuất phát từ yêu cầu khai thác có thể không được đảm bảo đúng, do đó xuất hiện dung sai lắp ghép: Dung sai lắp ghép: hiệu giữa độ hở cho phép lớn nhất và nhỏ nhất (dung sai độ hở TS trong lắp ghép có độ hở) hoặc là giữa độ dôi cho phép lớn nhất và nhỏ nhất (dung sai độ dôi TN trong lắp ghép có độ dôi) TS= Smax - Smin TN = Nmax - Nmin Trong lắp ghép trung gian, dung sai lắp ghép được xác định bằng tổng các giá trị tuyệt đối của độ dôi lớn nhất và độ hở lớn nhất. TN,S= Smax + Nmax Đối với tất cả các loại lắp ghép, dung sai lắp ghép bằng tổng số lượng dung sai của lỗ và trục: TS = TD + td; TN = TD + td; TN,S = TD + td
9 1.3.3. Dãy số ưu tiên Nhằm mục đích tiêu chuẩn hoá và thống nhất hoá các thông số và kích thước máy, các bộ phận và chi tiết của chúng người ta lập ra các dãy số ưu tiên ( dãy thứ nhất của ưu tiên hơn dãy thứ 2, dãy thứ 2 hơn dãy thứ 3 ) phổ biến nhất là sử dụng các dãy số ưu tiên được xây dựng theo cấp số nhânvà n thuận tiện nhất là các cấp số nhân có số đầu là 1 và công bội n= 10 Theo chỉ dẫn của ISO sử dụng 4 dãy số ưu tiên với công bội như sau: 5 10 =1,58491,6 đối với dãy R5; (1,00; 1,60; 2,50; 4,00 ) 10 10 =1,25891,26 đối với dãy R10; (1,00; 1,25; 1,60; 2,00 ) 20 10 =1,12201,12 đối với dãy R20; (1,00; 1,12; 1,25; 1,40 ) 40 10 =1,05931,06 đối với dãy R40; (1,00; 1,06; 1,12; 1,18 ) Trong các trường hợp riêng rẽ có cơ sở cho phép sử dụng dãy R80 với = 80 10 và các dãy dẫn suất ví dụ R10/3; 1; 2; 4; 8 bắt đầu từ bất kỳ 1 số nào hoặc trong từng khoảng có giá trị khác nhau.
10 Chương 2. SAI LỆCH CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA CÁC BỀ MẶT CHI TIẾT 2.1.CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Định nghĩa: Chất lượng sản phẩm là tập hợp các tính chất và chỉ tiêu, xác định tính thích hợp của sản phẩm bảo đảm các yêu cầu cụ thể phù hợp với chức năng của chúng. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào trình độ kỹ thuật của ngành chế tạo máy và các lĩnh vực riêng rẽ của nó. Các chỉ tiêu chất lượng để đánh giá sản phẩm ở bất kỳ dạng nào: Chỉ tiêu công dụng, được đặc trưng bởi hiệu suất có ích khi sử dụng sản phẩm Chỉ tiêu tin cậy và bền-chỉ tiêu công nghệ Chỉ tiêu thẩm mỹ Chỉ tiêu về tiêu chuẩn hoá và thống nhất hoá Chỉ tiêu kinh tế Chỉ tiêu về sáng chế Đối với công nghệ chế tạo máy và chế tạo dụng cụ các đặc tính khai thác của máy và các cơ cấu là những chỉ tiêu chất lượng có hiệu quả nhất của chúng. Các đặc tính khai thác lại phụ thuộc vào mức độ ( trình độ) kỹ thuật của nền công nghiệp chế tạo máy. Các chỉ tiêu khai thác đó như là: Độ tin cậy, độ bền, chất lượng động của máy, chỉ tiêu công thái học (khoa học về lao động), tính kinh tế của việc khai thác. Nhằm mục đích làm cho chất lượng sản phẩm ngày được nâng cao nhà nước ta ban hành 3 mức đánh giá sản phẩm: Cao cấp (được cấp dấu chất lượng) Loại I Loại II Đối với loại II phải loại bỏ và không được khuyến khích sản xuất. 2.2.KHÁI NIỆM VỀ SAI SỐ GIA CÔNG Chất lượng chi tiết sau khi gia công được đánh giá thông qua giá trị các thông số hình học, động học, cơ học, lí hoá học của chi tiết. Các giá trị đó hoàn toàn được xác định bởi quá trình gia công tạo thành chi tiết. Trong loạt
11 chi tiết gia công thì giá trị của một thông số nào đó thường khác nhau và khác với mong muốn. Sở dĩ có sợ sai khác đó là do tác động của các sai số xuất hiện trong quá trình gia công, chính là các sai số gia công. Định nghĩa: Trị số diễn tả mức độ khác nhau giữa chi tiết gia công và bản vẽ thiết kế gọi là sai số gia công. Phân loại sai số gia công: Theo dạng thông số: Sai số kích thước, sai số hình dáng, vị trí, độ nhám bề mặt Theo qui luật xuất hiện sai số: (đăch tính biến thiên) Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên. 2.2.1. Sai số hệ thống Định nghĩa: Sai số xuất hiện một cách cố định ( sai số do gá đặt) đối với cả loạt hoặc thay đổi theo một qui luật nhất định (mài dao) khi chuyển từ chi tiết gia công này sang chi tiết gia công tiếp theo sau. Như vậy sai số hệ thống bao gồm: Sai số hệ thống cố định: trị số và dấu của sai số không thay đổi suốt quá trình gia công loạt. Sai số hệ thống thay đổi: là loại sai số hệ thống biến đổi theo một qui luật xác định đối với thời gian gia công. 2.2.2. Sai số ngẫu nhiên Định nghĩa: Sai số xuất hiện một cách ngẫu nhiên (do tổng hợp nhiều yếu tố ảnh hưởng, do độ dư gia công không đều) không theo một qui luật nào cả đối với các chi tiết khác nhau trong một loạt có các trị số khác nhau. Nguyên nhân gây ra sai số ngẫu nhiên là nguyên nhân tác động lúc ít, lúc nhiều, lúc có, lúc không. 2.3. QUY LUẬT XUẤT HIỆN KÍCH THƯỚC THỰC TẾ TRONG CHẾ TẠO Sai số gia công mang đặc tính ngẫu nhiên làm cho kích thước tạo thành trong quá trình gia công cũng biến đổi ngẫu nhiên. Ta gọi kích thước gia công là một đại lượng ngẫu nhiên. Để nghiên cứu đại lượng ngẫu nhiên kích thước ta phải dùng thống kê xác suất-là môn toán học chuyên nghiên cứu các đại lượng ngẫu nhiên. Giả sử khi ta gia công một lô chi tiết N (chiếc) trên một máy đã điều chỉnh sẵn kích thước( thường trong ngành CTM N=60 100), do ảnh hưởng n của nhiều yếu tố chỉ có n chiếc đạt yêu cầu ta nói xác suất sẽ là  . N
12 Tính phụ thuộc giữa các giá trị số của đại lượng ngẫu nhiên và xác suất xuất hiện của chúng được xác định bởi qui luật phân bố xác suất của đại lượng ngẫu nhiên. Đặc tính phân tán của các giá trị thực nghiệm của đại lượng ngẫu nhiên trong đa số các trường hợp gần tương ứng với 1 qui luật phân bố lý thuyết nào đó. Ví dụ: Sự tản mát của các giá trị khoảng chênh lệch tâm độ không đồng trục, sai lệch mặt đầu và hướng kính, độ không song song và không vuông góc của 2 bề mặt, độ không cân bằng là những giá trị dương có thể tương ứng với qui luật tâm sai hoặc qui luật Mácxben. Sự tản mát độ không tin cậy của máy theo qui luật Veibull hay là qui luật số mũ. Sự phân tán giá trị của đại lượng ngẫu nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố khi đó nó tuân theo qui luật phân bố chuẩn (qui luật Gauce). Thực nghiệm thấy rằng: Sự tải mát của sai lệch chế tạo hoặc là đo các kích thước dài và góc sai lệch khối lượng chi tiết, đại lượng độ cứng và các đại lượng vật lý và cơ khác đặc trưng cho tính chất của vật liệu gần đúng tuân theo qui luật phân bố chuẩn. Ta đi vào cụ thể xét qui luật phân bố chuẩn đối với trường hợp khi gia công một lô N chi tiết được chế tạo theo một kích thước nhất định. Như đã học trong chương trình toán cao cấp. Mật độ phân bố xác suất theo (x a) 2 1 2 qui luật phân bố chuẩn là y e 2  2 trong đó: x - là đại lượng ngẫu nhiên x a - sai lệch trung bình số học a  i N N (x a) 2  - sai lệch bình phương trung bình   i i 1 N Đồ thị đường cong phân bố chuẩn Xác suất xuất hiện các kích thước x trong khoảng [x1,x2] x x (x a) 2 2 2 1 2 P(x x x ) ydx .e 2 dx S 1 2  2 x1 x1 x a đặt = z => dx =  dz 
13 y S a x -3 x1 x2 3 z 2 z2 1 2 ta có: P(x1<x< x2) = c dz (Z ) (Z ) z1 2 2 1 Các giá trị (z) được tính sẵn trong bảng hàm Laplace. Qua bảng này ta thấy rằng, nếu -3 <x<+3 tức là -3 <z<3 thì: P(x1 x x2) (3) ( 3 ) 2(3) 0,9973 1. Với xác xuất như thế có nghĩa là trong 10.000 trường hợp chỉ 27 trường hợp ở ngoài. Như vậy với khoảng -3 <x<+3 xác suất xuất hiện kích thước có thể coi là 100%, hay nói cách khác hầu như kích thước chi tiết chỉ nằm trong miền trên mà thôi. Theo khái niệm về “sai số gia công” nêu trên thì có thể nói miền 6 là đặc trưng cho sai số gia công hay “độ chính xác gia công” kích thước chi tiết. Miền 6 càng lớn thì sai số gia công càng lớn, độ chính xác gia công càng thấp; miền 6 càng nhỏ thì sai số gia công càng bé, độ chính xác gia công càng cao. Ta thấy rằng: chi tiết đạt yêu cầu là chi tiết có kích thước nằm trong miền dung sai (TD) và loạt chi tiết gia công đạt yêu cầu khi miền phân tán kích thước của loạt (6 ) nằm trong miền dung sai; như vậy: Nếu tâm PB  tâm DS thì khi TD 6 - sẽ không có phế phẩm khi TD < 6 - sẽ có phế phẩm Còn nếu tâm PB # tâm DS có thể có phế phẩm ngay cả khi TD 6 , tuy nhiên phế phẩm này ta có thể khắc phục được vì nguyên nhân gây ra chúng là sai số hệ thống cố định.
14 T©m PB y -3 3 x T©m DS Dmin TD Dmax Qua những khảo sát và phân tích trên ta rút ra kết luận: - ứng với các kích thước càng gần kích thước trung bình (TPB) thì số chi tiết xuất hiện càng nhiều và càng xa kích thước trung bình thì chi tiết xuất hiện càng ít. - Hầu hết các chi tiết gia công trong loạt đều có kích thước nằm trong miền 6 . Muốn cho kích thước của loạt chi tiết gia công đạt yêu cầu thì ít nhất phải có điều kiện 6 TD.
15 2.4.SAI LỆCH HÌNH DÁNG, VỊ TRÍ CỦA CÁC BỀ MẶT Trong quá trình gia công, không chỉ kích thước mà hình dạng và vị trí các bề mặt của chi tiết cũng bị sai lệch. Sai lệch hình dạng và vị trí các bề mặt chi tiết cũng ảnh hưởng lớn đến chức năng sử dụng của chi tiết máy và bộ phận máy. Các dạng sai lệch, cách xác định giá trị và ghi kí hiệu sai lệch và dung sai của chúng trên bản vẽ theo TCVN 2520-78 và TCVN 10-85. 2.4.1. Sai lệch hình dáng bề mặt a. Độ thẳng: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôfin thực tới đường thẳng áp trong giới hạn của phần chuẩn. 0.1/300 ký hiÖu : - b. Độ phẳng: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của bề mặt thực tới mặt phẳng áp trong giới hạn của phần chuẩn. 0.08 ký hiệu :  c. Độ tròn: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôfin thực tới vòng tròn áp trong giới hạn của phần chuẩn. ký hiệu : O D1 0.05 0.1 0.03 2 D =D1-D2 Trường hợp đặc biệt: Độ ô van và Độ cạnh
16 d. Độ trụ: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của bề mặt thực tới trụ áp trong giới hạn của phần chuẩn. Ký hiệu : O đ. Sai lệch prôfin theo mặt cắt dọc trục: là khoảng cách lớn nhất từ các điểm của prôfin thực đến phía tương ứng của prôfin áp. ký hiệu = Trường hợp đặc biệt: Độ côn = (D1 - D2)/2. Độ trống = (D1 - D2)/2. Độ yên Độ cong trục 2.4.2. Sai lệch vị trí giữa các bề mặt a, Độ song song: - Sai lệch về độ song song của mặt phẳng là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa các mặt phẳng áp trong giới hạn của phần chuẩn. - Sai lệch về độ song song các đường tâm là tổng hình học các sai lệch về độ song song các hình chiếu của đường tâm lên 2 mặt phẳng vuông góc. Ký hiệu // b, độ vuông góc: Ký hiệu  c, Độ đồng trục: Ký hiệu Ký hiệu cũ d, Độ đối xứng: Ký hiệu – Ký hiệu cũ  đ, Độ lệch trục ( bề mặt đối xứng) khỏi vị trí danh nghĩa Ký hiệu cũ +
17 e, Độ giao nhau của trục: sai lệch về độ giao nhau của trục là khoảng cách nhỏ nhất giưa các đường trục giao nhau danh nghĩa. Ký hiệu Ký hiệu cũ X f, Độ đảo : Ký hiệu  Bao gồm: - Độ đảo hướng tâm là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôfin thực của bề mặt quay tới đường tâm chuẩn trong mặt cắt vuông góc với đường tâm chuẩn. - Độ đảo mặt đầu là hiệu khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ các điểm của prôfin thực của mặt đầu tới mặt phẳng vuông góc với đường tâm chuẩn. Theo TCVN 384-93 thì dung sai hình dạng và vị trí bề mặt được qui định tuỳ thuộc vào cấp chính xác của chúng. Tiêu cuẩn qui định theo 16 cấp chính xác hình dạng và vị trí bề mặt và ký hiệu từ 1 -> 16 theo chiều giảm dần của độ chính xác. Cấp chính xác hình dạng và vị trí thường được chọn dựa vào phương pháp gia công bề mặt. Sau khi đã xác định được cấp chính xác, dựa vào kích thước danh nghĩa tra dung sai hình dạng và vị trí bề mặt theo các bảng tiêu chuẩn. Đối với bề mặt trụ thì cấp chính xác hình dạng có thể dựa vào quan hệ giữa ccx hình dạng và ccx kích thước và độ ccx hình học tương đối của hình dạng bề mặt như bảng dưới đây. Độ chính Cấp chính xác kích thước xác hình IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 học tương đối Cấp chính xác hình dạng Thường 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hơi cao 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cao 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đặc biệt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 cao 2.5. NHÁM BỀ MẶT Định nghĩa: Nhám bề mặt là tập hợp các nhấp nhô của bề mặt có bước tương đối nhỏ và được xét trong giới hạn chiều dài chuẩn. Để phân biệt rõ xem xét prôfin bề mặt sau gia công như hình dưới, ở đó có các loại mấp mô khác nhau:
18 - Những mấp mô có tỉ số giữa bước mấp mô (p) và chiều cao mấp mô (h) bé hơn hoặc bằng 50 thì thuộc về nhám bề mặt, mấp mô có chiều cao h3. - Những mấp mô mà 50 p/h 1000 thuộc về sóng bề mặt, mấp mô có chiều cao h2. - Những mấp mô mà p/h> 1000 thuộc về sai lệch hình dạng, mấp mô có chiều cao h1. Si Smi §êng låi giíi h¹n x a m y bi i i H 0 x 0 a n m i x a R m m i R H % x = a P m n i i h m §êng lâm giíi h¹n i h Một số định nghĩa để nghiên cứu nhám bề mặt Đường trung bình 0 - 0 là đường có dạng Prôphin thực sao cho trong giới hạn chiều dài chuẩn l tổng bình phương các khoảng cách từ Prôphin thực đến nó có giá trị nhỏ nhất. Độ dài cơ sở ( chiều dài chuẩn) l - độ dài của một khoảng bề mặt được chọn để đo độ nhám phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng bề mặt đó . 2.5.1. Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt: Sai lệch trung bình số học Ra là trung bình số học giá trị tuyệt đối của sai lệch Prôphin yi so với đường trung bình trong giới hạn độ dài cơ sở. 1 l 1 n Ra = ydx  yi l 0 n i 1 Chiều cao trung bình của các mấp mô Rz - giá trị trung bình tuyệt đối độ cao của 5 mõn lồi lớn nhất H i max và độ sâu của 5 phần lõm lớn nhất Hi min trong giới hạn của độ dài cơ sở. 5 5 5 5  H i max  H i min hi max hi min i 1 i 1 Rz = Hay là: Rz = 5 5
19 Chiều cao lớn nhất của các mấp mô R max - khoảng cách giữa điểm cao nhất của phần lồi và điểm thấp nhất của phần lõm trong độ dài cơ sở. Bước trung bình của các mấp mô theo đường trung bình S m là giá 1 n trị trung bình của các bước mấp mô trong độ dài cơ sở Sm =  S mi n i 1 Bước trung bình của các mấp mô theo đỉnh S- giá trị trung bình của các khoảng cách giữa các đỉnh mấp mô đặc biệt trên độ dài cơ sở S = 1 n  Si n i 1 Chiều dài tựa tương đối của Prôphin tp n  p tp = 100% ; p bi l i 1 Ở đây  p - chiều dài tựa của Prôphin được xác định trên Prôphin cách đường lồi giới hạn 1 khoảng p Ký hiệu độ nhám Thông số độ nhám; 2- Ký hiệu ( dấu); 3- Dạng gia công bề mặt và các chỉ dẫn khác; 4- Độ dài cơ sở; 5- Ký hiệu hướng mấp mô 3 Ra 0,1 2 Sm 0,63 0,40 1 4 t5080 10% 0,8 Độ dài cơ 0,25 sở của tp 5 M Cụ thể: Ở đây p = 50 % Rmax 1,25 Nếu ký hiệu thì Ra = 1,25, l= 0,8 mm l- được chọn theo tiêu chuẩn phụ thuộc vào Ra và Rz Nếu dấu - có nghĩa là phương pháp tạo bề mặt không qui định - bề mặt được gia công bằng cắt gọt - bề mặt tạo thành không bằng phương pháp cắt gọt
20 Theo tiêu chuẩn Việt nam 2511 - 78 qui định có 14 cấp độ nhám bề mặt ký hiệu từ 1 đến 14 theo chiều giảm dần của độ nhám ( hay là theo chiều tăng của cấp độ bóng) Một số ví dụ ký hiệu các cấp độ bóng thường sử dụng khi thiết kế Các bề mặt còn lại không ký hiệu nếu cùng cấp độ bóng thì có thể ký hiệu gộp lại trên góc bản vẽ. Ví dụ Rz 40
21 Chương 3. DUNG SAI, LẮP GHÉP CÁC BỀ MẶT TRỤ TRƠN 3.1. CƠ SỞ ĐỂ QUI ĐỊNH DUNG SAI CÁC KÍCH THƯỚC 3.1.1. Quan hệ giữa dung sai và kích thước gia công Thực nghiệm thấy rằng khoảng tản mát của kích thước phụ thuộc vào đường kính, kích thước gia công. Có thể sử dụng mối liên hệ R = C n d trong đó: R - khoảng tản mát của kích thước, mm d - đường kính, kích thước gia công, mm n và C - Các hệ số Ví dụ làm trên máy tiện thì n = 2.5 3,5. Như trên ta đã nghiên cứu thấy rằng để cho phế phẩm là ít nhất thì ta nên chọn dung sai TD~R. Dưới đây là đồ thị phụ thuộc của độ tản mát vào đường kính. (TD) R n R=C d d Đồ thị phụ thuộc của dung sai vào đường kính Từ đồ thị kết luận: Cùng cấp chính xác các kích thước khác nhau có dung sai khác nhau 3.1.2. Phân khoảng kích thước Trong hệ thống dung sai ISO toàn bộ khoảng cách kích thước danh nghĩa đến 500mm được chia ra làm 13 khoảng: đến 3; > 3 đến 6; >6 đến 10; >10 đến 18; 400 đến 500. Còn kích thước từ 500 đến 3150mm - làm 8 khoảng. Nguyên tắc phân khoảng kích thước: sao cho dung sai tính theo kích thước biên so với dung sai tính theo kích thước trung bình của khoảng, khác nhau từ 5 đến 8%.
22 3.1.3. Đơn vị dung sai và cấp chính xác Giá trị của miền dung sai IT được xác định theo cấp chính xác theo công thức: ITx = a.i ở đây: x - số thứ tự của cấp chính xác i - đơn vị dung sai; i = 0,45 3 D 0,001D đối với KT từ 1 đến 500mm. i=0,004D+2,1 đối với KT lớn hơn 500mm đến 3150mm. D = D1D2 ; D1D2 giá trị đầu và cuối của khoảng kích thước. a - hệ số tương đối của cấp chính xác chọn từ dãy R5 (cùng cấp chính xác, cùng hệ số a). Như vậy a là hệ số phụ thuộc vào mức độ chính xác kích thước. TCVN 2244-99 qui định 20 cấp chính xác kí hiệu ITO1; ITO, IT1 , IT118 đối với KT đến 3150mm. Cụ thể: - IT01,IT0 : dành cho tương lai - IT1IT4 dùng cho các KT yêu cầu độ chính xác rất cao như các KT của mẫu chuẩn, KT chính xác cao của chi tiết trong dụng cụ đo. - IT5,IT6 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí chính xác. - IT7,IT8 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí thông dụng. - IT9IT11 thường sử dụng trong lĩnh vực cơ khí lớn (chi tiết có KT lớn). - IT12IT16 thường sử dụng đối với những KT chi tiết yêu cầu gia công thô. CCX IT5 IT6 IT7 IT IT9 IT17 IT18 8 a 7 10 16 25 40 1600 2500 3.1.4. Sai lệch cơ bản sử dụng trong hệ ISO Để tạo nên mối ghép với độ hở và độ dôi khác nhau trong hệ ISO đối với kích thước đến 500mm sử dụng 27 kiểu sai lệch cơ bản của trục và lỗ. Ký hiệu: a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, j(jz), k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc. Sau đây là sơ đồ phân bố miền dung sai
23 A B H zc C js 0 + k 0 - K c ZC d , b h D a Sai lệch A-H (a-h) dùng để tạo miền dung sai trong mối ghép có độ hở Sai lệch J-N(j,n) dùng để tạo miền dung sai trong mối ghép trung gian Sai lệch P-ZC(p-zc) dùng để tạo miền dsai trong mối ghép có độ dôi với trục cơ bản hoặc lỗ cơ bản tương ứng. Trị số các sai lệch cơ bản ứng với các KT khác nhau được qui định theo TCVN 2244-99. 3.2.LẮP GHÉP CÁC CHI TIẾT HÌNH TRỤ TRƠN 3.2.1. Hệ thống lắp ghép a. Hệ thống lỗ: Để có được mối ghép cần thiết ta cần chọn miền dung sai của trục tương ứng, còn miền dung sai của lỗ cơ bản không thay đổi. Lỗ cơ bản là lỗ mà sai lệch dưới của nó = 0 hay là kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng kích thước danh nghĩa. H h d d , , D D b. Hệ thống trục: Định nghĩa ngược lại Sơ đồ phân bố miền dung sai: Để nhận được các mối ghép khác nhau trong hệ lỗ và trục Khi nào chọn hệ thống trục khi nào chọn hệ thống lỗ?
24 Trong mọi trường hợp phải sử dụng hệ lỗ, chỉ sử dụng hệ trục khi cấu trúc không cho phép dùng hệ lỗ. ví dụ bởi vì các dao để gia công lỗ như là dao chuốt, khoét, khoan là những dao đắt tiền với kích thước cố định phải sử dụng hệ lỗ để giảm được số lượng dao cần thiết còn đối với trục chỉ cần 1 dao là có thể gia công được các kích thước khác nhau với dung sai khác nhau để nhận được mối ghép tương ứng. Chọn hệ thống trục khi: - Kết cấu không cho phép. - Gia công cắt gọt những trục KT nhỏ, đặc biệt là <1mm là khó và đắt hơn là gia công lỗ nhỏ. Các lắp ghép được hình thành theo hệ thống trục hoặc lô được gọi là các lắp ghép tiêu chuẩn. Hình thành 3 nhóm lắp ghép tiêu chuẩn như sau (cụ thể xem TCVN 2245-99): - Nhóm lắp ghép có khe hở gồm các lắp ghép : H/a;H/b; H/h. và A/h; B/h H/h. Độ hở của lắp ghép giảm dần từ H/a đến H/h. - Nhóm lắp ghép trung gian gồm các lắp ghép : H/js;H/k;H/m;H/n. và Js/h; K/h;M/h;N/h. Độ dôi của lắp ghép tăng dần từ H/js đến H/n. - Nhóm lắp ghép có độ dôi gồm : H/p;H/r;H/s;H/t;H/u;H/;H/z và P/h; R/h;S/h;T/h;V/h. Độ dôi của lắp ghép tăng dần từ H/p đến H/z. 3.2.2. Chọn lắp ghép hình trụ trơn Trong TCVN các lắp ghép phải sử dụng trong hệ lỗ hoặc hệ trục. Nên ưu tiên sử dụng hệ lỗ, hệ trục chỉ khi cần thiết. Trong các bảng 13 -18 TCVN (I) đưa ra các lắp ghép cơ bản. Nếu sử dụng các mối lắp ghép khác không có trong bảng cần bảo đảm điều kiện: Các lắp ghép được sử dụng trong hệ lỗ hoặc hệ trục Dung sai của lỗ phải lớn hơn của trục và chênh lệch đó không vượt quá 2 cấp chính xác Các phương pháp được sử dụng trong việc chọn dung sai của mối ghép hình trụ trơn: Phương pháp tương tự Phương pháp đồng dạng Phương pháp tính toán
25 3.2.3. một số ví dụ sử dụng các dạng lắp ghép a, Đối với nhóm lắp lỏng Lắp ghép H/h ( Smin =0 ; Smax = TD + td) dùng chủ yếu cho các cặp với độ định tâm và dẫn hướng cao, trong mối ghép cho phép quay và dịch chuyển dọc khi hiệu chỉnh và đôi khi trong lúc làm việc. Có thể sử dụng chúng thay mối ghép trung gian. Đối với các chi tiết quay chỉ sử dụng các mối ghép này ở tốc độ và tải trọng nhỏ. Mối ghép H6/ h5 - dùng đối với trường hợp định tâm cao. Ví dụ: trục đuôi vào thân ụ sau máy tiện, các bánh răng đo trên các trục chính của dụng cụ đo bánh răng. Mối ghép H7/h6 sử dụng khi độ định tâm đòi hỏi không cao (Các bánh răng thay thế trong máy, lỗ lắp ổ bi, các bạc dẫn hướng thay thế) Mối ghép H8/h7 - đối với các bề mặt định tâm không đòi hỏi độ đồng tâm cao. Các mối ghép H/h 9-12 cấp chính xác đối với mối ghép với yêu cầu định tâm thấp. Ví dụ: lắp ghép của bánh đai, bánh răng, li hợp và các chi tiết khác trên trục bằng then khi truyền chuyển động quay. Mối ghép H5/g4; H6/g5 và H7/g6 có độ hở được bảo đảm nhỏ nhất. Dùng cho các mối ghép động chính xác. Ví dụ van trượt trong máy khoan thuỷ lực, trục chính trong ụ đầu phân độ, trong các cặp pít tông Mối ghép động H7/f7 - trong các ô trượt của các động cơ công suất nhỏ và vừa, trong động cơ đốt trong, trong hộp số của máy cắt gọt Mối ghép H7/e8; H8/e8; H7/e7 và các mối ghép tương tự chúng có chính xác IT8 và IT9 bảo đảm mối ghép động khi ma sát lỏng. Sử dụng chúng cho các trục quay nhanh của các máy lớn. Mối ghép H7/c8 và H8/c8 - sử dụng đối với mối ghép không đòi hỏi độ định tâm cao. Sử dụng đối với các chi tiết trong mối ghép có hệ số dãn dài ở t0 cao khác nhau ví dụ Tuốc bin hơi, động cơ b, Đối với các nhóm lắp trung gian Các mối ghép trung gian H/J s, H/k, H/m, H/n sử dụng trong các mối ghép cố định để định tâm chi tiết khi cần thiết có thể dịch chuyển hoặc thay thế. Mối ghép H/n sử dụng trong mối ghép khi truyền lực lớn, có va đập và rung động, cũng như là các bạc thành mỏng không cho phép sử dụng các chi tiết kẹp chặt. Lắp các mối ghép chi tiết vào mối ghép bằng máy ép.
26 Mối ghép H/m có độ dôi trung bình nhỏ hơn trường hợp trước do đó sử dụng khi tải trọng tĩnh đáng kể hoặc tải trọng động nhỏ. Mối ghép H/k có độ hở trung bình gần bằng 0 do đó bảo đảm định tâm tốt (Mối ghép của bánh đai, bánh răng bằng then). Mối ghép H/js sử dụng chúng đối với các chi tiết của các cụm thường tháo dỡ, cũng như trong các trường hợp khi mà lắp ráp khó khăn. c, Đối với các nhóm lắp có độ dôi H7/p6 - đối với các mối ghép của các chi tiết thành mỏng và khi tải trọng tác động không lớn. H7/r6 - các mối ghép của bạc dẫn hướng khoan với thân dẫn hướng bạc thanh truyền với thanh truyền. H7/s6 - Đối với mối ghép của trục dẫn hướng trung tâm của cần trục với đế. H7/u7 - Các mối ghép của may ơ và vành bánh của bánh răng trục vít, bạc của ổ bi trượt. H8/x8; H8/z8 - có độ dôi lớn sử dụng khi tải trọng lớn. 3.2.4. Ghi kích thước cho chi tiết và lắp ghép Trên bản vẽ các sai lệch giới hạn được ghi ký hiệu bằng chữ hoặc bằng số (theo mm) bên cạnh kích thước danh nghĩa. Sai lệch trên thì ghi ở trên, sai lệch dưới thì ghi ở phía dưới, sai lệch =0 thì không ghi. Sai lệch trên và dưới bằng nhau về trị số và ngược dấu thì chỉ ghi trị số và dấu ở phía trước. Kí hiệu lắp ghép được ghi dưới dạng phân số bên cạnh kích thước danh nghĩa. -0,025 +0,025 +0,025 -0,050 -0,025 -0,050 +0,16 -0,025 +0,025 -0,16 -0,050 H11 +0,16 h11 -0,16
27 3.3.DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP Ổ LĂN 3.3.1. Dung sai cấp chính xác của ổ lăn Kết cấu ổ lăn bao gồm vòng trong, vòng ngoài, bi và vòng cách (nếu có). Thông số cơ bản của ổ lăn là độ hở hướng tâm (giữa bi và các đường chạy của bi). Nó không những phụ thuộc vào độ chính xác khi lắp ráp ổ bi mà còn phụ thuộc vào lắp ghép lên trục và vào thân máy. TCVN 1484-85 qui định 5 cấp chính xác : 0; 6; 5; 4;2. Việc chọn cấp chính xác ổ lăn phụ thuộc vào độ chính xác khi quay và các điều kiện làm việc của cơ cấu. Sử dụng như sau: - C.c.x 0 và 6 sử dụng trong CTM thông thường. - C.c.x 5 và 4 sử dụng trong trường hợp cần độ chính xác quay cao và số vòng quay lớn. Ví dụ ổ trục động cơ cao tốc, ổ trục chính máy mài và những máy chính xác khác. - C.c.x 2 dùng cho những dụng cụ đo chính xác và các máy siêu chính xác. CCX chế tạo ổ thường được ghi ký hiệu cùng với số hiệu ổ, ví dụ 6- 205. Đối với CCX 0 không ghi. CÊp chÝnh x¸c CÊp chÝnh x¸c 0 6 5 4 2 0 6 5 4 2 0 0 0 0 d D i g µ n o o g r t n K K . . § § Sơ đồ phân bố miền dung sai của d , D phụ thuộc cấp chính xác
28 3.3.2. Lắp ghép ổ lăn Lắp ghép vòng ngoài ổ lăn D với thân máy theo hệ thống trục. Lắp ghép vòng trong ổ lăn d với trục theo hệ thống lỗ nhưng miền dung sai đường kính vòng trong ổ lăn không hướng lên như bình thường mà hướng xuống nhằm mục đích nhận được mối ghép có độ dôi không lớn mà không cần phải lắp ghép đặc biệt mà chỉ cần miền dung sai của trục là n6, m6, k6, j s6 hoặc là các miền này với cấp chính xác IT4, IT5 là có thể được. 47 G7 0 12 0 0 0 0 5 0 6 1 h6 = = -15 -15 d D -19 Không sử dụng các dạng lắp ghép với độ dôi lớn vì các vòng ổ lăn thành mỏng và khó nhận được độ hở hướng tâm theo yêu cầu. 3.3.3. Chọn lắp ghép ổ lăn Chọn lắp ghép phụ thuộc vào: Dạng và kích thước ổ lăn, điều kiện làm việc của nó, độ lớn và đặc tính của các tải trọng tác dụng lên nó và dạng của tải trọng vòng bi. Phân biệt 3 dạng cơ bản tải trọng trong của các vòng bi: Cục bộ, chu kỳ và dao động. Tải trọng cục bộ: Khi tải trọng hướng tâm Fr được thu nhận bởi một phần giới hạn của đường lăn và được truyền cho một phần bề mặt lắp ghép của trục hoặc thân tương ứmg. Lúc nầy lực Fr cố định hoặc Fr quay cùng tốc độ với vòng. Fr >Fc Fr >Fc Côc bé dao ®éng Fc Chu kú Fc Fr Fr Fr Chu kú Chu kú dao ®éng Tải trọng chu kỳ: Khi tải trọng hướng tâm Fr được thu nhận bởi toàn bộ đường lăn và được truyền cho toàn bộ bề mặt lắp ghép của trục hoặc
29 thân tương ứng. Nó có thể là trường hợp vòng quay quanh lực Fr hướng không đổi hoặc là khi lực hướng tâm Fc quay tương đối quanh vòng. Tải trọng dao động: Là lúc mà nó chịu một lực hướng tâm tác động vào một phần đường lăn nhưng điểm đặt của lực có dao động trong một Fr >Fc Fr >Fc Fr <Fc Fc Vßng ®øng yªn:dao ®éng Fc Vßng quay: chu kú Fr <Fc Fr Vßng ®øng yªn: chu kú Fr Vßng quay nÕu cïng tèc ®é Fc th× lµ côc bé phần đường lăn ấy theo chu kỳ quay của lực. Đối với vòng chịu tải trọng cục bộ chọn mối ghép lỏng, chu kỳ chọn lắp chặt, dao động chọn trung gian. Mối ghép của các vòng chịu tải trọng cục bộ và dao động chọn theo bảng trong tiêu chuẩn. Còn lắp ghép của các vòng chịu tải trọng chu kỳ chọn theo cường độ tải trọng sau đó dựa vào bảng tra ra. R Cường độ tải trọng được tính: PR = .Kd.F.F ( N/mm) B A ở đây: R- Tải trọng tác dụng lên ổ; N Kd - Hệ số động lực học của lắp ghép F - Hệ số tính đến mức giảm độ dôi của lắp ghép do ảnh hưởng của trục rỗng hoặc thành mỏng. FA - Hệ số phân bố không đều của lực hướng tâm khi có lực dọc trục A tác dụng ( đối với ổ lăn 2 dãy) Kd= 1 8 phụ thuộc vào đặc tính của tải (Kd = 1 khi quá tải đến 150%; Kd= 1,8 khi quá tải đến 300%) Đối với các cấp chính xác ổ lăn thường dùng các lắp ghép sau: Vòng trong với trục: 0;6: n6, m6, k6, js6, h6, g6, f7 4;5: n5, m5, k5, js5, h5, g5 Vòng ngoài với lỗ : 0;6: N7, M7, K7, Js7, H7, G7
30 4;5: N6, M6, K6, Js6, H6, G6 Khi lắp ghép mối ghép ổ lăn: Ký hiệu lắp ghép chỉ điền cho trục hoặc bạc còn của ổ lăn không điền. 3.4. KIỂM TRA KÍCH THƯỚC BẰNG DỤNG CỤ CHUYÊN DÙNG- CALÍP GIỚI HẠN 3.4.1. Kết cấu, phân loại calíp Công dụng: Calíp là dụng cụ chính để kiểm tra độ chính xác của chi tiết ( với cấp chính xác chi tiết từ IT5 -> IT7 ) được sản xuất hàng loạt hoặc hàng khối. Cấu tạo của calíp dựa trên nguyên tắc : d min d d max nghĩa là được cấu tạo bởi 2 đầu : Qua (Q) và không qua ( KQ) Theo hình dáng calíp phân thành: Calíp hàm để kiểm tra trục Q K Q Q Q Q Q K K KÝch thíc danh nghÜa cña chi tiÕt Q KQ Calíp nút để kiểm tra lỗ Theo chức năng phân thành: Calíp thợ: Dùng để kiểm tra chi tiết trong quá trình gia công (Q và KQ) Calíp kiểm: Dùng để kiểm tra calíp thợ K-Q- calíp kiểm qua K-KQ- calíp kiểm không qua KM- Q- calíp kiểm để kiểm tra độ mòn đầu qua của calíp thợ. 3.4.2. Dung sai kích thước calíp thợ Sơ đồ phân bố dung sai của calíp thợ đối với các kích thước đến 180mm CCX: IT5, 6, 7, 8
31 2 / 1 1 Y H H 2 / H 1 Z x x 1 a a H m m d D D D T T 2 / 1 H 2 H / H Z 1 H Y n i n i m m D d H(H1) - dung sai chế tạo calíp nút (hàm) Z(Z1) Sai lệch trung bình dấu qua của calíp nút (hàm) Y(Y1) lượng vượt kích thước cho phép của calíp nút (hàm) mòn đầu Q so với kích thước giới hạn nhỏ nhất (lớn nhất) của lỗ (trục). Với CCX IT9 IT18 lượng Y(Y1) thu hẹp đến kích thước giới hạn. Đối với các kích thước lớn hơn 180mm sơ đồ phân bố miền dung sai có trong bảng TCVN: có a(a1) miền an toàn bù cho sai số đo. Dung sai chế tạo và sai lệch dưới hạn kích thước calíp được qui định theo TCVN 2809-78 và TCVN 10-70. 3.4.3. Kích thước chế tạo calíp thợ Trên bản vẽ chế tạo, kích thước danh nghĩa của calíp là kích thước giới hạn mà nó tương ứng với lượng kim loại lớn nháat cho calíp. Do đó: Calíp nút: kích thước danh nghĩa là kích thước giới hạn lớn nhất. Sai lệch trện =0, sai lệch dưới có giá trị tuyệt đối bằng trị số dung sai chế tạo calíp. Calíp hàm: kích thước danh nghĩa là kích thước giới hạn nhỏ nhất. Sai lệch dưới =0, sai lệch trên có giá trị tuyệt đối bằng trị số dung sai chế tạo calíp. Đối với calíp thợ ở hình trên có các kích thước sau: Calíp nút: Q = (Dmin + Z + H/2)-H KQ = (Dmax + H/2)-H -H1 Calíp hàm: Q = (dmax - Z1 - H1/2) -H1 KQ = (dmin - H1/2) 0,033 Ví dụ: Tính toán kích thước của calíp nút để kiểm tra lỗ 30F8( 0,020 ) Tra bảng Z=0,005; H=0,004 Q = (30,02 + 0,005 + 0,004/2)-0,004=30,027-0,004 KQ = (30,033 + 0,004/2)-0,004=30,035-0,004
32 Chương 4. DUNG SAI, LẮP GHÉP CÁC MỐI GHÉP THEN, THEN HOA, CÔN, REN VÀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 4.1.DUNG SAI LẮP GHÉP THEN Mối ghép then của bạc, bánh đai, li hợp, tay nắm và các chi tiết máy khác với trục được dùng khi cần truyền mômen xoắn nhất định. Người ta sử dụng chúng khi mà không có yêu cầu cao tới độ định tâm của các chi tiết lắp ghép. Hình dưới là sơ đồ lắp ghép theo bề rộng then (b): có 3 kiểu lắp ghép then (TCVN 4216-864218-86) Lắp ghép tự do Lắp ghép bình thường Lắp ghép khít b D10 2 t 1 h t Js9 H9 d 2 t 1 h9 t h9 + - d d h9 N9 b P9 P9 miÒn dung sai cña then cña r·nh trªn trôc cña r·nh trªn b¹c S¬ ®å l¾p ghÐp theo bÒ réng then Đồng thời tiêu chuẩn qui định: sai lệch chiều cao then (h) theo h11; chiều sâu rãnh trên trục t 1; rãnh trên ống t 2 hoặc sai lệch kích thước d-t 1 và d+t2 và cũng như chiều dài then theo h14 và chiều dài rãnh trên trục theo H15. 4.2.DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP THEN HOA Mối ghép then hoa cho phép truyền được mômen xoắn lớn, có độ bền mỏi cao, độ chính xác định tâm và dẫn hướng. Điều đó đạt được bằng cách phân bố đều các răng theo vòng tròn và bằng độ chính xác cao kích thước, hình dáng và vị trí của chúng. Phụ thuộc vào prrôfin của răng, mối ghép then hoa chia thành:
33 Mối ghép then hoa dạng răng hình chữ nhật. Mối ghép then hoa dạng răng thân khai. Mối ghép then hoa dạng răng hình tam giác. Nhưng trong CTM hiện nay dùng phổ biến nhất là mối ghép then hoa dạng răng hình chữ nhật. Tiếp dưới đây chúng ta nghiên cứu dạng này. 4.2.1. Các phương pháp đồng tâm mối ghép then hoa 1. Đồng tâm theo đường kính trong d Sử dụng khi lỗ có độ cứng cao và không thể gia công nó bằng dao truốt tinh (mà chỉ có thể gia công bằng mài trong) hoặc là trục dài bị cong vênh nhiều sau nhiệt luyện. Phương pháp này bảo đảm độ đồng tâm cao, sử dụng nó thường cho mối ghép động. b D d a) b) c) 2. Đồng tâm theo đường kính ngoài D Sử dụng khi lỗ không nhiệt luyện hoặc khi độ cứng của nó cho phép sửa bằng truốt, còn trục-phay đến khi nhận được kích thước cuối cùng, đường kính ngoài của trục-mài. Phương pháp đồng tâm này đơn giản, kinh tế. Sử dụng nó đối với mối ghép cố định và cũng như mối ghép động chịu tải không lớn. 3. Đồng tâm theo bề rộng then hoa Sử dụng thích hợp khi truyền tải đổi dấu, mômen xoắn lớn và cũng như khi chuyển động đảo chiều. Phương pháp này bảo đảm sự phân bố đều tải trọng giữa các răng nhưng không bảo đảm độ đồng tâm cao do đó ít sử dụng. 4.2.2. Dung sai, lắp ghép then hoa, ký hiệu Dung sai, lắp ghép then hoa tương tự như đối với hình trụ trơn. Trong TCVN 2324-78 đưa ra một số miền dung sai lắp ghép thích hợp của then hoa phụ thuộc vào các phương pháp định tâm. Trị số sai lệch giới hạn của các miền dung sai chỉ dẫn theo TCVN 2245-99. Với các miền dung sai đã qui định ta có thể hình thành hàng loạt các
34 kiểu lắp đặc tính khác nhau sử dụng cho lắp ghép then hoa. Tuy nhiên chỉ ưu tiên sử dụng một số kiểu lắp như sau: a. Khi định tâm theo D có thể chọn là: H7/f7 hoặc H7/js6; theo b có thể chọn: F8/f7 hoặc F8/js7. - Trường hợp bạc then hoa lắp cố định trên trục thì ta chọn kiểu lắp theo D là H7/js6 và theo b là F8/js7. - Trường hợp bạc then hoa di trượt trên trục thì ta chọn kiểu lắp theo D là H7/f7 và theo b là F8/f7. b. Khi định tâm theo d thì d có thể chọn là: H7/f7 hoặc H7/g6; theo b có thể chọn: D9/h9 hoặc D9/js7; F10/f9 hoặc D10/js7. Các thông số cơ bản để ký hiệu then hoa: Z, d, D, b. Ví dụ ký hiệu: Z=8; d=36mm; D=40mm; b=7mm. d-8 x 36H 7 x 40 H12 x 7 D9 f 7 a11 h9 D-8 x 36 x 40 H 7 x 7 F7 h7 f 7 H12 b-8 x 36 x 40 x 7 F8 h11 f 8 4.2.3. Các phương pháp kiểm tra then hoa
35 4.3. DUNG SAI KÍCH THƯỚC GÓC VÀ LẮP GHÉP CÔN TRƠN 4.3.1. Dung sai kích thước góc 1. Kích thước góc danh nghĩa Kích thước góc danh nghĩa đã được tiêu chuẩn hoá theo TCVN 259-86. Tiêu chuẩn đã đưa ra ba dãy kích thước góc danh nghĩa. 2. Góc côn và độ côn Góc côn là góc giữa hai đường sinh trong mặt cắt dọc của côn như hình bên. Độ côn c là tỉ số của hiệu đường kính 2 mặt cắt ngang với khoảng cách giữa chúng. Đối với côn cụt, nó là tỉ số hiệu đường kính đáy lớn và đáy nhỏ với chiều dài côn: C=(D-d)/L=2tg( /2) 3. Dung sai Dung sai kích thước góc được kí hiệu là: AT (angle tolerance). Trị số dung sai được tính bằng hiệu số giữa góc giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất: AT= max- min. Dung sai kích thước góc có thể biểu thị bằng đơn vị góc (radian hoặc độ, phút,giây góc), hoặc bằng đơn vị dài (m). Tuỳ theo đơn vị biểu thị ta có: -AT - dung sai góc tính theo đơn vị góc (radian) - AT’ -trị số qui tròn của dung sai góc tính theo độ, phút, giây. -AT h- dung sai góc được biểu diễn bằng đoạn vuông góc với một cạnh của góc tại vị trí cách đỉnh mỗi khoảng L 1 và nằm đối diện với góc dung sai AT (hình dưới). -3 ATh = AT .L1.10 ; với ATh, m; AT , rad; L1,mm.
36 -AT D- dung sai góc côn được biểu diễn bằng dung sai hiệu đường kính của hai mặt cắt vuông góc với trục côn và cách nhau một khoảng L đã cho. o Khi góc côn có độ côn C 1:3 thì ATD= ATh o Khi góc côn có độ côn C>1:3 thì ATD= ATh /cos( /2); -góc côn danh nghĩa. 4. Cấp chính xác Trị số dung sai kích thước góc phụ thuộc vào mức độ chính xác của kích thước góc. Đối với kích thước góc, TCVN260-86 qui định 17 cấp chính xác kí hiệu là: 1,2,3, 17. Trị số dung sai phụ thuộc cấp chính xác và khoảng chiều dài danh nghĩa L. 5. Sơ đồ phân bố miền dung sai Miền dung sai AT được phân bố về phía dương hoặc âm, hoặc đối xứng đối với kích thước góc danh nghĩa tuỳ theo yêu cầu chế tạo chi tiết và lắp ghép. 4.3.2. Lắp ghép côn trơn Lắp ghép côn được dùng phổ biến là nhờ các tính chất ưu việt của chúng như: độ kín, độ bền cao, có thể dê dàng điều chỉnh khe hở và độ dôi nhờ sự thay đổi vị trí dọc trục của chi tiết, tự định tâm tốt, khả năng tháo lắp nhanh mà không làm hư hỏng bề mặt lắp ghép của các chi tiết. 1. Đặc tính của lắp ghép côn trơn Tuỳ theo đặc tính lắp ghép mà lắp ghép côn trơn được phân làm 3 loại: lắp ghép có độ dôi (lắp ghép cố định), lắp ghép có độ hở (lắp động) và lắp ghép khít. Độ hở và độ dôi của lắp ghép tuỳ thuộc vào vị trí hướng trục của chi tiết lắp ghép. Vị trí hướng trục của chi tiết côn trơn được xác định so với mặt chuẩn đã cho (xem hình). 2. Mặt phẳng chuẩn Mặt phẳng chuẩn của côn là mặt phẳng vuông góc với đường tâm côn. Khi đã chọn mặt phẳng chuẩn thì vị trí hướng trục của côn đã cho so với côn lắp ghép với nó được xác định bằng khoảng cách chuẩn Zp.
37 Khoảng cách chuẩn là khoảng cách giữa các mặt chuẩn của côn lắp ghép đo theo hướng trục của côn (xem hình). Tương ứng với các kích thước giới hạn cảu ácc thông số côn ta có các khoảng cách chuẩn giới hạn: Z pmax, Zpmin. Dung sai khoảng cách chuẩn T p được tính như sau: Tp = Zpmax- Zpmin. Zpmax, Zpmin- khoảng cách chuẩn giới hạn ở vị trí ban đầu của côn. Khi thực hiện lắp ghép hai chi tiết côn với nhau thì tuỳ theo đặc tính lắp ghép mà vị trí của côn dịch chuyển tương đối với nhau một lượng E a. Vị trí sau khi lắp ghép ta gọi là vị trí cuối của côn Pf. 3. Sai lệch và dung sai các yếu tố kích thước côn Xác định sai lệch và dung sai của các yếu tố kích thước chi tiết côn xuất phát từ sai lệch và dung sai đã cho của khoảng cách chuẩn của mối ghép hoặc ngược lại có thể xác định sai lệch và dung sai khoảng cách chuẩn của mối ghép xuất phát từ sai lệch và dung sai của các yếu tố kích thước chi tiết côn đa cho theo yêu cầu và khả năng công nghệ. Để tiến hành tính toán ta thiết lập quan hệ về sai lệch và dung sai giữa chúng. Xét lắp ghép côn hình bên. e-góc côn của côn ngoài; i-góc côn của côn trong. Trường hợp e> i: d1 D1 Ta có: Zp= 2tg e / 2 Thay D1 bằng kích thước D2 được kiểm tra dễ dàng bằng calíp giới hạn. D1= D2+ L1.2tg i /2. d1 D2 tg i / 2 Thay vào ta có: Zp= - L1 2tg e / 2 tg e / 2 Từ trên suy ra: es EI 2Z d1 D2 p 2L1 Zp max= ei EI EI 2tg( / 2) sin e sin i L1 ei ES 2Z d1 D2 p 2L1 Zp min= es ES ES 2tg( / 2) sin e sin i L1 AT AT 2Z d1 D2 p 2L1 Tp = AT AT T 2tg( / 2) sin e sin i L1 ở đây: Zp max,Zp min,Tp –sai lệch giới hạn và dung sai khoảng cách chuẩn của mối ghép. esd1,eid1,ATd1 –sai lệch giới hạn và dung sai đường kính d1 của côn ngoài. ESD2,EID2,ATD2 –sai lệch giới hạn và dung sai đường kính D2 của côn trong. es ,,–ei AT sai lệch giới hạn và dung sai góc côn của côn ngoài (trục côn). e e e ES i ,,–EI i AT i sai lệch giới hạn và dung sai góc côn của côn trong (lỗ côn). ES L1 ,,–EI L1 TL1 sai lệch giới hạn và dung sai của kích thước chiều dài L1.
38 Đối với côn có 1:50 C 1:6 thì sin 2tg( /2)=C, ta có: 1 Zp max= ( esd1-EID2-2 Zp ei -2L1 EI )-EI . C e i L1 1 Zp min= ( eId1-EsD2-2 Zp es -2L1 ES )-ES . C e i L1 1 Tp= ( ATd1+ATD2+2 Zp AT +2L1 AT )+T . C e i L1 Trường hợp e< i: 1 Zp max= ( esd1-EID2-2 Zp EI -2L2 ei )-EI . C i e L2 1 Zp min= ( eid1-ESD2-2 Zp ES -2L2 es )-ES . C i e L2 1 Tp= ( ATd1+ATD2+2 Zp AT +2L2 AT )+T . C i e L2 4.4.DUNG SAI LẮP GHÉP MỐI GHÉP REN HỆ MÉT Trong đa số các máy hiện đại 60% chi tiết có ren. Theo chức năng khai thác thì ren bao gồm: Ren công dụng chung và ren đặc biệt. Ren công dụng chung như là: Ren kẹp chặt (ren hệ mét, hệ Anh) Ren động học (ren hệ mét, hệ Anh) Ren ống (trụ ống và côn ống) 4.4.1. Các thông số cơ bản của ren hệ mét P P 1 H H /2 2 2 d d Ren lý thuyÕt Ren thùc tÕ Các thông số kích thước cơ bản của ren được trình bày theo TCVN 2248-77 gồm có các thông số cơ bản: Đường kính trung bình (d 2,D2); bước ren P và góc prôfin . Ngoài ra còn: Khoảng chạy t=P.n; nửa góc prôfin /2; đường kính ngoài của ren (d,D)- trị số của chúng dùng để ký hiệu ren; đường kính trong (d1,D1).
39 Prôfin của ren hệ mét được hướng dẫn theo TCVN 4.4.2. Hệ thống dung sai và lắp ghép mối ghép ren hệ mét Ren trong và ren ngoài công dụng chung cũng như đa số ren đặc biệt được nối ghép với nhau theo cạnh bên của prôfin. Khả năng tiếp xúc theo đỉnh và đáy ren được loại trừ bởi sự phân bố tương ứng của miền dung sai theo đường kính d(D) và (d1,D1). TCVN 1917-93 qui định các cấp chính ác chế tạo ren theo bảng. Đường kính của ren Cấp chính xác Dạng ren Ren ngoài d 4;6;8 d2 3;4;5;6;7;8;9 Ren trong D2 4;5;6;7;8 D1 4;5;6;7;8 Trị số dung sai đường kính ren ứng với các cấp chính xác khác nhau tra theo bảng TCVN 1917-93. Phụ thuộc vào đặc tính nối ghép theo bề mặt bên của prôfin (tức là theo đường kính trung bình) phân biệt: lắp ghép với độ hở, với độ dôi và lắp ghép trung gian) Tuy nhiên độ lắp ghép được xác định không những bởi giá trị thực tế của đường trung bình mà còn cả của sai lệch bước và của nửa góc prôfin. 1. Lắp ghép có độ hở Đối với ren kẹp chặt và ren truyền động thì sử dụng chủ yếu lắp ghép có khe hở. Để nhận được lắp ghép các chi tiết ren với độ hở TCVN 1917-93 đưa ra 5 sai lệch cơ bản đối với ren ngoài là d;e;f;g;h và 2 đối với ren trong là G;H Các sai lệch trên như nhau đối với d (d2,d1) và D (D2,D1) + Bu l«ng - E + 0 F h 0 0 G 0 d g ) - ) H f 1 + 1 D d e , , 2 d d - d D ( §ai èc ( 2 2 d 1 D d Các sai lệch được tính từ prôfin danh nghĩa của ren theo hướng vuông góc với trục ren. *Cấp chính xác của ren: Tiêu chuẩn qui định các CCX sau: Đường kính bu lông Cấp chính xác
40 đường kính ngoài d 4; 6; 8; đường kính trung bình d2 3;4; 5;6; 7;8;9 Đường kính đai ốc đường kính trong D1 4; 5;6; 7; đường kính trung bình D2 4; 5;6; 7;8 *Chiều dài vặn vít: Để chọn cấp chính xác phụ thuộc vào chiều dài vặn vít của ren và các yêu cầu tới độ chính xác cuả mối ghép người ta phân ra 3 nhóm chiều dài vặn vít: S-nhỏ, N-trung bình và L-lớn. Độ dài vặn vít từ 2,24.P.d0,2 đến 6,7.P.d0,2 thuộc nhóm N, còn dưới và trên thuộc S và L. Chọn lắp ghép theo tiêu chuẩn, thông thường người ta hay sử dụng các mối ghép có độ hở 6H/6g Ký hiệu lắp ghép: M12x1-6G/6g - trường hợp độ chính xác của đường kính trung bình trùng với đường kính d và D1; chiều dài vặn vít N; nếu khác N phải đề giá trị (30mm). Ví dụ M12-5g6g-30. (thứ tự d2,d và D2,D1) 2. Lắp ghép có độ dôi Lắp ghép có độ dôi theo đường kính trung bình sử dụng trong trường hợp khi mà cấu trúc cụm không cho phép sử dụng dạng nối ghép bu lông-đai ốc do sự phá vỡ có thể có hình dáng và tự hãm của vít dưới tác dụng của rung động, tải trọng thay đổi và sự thay đổi to làm việc. Sai lệch cơ bản của kích thước ren được qui định theo TCVN 2520-93. 2H 4D(3) Ký hiệu M12 3n(3) 3. Lắp ghép trung gian Lắp ghép trung gian sử dụng khi nêm chốt chẻ phụ đồng thời. Ví dụ như theo đoạn thoát dao ren. Sai lệch cơ bản của kích thước ren được qui định theo TCVN 2249-93. 4.4.3. Các phương pháp kiểm tra ren tam giác hệ mét
41 4.5.DUNG SAI, LẮP GHÉP MỐI GHÉP TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 4.5.1. Các yêu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng 1. Truyền động chính xác Ví dụ: truyền động bánh răng của các xích động học chính xác trong các dụng cụ đo hoặc trong máy cắt kim loại; truyền động bánh răng của xích phân độ trong đầu phân độ vạn năng. Các truyền động này bánh răng thường có môđun nhỏ, chiều dài răng không lớn, làm việc với tải trọng và vạn tốc nhỏ. Yêu cầu chủ yếu của các truyền động này là “mức chính xác động học” cao, có nghĩa là đòi hỏi sự phối hợp chính xác góc quay của bánh dẫn và bị dẫn của truyền động. 2. Truyền động tốc độ cao Ví dụ như truyền động trong các hộp tốc độ của động cơ máy bay, ôtô, tua bin Bánh răng của truyền động thường có môđun trung bình, chiều dài răng lớn, tốc độ vòng của bánh răng có thể đạt tới 120 150m/s và hơn nữa. Bánh răng làm việc trong điều kiện như vậy dễ phát sinh rung động và ồn. Yêu cầu chủ yếu của các truyền động này là “mức chính xác làm việc êm”, có nghia là bánh răng chuyển động ổn định, không có sự thay đổi tức thời về tốc độ gây va đập và ồn. 3. Truyền động công suất lớn Truyền động với tốc độ nhỏ nhưng truyền mômen oắn lớn. Bánh răng của truền động thường có mô đun lớn và chiều dài răng lớn. Ví dụ truyền động bánh răng trong máy cán thép, trong các cơ cấu nâng hạ như cần trục, ba lăng Yêu cầu chủ yếu của các truyền động này là “mức tiếp xúc mặt răng” lớn đặc biệt là tiếp xúc theo chiều dài răng. Mức tiếp xúc mặt răng đảm bảo độ bền của răng khi truyền mômen xoắn lớn. 4. Độ hở mặt bên Đối với bất kì truyền động bánh răng nào cũng cần phải có độ hở mặt bên giữa các mặt răng phía không làm việc của cặp răng ăn khớp. Độ hở đó cần thiết để tạo điều kiện bôi trơn mặt răng, để bồi thường cho sai số do dãn nở nhiệt, do gia công và lắp ráp, tránh hiện tượng kẹt răng. Đối với bất kỳ truyền động bánh răng nào cũng phải có 4 yêu cầu: mức chính xác động học, mức chính xác làm việc êm, mức chính xác tiếp xúc và độ hở mặt bên. Nhưng tuỳ theo chức năng sử dụng mà đề ra yêu cầu chủ yếu
42 đối với truyền động bánh răng, tất nhiên yêu cầu chủ yếu đó phải ở mức chính xác cao hơn các yêu cầu khác. Ví dụ truền động bánh răng trong các hộp tốc độ, thì chủ yếu là “mức làm việc êm” và nó phải ở mức cao hơn mức chính xác động học và tiếp xúc. 4.5.2. Dung sai, cấp chính xác chế tạo bánh răng TCVN 1067-84 qui định 12 cấp chính xác của bánh răng và bộ truyền: ký hiệu từ 1,2,3 , và 12 theo chiều giảm dần của độ chính xác. Trong mỗi cấp chính xác có các mức: Mức chính xác động học Mức làm việc êm Mức tiếp xúc bề mặt răng. Hai mức cuối cùng không được cao quá 2 cấp hoặc thấp quá 1 cấp so với mức chính xác động học. Mức tiếp xúc bề mặt răng không được thấp hơn các chính xác của mức làm việc êm. ở mỗi cấp chính xác tiêu chuẩn qui định giá trị dung sai và sai lệch giới hạn cho phép của các thông số đánh giá mức chính xác. 4.5.3. Các dạng đối tiếp của cặp bánh răng Dạng đối tiếp của cặp bánh răng được đặc trưng bởi độ hở mặt răng nhỏ nhất (hở giữa các bề mặt không làm việc của các răng trong bộ truyền) A B D C MiÒn dung sai ®é hë mÆt r¨ng E §é hë mÆt r¨ng H cÇn thiÕt Jn min Jn TCVN1067-84 qui định 6 dạng đối tiếp (H, E, D, C, B, A) của bánh răng và bộ truyền cùng các độ hở mặt răng cần thiết tương ứng độc lập với các cấp chính xác. Đồng thời qui định 8 dạng dung sai độ hở mặt răng phụ thuộc vào độ đảo của vành răng. Ký hiệu: h, d, c, b, a, x, y, z. Khi không có yêu cầu đặc biệt có thể theo bảng. H E D C B A h d c b a Ký hiệu mối ghép truyền động bánh răng 7-8-6 B b TCVN 1067-84
43 7-động học, 8-làm việc êm, 6-tiếp xúc. B-dạng đối tiếp; b-dạng dung sai độ hở mặt răng. 7-Bb TCVN 7-cả 3 mức trùng nhau. 4.5.4. Các phương pháp kiểm tra bánh răng
44 Chương 5. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐO TRONG CTM 5.1.Những khái niệm chung 5.1.1. Đo lường Đo lường là quá trình xác định giá trị của đại lượng vật lý bằng thực nghiệm với những dụng cụ ký thuật. Đo là so sánh đại lượng vật lý trên với đơn vị của nó. Đơn vị đo: đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh. Vì thế độ chính xác của đơn vị đo sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác khi đo. Phương pháp đo: Phương pháp đo là cách thức, thủ thuật để xác định thông số cần đo. Đó là tập hợp mọi cơ sở khoa học và có thể để thực hiện phép đo, trong đó nói rõ nguyên tắc để xác định thông số đo. Các nguyên tắc này có thể dựa trên cơ sở mối quan hệ toán học hay mối quan hệ vật lý có liên quuan tới đơn vị đo. Cơ sở phân loại phương pháp đo: a).Dựa vào quan hệ giữa đầu đo và chi tiết đo chia thành: phương pháp đo tiếp xúc và phương pháp đo không tiếp xúc. Phương pháp đo tiếp xúc có áp lực do đó khi đo tiếp xúc không tránh khỏi sai số đo do biến dạng. Phương pháp đo không tiếp xúc dùng để đo các chi tiết mềm mỏng, dễ biến dạng b).Dựa vào quan hệ giữa giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo và giá trị của đaị lượng đo chia thành: phương pháp đo tuyệt đối và phương pháp đo so sánh. Trong phương pháp đo tuyệt đối, giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo và giá trị đo được. Phương pháp đo này đơn giản, ít nhầm lẫn, nhưng vì hành trình đo dài nên độ chính xác đo kém. Trong phương pháp đo so sánh, giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo chỉ cho ta sai lệch giữa giá trị đo và giá trị của chuẩn dùng khi chỉnh “0” cho dụng cụ đo. Độ chính xác của phép đo so sánh cao hơn của phép đo tuyệt đối và phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác của mẫu và quá trình chỉnh “0”. c).Dựa vào quan hệ giữa đại lượng cần đo và đại lượng được đo chia ra: phương pháp đo trực tiếp và phương pháp đo gián tiếp. Phương pháp đo trực tiếp là phương pháp đo mà đại lượng được đo chính là đại lượng cần đo. Phương pháp đo gián tiếp thông qua các mối quan hệ toán học hoặc vật lý học giữa đại lượng được đo và đại lượng cần đo là phương pháp đo phong phú, đa dạng và rất hiệu quả. Tuy nhiên, nếu hàm quan hệ càng phức tạp thì độ chính xác đo càng thấp.
45 5.1.2. Kiểm tra Kiểm tra là quá trình đo theo thông số được kiểm tra để xác định sản phẩm đúng qui cách hay không. Kết quả của kiểm tra là đánh giá chất lượng sản phẩm: đúng qui cách phế phẩm: - phế phẩm có thể sửa được - phế phẩm không sửa được 5.2.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO-SƠ ĐỒ ĐO 5.2.1. Phương pháp đo kích thước thẳng Giới thiệu các phương pháp đo kích thước thẳng 1.Phương pháp đo hai tiếp điểm: là phương pháp mà khi đo các yếu tố đo của thiết bị đo tiếp xúc với bề mặt chi tiết đo ít nhất là trên 2 tiếp điểm, trong đó nhất thiết phải có hai tiếp điểm nằm trên phương biến thiên của kích thước đo. 2.Phương pháp đo ba tiếp điểm: 3.Phương pháp đo một tiếp điểm: 5.2.2. Phương pháp đo kích thước góc 1. Phương pháp đo trực tiếp kích thước góc Phương pháp này dựa trên hệ toạ độ cực, trong đó gốc toạ độ cực là tâm quay của yếu tố mang mặt đo, còn véctơ gốc gắn với yếu tố mang mặt chuẩn. Đây là nguyên tắc cơ bản để thiết kế các dụng cụ đo góc như thước đo góc, b xoay đo góc trong các thiết bị đo góc. Độ chính xác của phương pháp đo phụ thuộc vào độ đồng tâm của bảng chia với tâm quay của mặt đo.
46 2. Phương pháp đo gián tiếp kích thước góc Phương pháp này dựa trên cơ sở mối quan hệ lượng giác giữa cạnh và góc tam giác. 1. Đo góc bằng bi cầu hoặc con lăn O I 1 =arcsin2 hay =arcsin O O h h 1 2 2. 2 1 1 d 2 d1 L L =2.arctg1 2 . 2H 2. Đo góc bằng thước sin, thước tang a a Dựa trên quan hệ lượng giác =arctg hoặc =arctg . L b Tại hinh mô tả phương pháp đo góc bằng thước sin và thước tang. Trong đó Ho=L.sin o hay Ho=b.tg o với o là trị số góc danh nghĩa dùng để chỉnh “0” cho thiết bị. cần được tính ra chuyển vị dài x. Phương pháp đo góc bằng thước sin và thước tang thường được dùng để đo góc tại hiện trường, tại phân xưởng hoặc dùng tạo ra các góc chuẩn trong gá đo lường hoặc đồ gá công nghệ, Mở rộng phương phỏp này người ta thiết kế ra các dụng cụ đo góc tế vi (nivô góc) (xem trang 30????) 3. Đo góc theo phương pháp toạ độ b 2 c 2 a 2 Góc được xác định qua biểu thức: =arccos 2bc Phương pháp này ưu việt khi kiểm tra vị trí tương quan giữa các lỗ tròn bản máy, vỏ hộp với độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của phương pháp xác định O1, O2,O3. 5.2.3. Phương pháp đo kích thước lỗ 1. Phương pháp đo bằng đồng hồ đo lỗ Về cơ bản kích thước lỗ thuộc phạm trù kích thước thẳng nên về nguyên tắc có thể dùng 3 phương pháp đo cơ bản đã nêu để đo. Tuy nhiên, do đặc điểm là kích thước trong không gian rất hạn chế, nên cần thiết phải có đầu đo chuyên dụng kết hợp với các phương tiện đo ngoài thông dụng để đo lỗ.
47 Trong kết cấu đầu đo lỗ cần giải quyết các vấn đề: - Biến đổi phương chuyển vị đo. - Bảo đảm chuyển vị đo theo đúng phương biến thiên của kích thước đo. - Truyền chuyển vị đo đó đổi phương ra dụng cụ chỉ thị. Thường dùng kim côn, đòn bẩy hoặc nêm để đổi phương chuyển vị đo. Loại đầu đo dựng kim côn có K= x = 1 d tg Loại dùng đòn bẩy, phổ biến là đòn vuông và Kích thước=1. Loại dùng nêm thường dùng góc nêm 45o, Kích thước=1. Để đảm bảo phương chuyển vị đo của tiếp điểm đo động nằm trên phương biến thiên kích thước đo, tức là phải đi qua tâm người ta sử dụng các loại kết cấu định tâm. Hinh mô tả một loại kết cấu định tâm. Yêu cầu cơ bản của cầu định tâm là hai tiếp điểm cố định A,B phải đối xứng qua CD là phương đo. Để truyền chuyển vị đo sau khi đó đổi phương người ta dùng thanh trượt khá dài để truyền chuyển vị tới đồng hồ đo ngoài để nhận chỉ thị đo. Độ chính xác của chuyển vị ra phụ thuộc vào độ chính xác của cầu định tâm, bộ nhận và đổi phương chuyển vị cũng như khả năng dẫn truyền chính xác tín hiệu đo ra đồng hồ chỉ thị. Độ chính xác của dụng cụ đo lỗ bị hạn chế bởi độ chính xác của đầu đo lỗ, vì thế chỉ lắp các đồng hồ chỉ thị thích hợp với độ chính xác đầu đo. Việc thay đồng hồ chỉ thị chính xác hơn về cơ bản không cải thiện được độ chính xác của dụng cụ. 3. Dùng gá đo lỗ mô tả phương pháp đo lỗ bằng gá đo lỗ lắp trên ốptimét ngang. Xem trang 34?????? 4. Phương pháp đo lỗ bằng phương tiện đo khí nén Sơ đồ đo đó được mô tả trong mục chuyển đổi khí nén. Khi đo lỗ d 2>1mm thường dùng sơ đồ đo như hinh: để vào giữa đầu phun đo một trục hoặc một bi có đường kính d o làm giảm tiết diện chảy qua đầu phun đo để nâng độ chính xác khi đo.
48 5.3.PHƯƠNG TIỆN ĐO 5.3.1. Phân loại phương tiện đo Phương tiện đo là tập hợp các dụng cụ đo, máy đo, gá đo và các phương tiện phụ trợ cho quá trình đo. Phương tiện đo được phân loại chủ yếu theo bản chất vật lý của quá trình đo: quang, cơ, khí, thuỷ, điện, điện tử Phương tiện đo còn được phân loại theo đặc tính sử dụng: loại vạn năng và loại chuyên dùng. Phương tiện đo được phân loại theo số toạ độ có thể có: loại một, hai, ba hay nhiều toạ độ. Việc chọn phương tiện đo nào cho quá trình đo phụ thuộc vào: Các đặc điểm riêng của sản phẩm. Ví dụ độ cứng, độ lớn, trọng lượng, độ chính xác và cả số lượng sản phẩm cần đo kiểm. Phương pháp đo. Khả năng có thể của thiết bị. 5.3.2. Các chỉ tiêu đo lường cơ bản Giá trị chia độ c hay là độ phân giải: đó là chuyển vị thực ứng với kim chỉ dịch đi một khoảng chia a. Giá trị chia c càng nhỏ thì độ chính xác đo càng cao. Khoảng chia độ a là khoảng cách giữa tâm hai vạch trên bảng chia độ. Tỷ số truyền và độ nhậy K là tỉ số giữa sự thay đổi ở đầu ra tương ứng với sự thay đổi đầu vào cuả dụng cụ đô. Khi K càng lớn, độ chính xác đo càng cao. Khi sự thay đổi đầu vào và đầu ra cùng tính chất vật lý thì K là đại lượng không thứ nguyên, gọi là tỉ số truyền. Ngược lại K gọi là độ nhậy. Độ nhậy giới hạn  là chuyển vị nhỏ nhất ở đầu vào còn gây ra được chuyển vị ở đầu ra ổn định và quan sát được. Khi  càng nhỏ thì độ chính xác đo càng cao. Độ biến động chỉ thị là phạm vi dao động của chỉ thị khi ta đo lặp lại cùng một giá trị đo trong cùng một điều kiện đo: bđ=xmax-xmin. bđ càng lớn thì độ chính xác đo càng kém. Phạm vi đo là phạm vi thay đổi của giá trị đo mà phương tiện đo có thể đo được. 5.3.3. Các nguyên tắc cơ bản trong khi đo 1.Nguyên tắc Abbe Khi kích thước đo và kích thước mẫu nằm trên một đường thẳng thì kết quả đo đạt độ chính xác cao nhất. Khi đo kích thước đo có thể đặt nối tiếp
49 hoặc đặt song song với kích thước mẫu. Khe hở khâu dẫn đầu đo di động dưới tác dụng của áp lực đo và các biến dạng tế vi dưới tác dụng của áp lực đo chính là nguyên nhân gây ra sai số đo. 2.Nguyên tắc chuỗi kích thước ngắn nhất Khâu kích thước trong khi đo hình thành bởi một số khâu của trang bị đo và kích thước đo, trong đó kích thước đo là khâu khép kín. Khi kích thước chuỗi ngắn nhất thì kết quả đo đạt độ chính xác cao nhất. Có nghĩa là khi trang thiết bị đo càng đơn giản, ít khâu khớp thì độ chính xác đo càng cao. 3.Nguyên tắc chuẩn thống nhất Khi kiểm tra, nếu chọn chuẩn kiểm tra trùng với chuẩn thiết kế và chuẩn công nghệ thì kết quả kiểm tra đạt độ chính xác cao nhất. 4.Nguyên tắc kinh tế Nguyên tắc này nhằm đảm bảo độ chính xác đo trong điều kiện giá thành khâu đo thấp nhất. Điều này có liên quan đến: Giá thành của thiết bị đo, tuổi bền của thiết bị đo. Số lượng sản phẩm. Năng suất đo Yêu cầu trình độ người sử dụng và sửa chữa Khả năng chuyên môn hoá, tự động hoá khâu đo kiểm Khả năng lợi dụng các thiết bị đo phổ thông, thiết bị đo sẵn có hoặc các thiết bị gá lắp đo lường tự trang bị được. 5.3.4. Nguyên tắc chọn độ chính xác của phương tiện đo Việc chọn thiết bị đo để đảm bảo tránh nhận lầm theo phương án thu hép dung sai hoặc theo phương án lắp chọn đều dẫn đến sự lãng phí của độ chính xác của thiết bị đo. Do đó xuất phát từ sự kết hợp ngẫu nhiên giữa sai số đo và sai số chế tạo, dùng lý thuyết xác suất để tính tỉ lệ phân loại lầm, lượng vượt kích thước giới hạn Af = (df/2dct)*100=(df/Td)*100 df nửa giá trị sai số cho phép hay chính là trị số sai số giới hạn của phương tiện đo. 2dct toàn bộ dung sai chi tiết Trong sản xuất cho phép dùng A f từ 5% đến 50% ứng với cấp chính xác tăng dần của chi tiết. Đối với các cấp chính xác thô (9,10) cần dùng dụng cụ đo có sai số giới hạn (thường qui định là 1 vạch chia) nhỏ bằng 1/10 dung sai chi tiết. 0,027 Ví dụ để đo 18 H8 với Af =30%. 0 2dct =0,027 d f =30x0,027/100=0,008mm Vậy phải dùng dụng cụ đo có d lim <=0,008mm, nghĩa là dụng cụ đo có giá trị chia C<=0,008mm  có thể dùng panme với C=0,005mm hoặc đồng hồ 0,005 hay 0,002 để đo.
50 5.3.5. Các phương tiện đo 1.Căn mẫu 2.Dụng cụ đo có du xích 3.Dụng cụ đo có chỉ thị giá trị đo kiểu kim 4.Dụng cụ đo quang học 5.Một số dụng cụ đo khác
51 Chương 6. CHUỖI KÍCH THƯỚC 6.1.NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG Để đảm bảo sự làm việc bình thường của máy, thì các chi tiết và bề mặt của chúng chiếm một vị trí tương quan đối với nhau phù hợp với chức năng làm việc của chúng . Khi tính toán độ chính xác vị trí tương đối của chi tiết và các bề mặt của chúng, người ta tính tới mối tương quan của nhiều kích thước chi tiết máy. 0 A A B 0 0 A A 2 1 1 A A A 1 2 2 A A A a) b) Ví dụ khi thay đổi kích thước A 1 và A2 thì khe hở A 0 cũng thay đổi (Hình a). Hay là phụ thuộc vào trình tự gia công các bề mặt giữa các kích thước thực của từng chi tiết cũng có một mối tương quan xác định. Trong 2 trường hợp người ta xác định mối tương quan đó bằng chuỗi kích thước. 6.1.1. Chuỗi kích thước Định nghĩa: Chuỗi kích thước là tập hợp các kích thước (dài hoặc góc) của một hoặc nhiều chi tiết nối tiếp nhau tạo nên một mạch kín Điều kiện để được chuỗi : Kích thước nối tiếp nhau Phải tạo nên một mạch kín Các kích thước tạo nên chuỗi kích thước gọi là các khâu của chuỗi. Tính khép kín của chuỗi là điều kiện cần thiết để tạo nên và phân tích chuỗi. Tuy nhiên trên bản vẽ chi tiết các kích thước thường được điền theo dạng chuỗi kín (người ta không điền kích thước của khâu khép kín) vì đối với gia công nó không cần thiết. 6.1.2. Phân loại chuỗi kích thước và các khâu trong chuỗi Theo vị trí tương quan của các khâu trong chuỗi, chuỗi chia thành chuỗi kích thước đường thẳng (các khâu // với nhau)
52 Chuỗi kích thước mặt phẳng (các khâu nằm trong các mặt phẳng //) Chuỗi kích thước không gian (các khâu nằm trong các mặt phẳng không //) Các chuỗi kích thước mặt phẳng và không gian đều có thể đưa về dạng chuỗi kích thước đường thẳng bằng cách chiếu tất cả các khâu thành phần lên phương của khâu khép kín. Theo tính chất phụ thuộc của khâu vào số lượng chi tiết Chuỗi kích thước chi tiết: các khâu cùng thuộc về một chi tiết. Chuỗi kích thước lắp ghép (của các chi tiết khác nhau) Dựa vào tính chất của khâu, chia thành các loại khâu: a, Khâu khép kín- kích thước nhận được cuối cùng nhất trong quá trình gia công chi tiết hoặc là lắp ráp. Trong một chuỗi chỉ có một khâu kép kín A0. Nhận dạng khâu khép kín: Đối với chi tiết, khâu khép kín thường là kích thước không cần kiểm tra, trên bản vẽ không đề hoặc là kích thước đối chiếu. Đối với quá trình lắp ráp khâu khép kín là độ hở, độ dôi, đại lượng dịch chuyển của chi tiết, độ không song song b. Khâu thành phần: Kích thước của chúng do quá trình gia công quyết định. Kích thước mỗi khâu thành phần không phụ thuộc lẫn nhau. Các khâu thành phần phân thành: Khâu thành phần tăng (khâu tăng) là khâu mà khi kích thước của nó tăng lên sẽ làm tăng kích thước của khâu khép kín và ngược lại. Được ký hiệu bằng mũi tên sang phải. Khâu thành phần giảm (khâu giảm) là khâu mà khi kích thước của nó tăng lên sẽ làm giảm kích thước của khâu khép kín và ngược lại. Được ký hiệu bằng mũi tên sang trái. Các chuỗi kích thước được qui ước biểu diễn bằng sơ đồ như trên. 6.1.3. Phương trình cơ bản của chuỗi kích thước Theo hình vẽ trên ta có A0 = A1 - A2 m n Tổng quát: A0   j Aj kAk (1) j 1 k m 1 ở đây: A0 - kích thước danh nghĩa của khâu khép kín Aj(Ak) - kích thước danh nghĩa của khâu tăng (khâu giảm) m - tổng số khâu tăng: (n - m) - tổng số khâu giảm j, (k) - hệ số ảnh hưởng của khâu tăng j (khâu giảm k) đến khâu khép kín (nó là cos của góc tạo giữa khâu thành phần và khép kín)
53 A0  j ; Ai  i 1 đối với chuỗi // (đường thẳng) Cụ thể hơn đối với các khâu // thì: . Khâu tăng j = 1 . Khâu giảm k = -1  i 1 đối với chuỗi không // (mặt phẳng và không gian) Đối với chuỗi mặt phẳng và không gian:  j cos j và  k cos k j và k góc tạo bởi giữa khâu Aj hoặc Ak với A0. 6.1.4. Giải chuỗi kích thước Định nghĩa: Giải chuỗi kích thước là xác định trị số kích thước danh nghĩa, dung sai và sai lệch giới hạn của các kích thước trong dãy xuất phát từ yêu cầu của kết cấu và công nghệ. Các bước cần tiến hành để giải chuỗi kích thước: Lập chuỗi kích thước: gồm 1 khâu khép kín và các khâu hợp thành sao cho số khâu trong chuỗi là ít nhất Viết phương trình cơ bản của chuỗi kích thước. Giải chuỗi kích thước. Trong quá trình giải chuỗi có 2 bài toán: Bài toán thuận: Xác định kích thước danh nghĩa và dung sai của khâu khép kín theo kích thước danh nghĩa và sai lệch giới hạn cho trước của các khâu khác trong chuỗi. Đây là bài toán kiểm tra sự tương ứng của dung sai khâu khép kín so với dung sai của các khâu thành phần. Bài toán nghịch: Xác định dung sai và sai lệch giới hạn của các khâu thành theo kích thước danh nghĩa của tất cả các khâu trong chuỗi và kích thước giới hạn của khâu khép kín. Giải bài toán này trong quá trình thiết kế. Giải chuỗi kích thước là quá trình xác định kích thước danh nghĩa và các sai lệch giới hạn của khâu khép kín hoặc sai lệch giới hạn của khâu thành phần thông qua mối liên hệ giữa chúng với nhau => 2 bài toán a, Bài toán thuận: Biết Ai, ESi, EIi xác định A0, ES0, EI0 b, Bài toán nghịch : Biết A0, ES0, và EI0, xác định Ai, ESi và EIi
54 6.2.GIẢI CHUỖI KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG PHÁP ĐLẪN CHỨC NĂNG HOÀN TOÀN (PHƯƠNG PHÁP CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU) Lúc giải theo phương pháp này dung sai của các khâu thành phần và khép kín được tính toán trên cơ sở sao cho chúng đạt được tính đổi lẫn hoàn toàn. Cho nên kích thước của các khâu phaỉa nằm trong vùng kích thước cho phép để đạt tính đỗi lẫn chức năng hoàn toàn ngay cả trường hợp chúng có các giá trị ở biên của kích thước, mặc dầu các trường hợp ấy có xảy ra ít chăng nữa. 6.2.1. Bài toán thuận (lưu ý các dữ kiện cho và cần tìm). Trên cơ sở công thức của phương trình cơ bản ta thấy rằng khâu khép kín có giá trị lớn nhất lúc các khâu tăng có giá trị lớn nhất và ngược lại thì ta có giá trị bé nhất của khâu khép kín. m n A0  j Aj max  k Ak min j 1 k m 1 m n A0max =  j max  k Ak min (2) j 1 k m 1 m A0min =  j min  k Ak max (3) j 1 m n n TA0 =  jTAj  kTAk   i TAi (4) j 1 k m 1 i ES0 = A0max – A0 =  j ES j  k EIk (5) EI0 = A0min- A0 = =  j EI j  k ESk (6) 6.2.2. Bài toán nghịch Xác định dung sai và sai lệch của các khâu thành phần. Dựa vào công thức, phương trình cơ bản chưa thể giải được vì chúng ta có n ẩn số mà phương trình chỉ có 1, do đó để giải được phải kèm theo điều kiện ban đầu xuất phát từ điều kiện ban đầu đó có các phương pháp sau: a, Phương pháp dung sai bằng nhau Điều kiện ban đầu TA1 = TA2 = = TAn = TATb ( Sử dụng trong trường hợp nếu các kích thước nằm trong một khoảng và có thể thực hiện được với một độ chính xác kinh tế gần như nhau)
55 n n Như trên ta có ; TA0 =   i TAi   i TATb i 1 i 1 TA0 TA0 TATb = và TATb = nếu các khâu // n n   i i 1 Sau đó đem TATb hiệu chỉnh với một số kích thước hợp thành phụ thuộc vào độ lớn của nó, yêu cầu cấu trúc và khó khăn về công nghệ chế tạo nhưng sao cho cuối cùng n TA0 phương i TAi pháp này đơn giản nhưng không chính xác tại i 1 nhiều hiệu đính dung sai các kích thước là tuỳ ý. nó sử dụng để đặt quyết định sơ bộ dung sai của các kích thước hợp thành b. Phương pháp dung sai cùng một cấp chính xác nghĩa là a1 = a2 = = an = atb ( hệ số tương đối của cấp chính xác) TAi = ai ii = atb ii Từ công thức tính TA0 ở trên ta có m n TA =  a i  a .i 0  i tb j  k tb k j 1 k m 1 = atb (  i j j  kik ) TA0 atb = m n i j  kik j 1 k m 1 3 Còn ii = ( 0,45 Aitb 0,001Aitb ) ( từ IT6-> IT7) Aitb – Kích thước bình phương trung bình của khoảng kích thước mà kích thước Ai nằm trong đó Sau đó so sánh atb với tiêu chuẩn và lấy a tiêu chuẩn. Sai lệch giới hạn có thể qui định như sau: Đối với các bề mặt bao, sai lệch giới hạn như là đối với lỗ cơ bản Đối với các bề mặt bị bao, sai lệch giới hạn như là đối với trục cơ bản Tính sai lệch giới hạn cho khâu bù trừ ( khi biết các khâu khác)
56 m 1 n ES0  j ES j  k EI k j 1 k m 1 Nếu khâu tăng: Từ (5) ES m  m m 1 n EI 0  j EI j  k ES k j 1 k m 1 Từ (6) EI m  m m n 1 EI 0  j EI j  k ES k j 1 k m 1 Nếu khâu giảm: Từ (6) ES n  n m n 1 ES0  j ES j  k EI k j 1 k m 1 Từ (5) EI n  n
57 6.3.GIẢI CHUỖI KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT Phương pháp cực đại cực tiểu tính tới trường hợp xấu nhất khi mà khâu tăng có giá trị lớn nhất và khâu giảm có giá trị nhỏ nhất và trường hợp ngược lại. cả 2 trường hợp cho độ chính xác nhỏ nhất của khâu khép kín nhưng chúng lại có xác suất ít tại vì sai lệch của các kích thước về cơ bản tập trung gần đường trung bình của miền dung sai và sự phôí hợp của các chi tiết với các sai lệch như thế thường xảy ra hơn. nếu như bỏ qua xác suất nhỏ không đáng kể (ví dụ 0,27% ) khi mà sai lệch giới hạn khâu khép kín vượt qua giới hạn cho phép ( theo phương pháp cực đại cực tiểu) thì có thể mở rộng đáng kể dung sai của các kích thước hợp thành và từ đó có thể giảm được giá thành chế tạo chi tiết trên cơ sở đó sử dụng phương pháp xác suất 6.3.1. Bài toán thuận Giả sử rằng sai lệch tận mát của kích thước thành phần và khép kín tuân theo qui luật phân bố chuẩn, còn đường giới hạn của tận mát ( 6 ) trùng với đường giới hạn của miền dung sai thì có thể sử dụng TA i = 6  Ai hay là 1 1  Ai = TA tất nhiên thì TA0 = 6  A0 =>  A0 = TA khi đó thì 0,27% chi 6 i 6 0 tiết có kích thước khâu khép kín vượt ra ngoài giới hạn miền dung sai. 3Ai 3Ai K.T danh nghÜa TAi TAi /2 TAi /2 0A i i TAi 2 XAi n 2 2 theo lý thuyết xác suất thì  A0 =  TAi do đó i 1 n 2 TA = 2 0  TAi i 1
58 1 2 2 2 Nếu qui luật tận mát không theo Gauss thì TA0 =  .TAi .ki (7) R0 Ki – hệ số phân tán tương đối của kích thước Ai Ki = 1 – Gauss ; K = 1,73 qui luật xác suất bằng nhau K= 1,22 – qui luật tam giác ( Ximpsơn) Để xác định được sai lệch giới hạn cần phải biết toạ độ tâm dung sai 0A0. Nếu tâm tận mát trùng với đường giữa của miền dung sai ( 0Ai = XAi) từ công thức (5) và (6) đối với trường hợp chúng ta sẽ có: m n 0A0 =  0 Aj  0 Ak (8) j 1 k m 1 0Ai – toạ độ đường giữa miền dung sai so với kích thước danh nghĩa TA0 còn ES0 = 0A0 + 2 TA0 EI0 = 0A0 - 2 Nếu 2 tâm không trùng nhau nghĩa là 0Ai = XAi thì khi đó TA TA XAi = 0Ai + i i => 0Ai = XAi - i i 2 2 ở đây i hệ số không đối xứng giữa tâm PB và tâm dung sai m theo lý thuyết xác suất XA0 =   i.XAi j 1 m n TAj TAk TA0 ta có k = m+1 => 0A0 =  0 Aj j  0 Ak k 0. j 1 2 k m 1 2 2 6.3.2. Bài toán nghịch 1.Phương pháp dung sai bằng nhau: có nghĩa là TA1 = TA2 = = TAn = TAtp và 0Ai ; i và ki đối với các khâu thành phần như nhau. Từ công thức (7) ta có: n 2 2 2 2 2 K0TA0 =  i .TA T b.Ki TATb.  Ki . i i 1 K0TA0 K0.TA0 TATb = nếu Ki bằng nhau thì TATb = n 2 2 Ki. n  Ki . i
59 2.Phương pháp dung sai cùng một cấp chính xác 3 Khi đó: TAi= aTb . 0,5.AiTb TA0.K0 Thay vào công thức (7) ta có aTb = 2 n 3 2 2  0,5. AiTb .Ki  i i 1 Tính toán tiếp theo tương tự các phần trên. Để lại 1 khâu làm khâu bù (khâu thứ k). Tính khâu bù n 1 2 2 2 2 2 k0 .TA0 i .TAi .ki i 1 TAk= 2 2 kk .k n 1 TA0 TAi 0 A0 0 i ( 0 Ai i ) 2 i 1 2 TAk và 0Ak= k k 2 Ưu nhược điểm của phương pháp xác suất: - Có khả năng tăng dung sai của các khâu so với phương pháp cực đại cực tiểu mà vẫn bảo đảm yêu cầu của khâu khép kín, do đó tạo điều kiện dễ chế tạo. - Cũng có khả năng xuất hiện phế phẩm (0,27%), do khâu khép kín xuất hiện nằm ngoài giá trị tính toán. Ngày nay hay dùng phương pháp này, nó gần thực tế hơn phương pháp đổi lẫn hoàn toàn. - Tính xác suất là dựa trên cơ sở khảo sát một số lớn kích thước (nhiều chi tiết trong loạt gia công), cho nên phương pháp này chỉ dùng cho điều kiện sản xuất hàng loạt.
60 6.4.CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC Ngoài phương pháp trên còn có các phương pháp sau: 6.4.1. Phương pháp lắp lựa chọn ( lắp lẫn nhóm) Bản chất của nó là: Trong quá trình chế tạo thì chế tạo chi tiết với khoảng dung sai công nghệ có thể thực hiện được tương đối rộng ( chọn từ các tiêu chuẩn thích hợp) sau đó chia chi tiết ra cùng số nhóm như nhau với khoảng dung sai của nhóm tương đối hẹp và trong quá trình lắp ráp thì lắp chúng theo các nhóm cùng tên, lắp ráp này được gọi là lắp chọn. Phương pháp lắp chọn sử dụng khi mà độ chính xác trung bình của các kích thước của chuỗi rất cao và kinh tế không phù hợp n n 4 . . . . n 3 . . D D T T II x II 2 n a N I m I 1 N x n x n i a i a m m m m S S N N x n I i I a n N n N 4 m m . . S S . . 3 . . d x T a II I II 2 m N I N I 1 I d T Trong quá trình lắp chọn S max và Nmax sẽ giảm còn S min và Nmin sẽ tăng hướng tới độ hở trung bình, độ dôi trung bình của mối ghép đó nếu như ta tăng số nhóm. Khi lắp ráp các chi tiết để nâng cao tuổi thọ của mối ghép động cần đảm bảo độ hở cho phép nhỏ nhất, còn nhằm nâng cao độ tin cậy của mối ghép có độ dôi, độ dôi cho phép lớn nhất. Do đó tính số nhóm n khi TD = Td có thể theo phương trình N Khi cho trước Smin ( đối với mối ghép động) N Td Smin = Smin + Td - n Khi cho trước Nmax ( đối với mối ghép có độ dôi) N TD Nmax = Nmax - TD + n TD Td Nếu cho biết TDN và TdN thì : n= TD N Td N
61 Khi TD khác Td độ hở ( độ dôi) nhóm sẽ thay đổi đối với từng nhóm một do đố không bảo đảm được tính đồng nhất của mối ghép do đó sử dụng lắp chọn khi mà TD = Td. Ta thấy rằng với số nhóm lớn thì dung sai nhóm khác không đáng kể so với dung sai nhóm có số nhóm nhỏ. do đó thường sử dụng N max = 4 5; chỉ có trong công nghiệp chế tạo ổ lăn khi chọn bi thì n đạt tới 10 hoặc lớn hơn. 6.4.2. Phương pháp điều chỉnh khi lắp Phương pháp điều chỉnh được hiểu như là việc tính toán chuỗi kích thước khi mà độ chính xác cho trước của khâu khép kín đạt được bằng cách thay đổi cố ý ( điều chỉnh) độ lớn của một trong những kích thước thành phần đã chọn trước, kích thước đó được gọi là khâu bù trừ thực hiện vai trò của khâu bù trừ có thể là các tấm đệm gôí tựa điều chỉnh, nêm khi đó thì dung sai của các kích thước còn lại được mở rộng phù hợp với điều kiện xác suất. Kích thước danh nghĩa của khâu bù trừ trong công thức ( pt) cơ bản: m n A = 0  Aj  Ak K j 1 k m 1 Nếu K là khâu tăng nếu K là khâu giảm Khi K là khâu tăng ta có: m n A0max =  Aj max Kmin  AK min j 1 k m 1 m n A0min =  Aj min Kmax  AK max j 1 k m 1 ES0 =  ES j  EIk EI(k) EI0 =  EI j  ESk ES(k) n TA0 = TAi VK i 1 TA0- dung sai khâu khép kín theo điều kiện khai thác TAi – dung sai mở rộng của các khâu thành phần VK – Sai lệch tính toán nhiều nhất vượt ra ngoài giới hạn miền dung sai khâu khép kín và cần được bù trừ n do đó VK TAi TA0 i 1 Để điều chỉnh các sai lệch có thể sử dụng bù trừ di động hoặc cố định . bù trừ cố định có thể là các vòng, các tấm đệm hoặc là các chi tiết thay đổi.
62 Độ dày S của các tấm đệm cần phải nhỏ hơn dung sai của khâu khép kín ( S < TA0 ). Nếu không sau khi đệm lót có thể nhận được khâu khép kín có kích thước lớn hơn giá trị cho phép. Tổng độ dày của các tấm đệm N.S = VK VK VK ( N là số tấm đệm). Khi đó S = < TA 0 hay N thông thường sử N TA0 VK VK dụng N = 1 S TA0 N Công thức trên sử dụng khi dung sai chế tạo các tấm đệm TK nhỏ so VK với TA0, còn nếu không thì N= 1 TA0 VK Làm tròn S đến kích thước danh nghĩa nhỏ gần nhất sau đấy tính lại N Phương pháp điều chỉnh cho phép độ chính xác của cơ cấu cao và duy trì được độ chính xác đó trong quá trình khai thác với dung sai mở rộng của các kích thước trong chuỗi nó được sử dụng rộng rãi. Nhược điểm của phương pháp này là làm tăng số chi tiết trong máy và làm phức tạp cấu trúc, quá trình lắp ráp cũng như khai thác. 6.4.3. PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA KHI LẮP Bản chất của phương pháp là: Dung sai các khâu thành phần do người thiết kế dựa vào điều kiện gia công mà quyết định sao cho dung sai ấy có thể gia công hợp lý . Lúc đã mở rộng dung sai các khâu thành phần như vậy ( cho dễ chế tạo) thì yêu cầu của khâu khép kín sẽ không đáp ứng được. Muốn cho khâu khép kín có kích thước nằm trong vùng kích thước theo yêu cầu thì phải tiến hành sửa chữa tức là cạo, dũa, lấy đi 1 lớp kim loại trên bề mặt 1 khâu nào đó trong chuỗi khâu đấy gọi là khâu bồi thường. A0 = 60 0,15 Phương pháp cực đại, cực tiểu 300 300 a 43 tb 1,56 2,17 1,31 1,86 6,9 tương đương IT9 Phương pháp xác suất 300 300 300 atb 100 tương đương IT11. 1,562 2,17 2 1,312 1,862 12,7 3,5 6.5.CÁC PHƯƠNG PHÁP GHI KÍCH THƯỚC CHO BẢN VẼ CHI TIẾT Có 3 phương pháp Phương pháp chuỗi ( hình a) Phương pháp toạ độ (hình b) Phương pháp kết hợp ( hình c)
63 Phương pháp chuỗi Kích thước Ai = ai + i ai – kích thước danh nghĩa i – sai số gia công a) b) c) 3 2 d d 1 d B1 A1 A2 B2 A3 A2 A1 B B3 Ưu điểm: Mỗi khi gia công để tạo ra một kích thước chiều dài tiếp theo phải chuyển sang chuẩn công nghệ mơí do đó loại được ảnh hưởng của sai số gia công ở các kích thước trước tới các kích thước sau. Nhược điểm: Sai số gia công được tích luỹ khi hoàn thành các kích thước toạ độ n n Bn = ai  i i 1 i 1 Phương pháp toạ độ chuẩn thống nhất Bi = bi + i Ưu điểm:sai số của mỗi một kích thước toạ độ không phụ thuộc vào sai số của các kích thước toạ độ khác Nhược điểm: Độ chính xác của kích thước Ai sẽ phụ thuộc vào độ chính xác hoàn toàn kích thước toạ độ Bi và Bi –1 Ai = Bi – Bi-1 = ( bi + i) - ( bi-1 + i-1) = ( bi – bi-1) + ( i- i-1 )
64 6.5.1. CÂU HỎI I. Dung sai 1, Nêu khái niệm về kích thước, sai lệch dung sai và lắp ghép các kiểu lắp theo TCVN và đặc tính lắp ghép của chúng 2, Các hệ thống lắp ghép cấp chính xác trong TCVN và các kiểu sai lệch cơ bản. Ví dụ ký hiệu các kiểu lắp theo hệ thống đó 3, Các thông số cơ bản của ren , các sai lệch cơ bản sử dụng trong mối ghép ren có khe hở. Ví dụ ký hiệu mối ghép ren 4, Các thông số cơ bản của then và mối ghép then bằng dung sai của chúng, các kiểu lắp cơ bản của mối ghép then. ví dụ ký hiệu mối ghép then 5, Các phương pháp đồng tâm của mối ghép then hoa. ví dụ ký hiệu mối ghép then hoa. 6, Các phương án ghi chung sai lệch giới hạn không chỉ dẫn của kích thước thẳng, sai lệch giới hạn không chỉ dẫncủa các kích thước góc phụ thuộc vào các yếu tố nào.