Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng lắp ghép dung sai chi tiết máy
PGS. TS. NGUYN VN YN BÀI GING DUNG SAI LP GHÉP À NNG - 2007 Φ50H7 Φ50n6 1 MC LC Trang Bài m đu 1- Gii thiu 2- Mt s ký hiu thng dùng trong Dung sai Lp ghép Chng 1: Nhng vn đ c bn trong Dung sai Lp ghép 1.1. Kích thc 1.2. Lp ghép 1.3. Tính đi ln chc nng Chng 2: Dung sai lp ghép tr trn 2.1. Dung sai kích thc 2.1.1. Quy đnh v dung sai kích thc 2.1.2. Min dung sai và sai lch c bn 2.1.3. Dung sai ca kích thc 2.2. Quy đnh lp ghép 2.2.1. H thng l, h thng trc 2.2.2. Kiu lp u tiên 2.2.3. Ký hiu kiu lp tr trn trên bn v Chng 3: Dung sai các yu t hình hc 3.1. Sai lch hình dng và v trí tng đi gia các b mt 3.1.1. Biu din dung sai hình dng và v trí tng đi 3.1.2. Chn dung sai hình dng và v trí tng đi 3.2. nhám b mt Chng 4: Dung sai các lp ghép đin hình 4.1. Dung sai lp ghép then bng, then bán nguy t 4.2. Dung sai lp ghép then hoa 4.3. Dung sai lp ghép ln 4.4. Dung sai lp ghép ren 4.5. Dung sai truyn đng bánh rng 4.5.1. Sai s gia công bánh rng 4.5.2. chính xác truyn đng bánh rng 4.5.3. Ghi cp chính xác và dng khe h mt bên Chng 5: Chui kích thc và cách ghi kích thc 5.1. Chui kích thc 5.1.1. Các khái nim c bn 5.1.2. Gii bài toán thun 5.1.3. Gii bài toán nghch theo đi ln chc nng hoàn toàn 5.1.4. Gii bài toán nghch theo đi ln chc nng không hoàn toàn 3 4 5 7 8 9 9 9 11 11 12 12 13 15 15 17 18 20 20 22 23 25 25 25 27 29 29 30 30 31 2 5.1.5. Gii bài toán nghch theo phng pháp tính xác sut 5.2. Ghi kích thc cho bn v c khí 5.2.1. Nhng nguyên tc ch yu cn đm bo khi ghi kích thc 5.2.2. Chn phng án ghi kích thc chiu dài cho bn v chi tit máy 32 33 33 34 3 BÀI M U I- Gii thiu Dung sai - Lp ghép là môn hc c s trong chng trình đào to k s c khí. Môn hc trang b cho sinh viên kin thc c bn đ thit k các chi tit máy, các mi ghép và thit lp các bn v c khí. Hc phn Dung sai Lp ghép có 02 đn v hc trình. im hc tp ca sinh viên đc đánh giá qua bài kim tra gia hc k, bài thi kt thúc hc phn và đim chuyên cn. Hình thc thi t lun. im chuyên cn đc đánh giá qua vic hoàn thành các bài tp trong quá trình hc và thi gian có mt trên lp ca sinh viên. Giáo trình s dng đ hc môn hc này là sách “Dung sai và lp ghép” ca tác gi Ninh c Tn, do Nhà xut bn Giáo dc xut bn nm 2006 (Tài liu [1]). Trc khi hc môn Dung sai Lp ghép, sinh viên cn đc trang b các kin thc v V k thu t c khí, C khí đi cng, C s thit k máy. Ni dung ca môn hc Dung sai Lp ghép đc trình bày trong 05 chng: Chng1: Nhng vn đ c bn trong Dung sai Lp ghép Trình bày khái nim sai s gia công và dung sai. Nhng nguyên nhân ch yu dn đn có sai s trong quá trình gia công ct gt. Áp dng lý thuyt Xác sut Thng kê đ kho sát kích thc gia công. Trên c s đó s chn đc phng pháp gia công hiu qu nht, hoc có th đa ra phng án điu chnh máy hp lý đ hn ch ph phm. Trình bày các khái nim v lp ghép: mi ghép có đ dôi, mi ghép có khe h, kiu lp cht, kiu lp lng, kiu lp trung gian. Trong chng này còn đ cp đn vn đ tính đi ln chc nng ca chi tit máy. Chng 2: Dung sai lp ghép tr trn Nghiên cu dung sai kích thc dng trc và kích thc dng l ca chi tit máy. Chn sai lch gii hn trên, sai lch gii hn di ca kích thc trc, kích thc l, đ đm bo mi ghép có đc tính theo yêu cu. Cách ghi kiu lp trên bn v k thut. Chng 3: Dung sai các yu t hình hc ca chi tit máy Trình bày các sai lch v hình dng: đ phng ca mt phng; đ thng ca đng thng; đ tròn, đ côn, đ tr ca mt tr. Các sai lch v v trí tng quan: đ song song, đ vuông góc, đ đng tâm, đ giao nhau, đ đi 4 xng, đ đo mt đu, đ đo hng kính. Sai lch cht lng b mt, đ nhám ca b mt. Hng dn cách chn giá tr cho phép ca các sai lch trên, và cách biu din các sai lch, giá tr cho phép ca sai lch trên bn v k thut. Chng 4: Dung sai các lp ghép đin hình Tp trung nghiên cu mi ghép then bng, mi ghép then hoa, mi ghép ln lên trc và lên bc; m i ghép ren. Hng dn cách chn kiu lp ghép, và biu din kiu lp trên bn v. Trong chng này còn quan tâm đn dung sai truyn đng bánh rng. Nguyên nhân dn đn các sai s, các thông s đánh giá sai lch trong truyn đng bánh rng, cách chn giá tr sai lch cho phép, và cách biu din dung sai truyn đng bánh rng trên bn v. Chng 5: Chui kích thc và cách ghi kích thc Trình bày cách ghi kích thc trên bn v lp b phn máy và bn v chi tit máy, đm bo thun li cho vic gia công. Thit lp các chui kích thc và tính toán dung sai cho các khâu trong chui kích thc. II- Mt s ký hiu thng dùng trong môn hc Dung sai Lp ghép A i là kích thc ca khâu th i trong chui kích thc d là kích thc ca khâu dng trc D là kích thc ca khâu dng l ei là sai lch di ca kích thc dng trc es là sai lch trên ca kích thc dng trc EI là sai lch di ca kích thc dng l ES là sai lch trên ca kích thc dng l IT là dung sai ca kích thc N là đ dôi ca mi ghép S là khe h ca m ghép T là sai lch ca kích th c. 5 CHNG 1 NHNG VN C BN TRONG DUNG SAI LP GHÉP 1.1. Kích thc - Kích thc ca chi tit máy là khong cách gia hai đim, hai đng, hoc hai mt thuc chi tit máy, đn v đo dùng trên bn v c khí là mm. - Kích thc đc phân thành 02 nhóm: + Kích thc nhóm trc, khi ct gt thêm s làm gim kích thc, ký hiu là d (Hình 1.1). + Kích thc nhóm l, khi ct gt thêm s làm tng kích thc, ký hiu là D (Hình 1.2). - Giá tr ca kích thc đc xác đnh bng cách đo. S d ng dng c đo chính xác, phng pháp đo thích hp, đo nhiu ln s nhn đc kt qu đo vi đ chính xác cao. - Sai s khi gia công chi tit máy: Khi gia công không th đt đc giá tr đúng nh mong mun, do có các nguyên nhân sau: + Máy không chính xác. + Dao không chính xác. + Gá đt không chính xác. + H thng công ngh: MGDC b bin dng. + Rung đng do lc ct thay đi. + Giãn n không đu do nhit đ thay đi. Ví d: cn gia công 100 chi tit trc có đng kính 20 mm, ta s nhn đc các chi tit có kích thc đng kính dao đng trong khong 20,03 mm đn 19,99 mm. Nh vy lot chi tit có kích thc d dn = 20 mm d max = 20,03 mm, d min = 19,99 mm, d max đc gi là kích thc gii hn trên. d min là kích thc gii hn di. d max - d min đc gi là khong phân b kích thc (hay sai lch ca kích thc), ký hiu là T. d dn là kích thc danh ngha. (d max + d min )/2 là kích thc trung bình, ký hiu là d m . Sai lch kích thc ln, tc là gia công có đ chính xác thp. 20 100 Hình 1.1: Các kích thc dng trc 15 φ 22 Hình 1.2: Các kích thc dng l d min d dn d m d max Hình 1.3: Sai lch ca kích thc gia công 6 - Ngoài ra, kích thc còn đc phân thành nhng loi sau: + Kích thc thc, + Kích thc đo đc, + Kích thc thc theo k thut (kích thc đo đc + dung sai ca dng c đo. + Kích thc danh ngha, + Kích thc gii hn, - Biu din kích thc và sai lch kích thc trên s đ (Hình 1.3). đánh giá mc đ chính xác gia công chi tit máy, ngi ta tin hành gia công mt lot N chi tit (s lng N không ít hn 60 chic), sau đó đo, xác đnh các kích thc gii hn, xác đnh tn sut xut hin các giá tr kích thc, v đng cong phân b tn sut, và đng cong phân b mt đ xác sut. - ng cong phân b tn sut Hình 1.4. Trong đó d i là giá tr kích thc nm trong khong d min ÷ d max ), d i /N là tn sut xut hin kích thc th i (Khi N đ ln có th xem đây là xác sut p ca kích thc th i). - ng cong phân b mt đ xác sut ca kích thc gia công, phân b chun Gauss (Hình 1.5). Trong đó x = d i - d m , y = dp/dx, σ là sai lch bình phng trung bình σ 2 = Nx N i i / 1 2 ∑ = Theo lý thuyt xác sut, có 99,73% kích thc ca lot chi tit nm trong khong x max - x min = 6σ. d m d max Hình 1.4: S đ phân b tn sut kích thc Tn sut d i /N Kích thc d min Min phân b kích thc d m 6σ Hình 1.5: S đ phân b mt đ xác sut kích thc Trung tâm phân b y x 7 Khi thit k, đ đm bo cho chi tit máy có đ kh nng làm vic, ngi thit k phi xác đnh sai lch cho phép ca kích thc d (còn gi là dung sai, kí hiu là IT), n đnh kích thc ln nht và nh nht có th chp nhn: d max = d + es d min = d + ei IT = es - ei es gi là giá tr sai lch trên cho phép ei là giá tr sai lch di cho phép Nu ta chn phng pháp gia công không hp lý, min phân b 6σ không nm trong min dung sai IT, s có ph phm. Nu min phân b 6σ quá nh hn IT, có ngha là chúng ta đã gia công chính xác cao hn so vi yêu cu, làm tng giá thành ca chi tit. Phng pháp gia công hp lý nht (đm bo không có ph phm, và giá gia công r), khi mà 6σ = IT và min phân b kích thc trùng vi min dung sai. Dùng xác sut đ kho sát sai s gia công kích thc ch có th s dng trong trng hp sn xut hàng lot. Sau khi kho sát lot chi tit gia công đu tiên, ta có th chn đc phng pháp gia công thích hp hn, hoc điu chnh máy đ loi b các chi tit ph phm. 1.2. Lp ghép - Mi ghép: Lp chi tit trc vào chi tit bc s đc mt mi ghép. Trên hình 1.6 biu din mi ghép tr trn. + Mi ghép có đ dôi gi là mi ghép cht. dôi ký hiu là N, N = d - D. + Mi ghép có khe h gi là mi ghép lng. Khe h ký hiu là S, S = D - d - Kiu lp: Khi xem xét các mi ghép ghép ca lot chi tit bc A vi lot chi tit trc B, ngi ta phân bit: + Kiu l p cht: Tt c các mi ghép ca lot chi tit lp ghép vi nhau đu có đ dôi. Ly bt c chi tit bc nào lp vi chi tit trc đu đc mi ghép cht. + Kiu lp lng: Tt c các mi ghép ca lot chi tit lp ghép vi nhau đu có khe h. + Kiu lp trung gian: Mt s mi ghép trong lot có đ dôi, s khác có khe h. Ly m t chi tit bc lp vi mt trc bt k s đc mi ghép có th cht, cng có th lng. d D Hình 1.6: Mi ghép tr trn 8 Biu din kiu lp, min dung sai ca kích thc trc, ca kích thc l trên Hình 1.7. Kích thc trc, l có sai lch, nên đ dôi và khe h cng có sai lch. Sai lch ca đ dôi và khe h: N max = d max - D min = es - EI N min = d mim - D max = ei - ES S max = D max - d min = ES - ei S min = D mim - d max = EI - es Cn c vào yêu cu làm vic ca mi ghép, khi thit k chúng ta phi chn các giá tr cho phép [N max ], [N min ] hoc [S max ], [S min ]. Mi ghép đt yêu cu, khi đ dôi hoc khe h nm trong gii hn cho phép. 1.3. Tính đi ln chc nng - Yêu cu ca kiu lp: khe h nm trong khong t [S max ] đn [S min ]. Nu lot chi tit trc B lp vi lot chi tit l A có S max ≤ [S max ] và S min ≥ [S min ]. Có ngha là ta ly bt c chi tit trc nào trong lot A lp vi mt chi tit trong lot B đu đc mi ghép tho mãn yêu cu. Ta nói các chi tit máy trong lot A và B có tính đi ln chc nng hoàn toàn. Chúng có th thay th cho nhau, mà vn đm bo chc nng làm vic. - Nu S max > [S max ] hoc S min < [S min ], lúc đó các chi tit trong lot A và B không có tính đi ln chc nng. Tc là mt mi ghép đang tho mãn yêu cu, nu thay th mt chi tit trc khác lp vào bc đang có, có th nhn đc mt mi ghép không đt yêu cu. - Khi thit k, ngi ta c gng chn dung sai kích thc ca chi tit máy mt cách hp lý, đ chi tit máy tho mãn tính đi ln chc nng. - Trong sn xut hàng lot, nu mi chi tit ca lot đu đt tính đi ln chc nng thì lot chi tit đó đt tính đi ln chc nng hoàn toàn. Nu có mt hoc mt s chi tit trong lot không đt tính đi ln chc nng, thì lot chi tit đó đt tính đi ln chc nng không hoàn toàn. Hình 1.7: Min dung sai ca kích thc trc, kích thc l Sai lch ca kích thc l Sai lch ca kích thc truc Kích thc danh ngha es e i ES EI 9 CHNG 2 DUNG SAI LP GHÉP TR TRN 2.1. Dung sai kích thc 2.1.1. Quy đnh v dung sai kích thc Dung sai ca kích thc đc chn tu thuc vào đ chính xác yêu cu và đ ln ca kích thc T = a×i Trong đó i là đn v dung sai. n v dung sai có th tính theo công thc: i = 0,45 3 d + 0,001d đi vi kích thc t 1 dn 500 mm i = 0,004d + 2,1 đi vi kích thc trên 500 đn 3150 mm Tuy nhiên, đ đn gii cho vic lp tiêu chun, TCVN quy đnh giá tr i c th cho các khong kích thc. Kích thc t 1 đn 500 mm có th phân thành 13 ÷ 25 khong, tu theo đc tính ca tng loi lp ghép. a: là h s ph thuc vào yêu cu mc đ chính xác ca kích thc. TCVN 2244-1999 có quy đnh 20 cp chính xác kích thc: cp 01 ; 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; ; 18. Trong đ ó cp 01 chính xác cao nht, cp 18 ít chính xác nht. Cp 5 đn cp 11 đc dùng trong thit k các máy thông dng. Giá tr ca a có th chn nh sau: Cp chính xác 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Giá tr ca a 5 7 10 16 25 40 64 100 160 Dung sai kích thc do TCVN quy đnh đc ký hiu là IT. Giá tr ca IT đc chn theo Bng 4.2 trang 24 tài liu [1]. Theo Bng 4.2, ng vi mi cp chính xác và tng khong kích thc, kích thc càng ln, đ chính xác càng thp, thì dung sai càng ln. 2.1.2. Min dung sai và sai lch c bn Ví d, đ to mi ghép tr trn t chi tit trc và bc (Hình 2.1) có kích thc danh ngha d = D = 60 mm, đ chính xác cp 7. Tra bng 4.2 ta có IT d = IT D = 30µm = 0,03mm. Mun có mi ghép cht ta phi b trí min dung sai ca trc mn phía trên min dung Φ60 Hình 2.1: Mi ghép tr trn [...].. .sai c a l (Hình 2.2) Mu n có m i ghép l ng ta ph i b trí mi n dung sai c a tr c n m phía d i mi n dung sai c a l (Hình 2.3) ITd ITD ITD ddn ddn ITd Hình 2.3: M i ghép l ng Hình 2.2: M i ghép ch t TCVN quy nh 27 cách b trí mi n dung sai (so v i kích th ngh a) cho kích tr c, và 27 mi n dung sai cho kích th c l Mi m dung sai c a kích th c tr c c ký hi u b ng ch... ng trên tr c bao g m hai m i ghép tr tr n: M i ghép gi a then v i rãnh trên tr c và m i ghép gi a then v i rãnh trên b c (Hình 4.1) b Mi n dung sai c a kích th c b c a then, c a rãnh then trên tr c và trên b c c ch n theo B ng 4.11 trang 39 tài li u [1] Dung sai chi u r ng b c a then dùng ki u h9 Dung sai chi u r ng b c a rãnh trên tr c th ng dùng ki u H9, N9, P9 Dung sai chi u r ng b c a rãnh trên b... l p cho m i ghép then hoa ng kính D, kích th c và ki u l p c a chi u r ng b 21 4.3 Dung sai l p ghép l n M i ghép l n c bi u di n trên Hình 4.4 l n là chi ti t máy c tiêu chu n hóa cao, c ch t o trong nhà máy chuyên môn hóa Dung sai c a l n c quy nh trong tiêu chu n v l n, nhà máy ch t o l n ã gia công úng theo tiêu chu n Khi thi t k chúng ta ch tính ch n ki u , c , không c n quy nh dung sai cho l... d ng và v trí t Dung sai hình d ng và v trí t ghi trên b n v nh Hình 3.1 ng ng i trên b n v i c a các b m t chi ti t máy c Dung sai hình d ng c bi u di n trong hai ô hình ch nh t Ô th nh t ghi ký hi u d ng sai l ch, ô th hai ghi giá tr sai l ch l n nh t cho phép: - Dung sai th ng, c tính theo m t o n th ng nào ó, và c ký hi u là " ", giá tr sai l ch ghi trên b n v có n v là mm - Dung sai ph ng, tính... chi ti t b c, ng i ta dùng h th ng l c b n Mi n dung sai c a l c nh, có sai l ch c b n ki u H có c tính khác nhau c a các m i ghép, ta thay i mi n dung sai c a kích th c tr c (Hình 2.6) Td1 TD Td3 Td2 Ddn Khi l p nhi u b c trên m t chi ti t tr c, ng i ta dùng h th ng tr c c b n Mi n dung sai c a tr c c nh, có sai l ch c b n ki u h Hình 2.6: L p theo h th ng l c b n có c tính khác nhau c a các m i ghép, ... ", giá tr sai l ch c ghi trên b n v là mm 15 - Dung sai tròn, tính cho m t ng tròn, ký hi u là " ", giá tr sai l ch ghi trên b n v có n v là mm - Dung sai côn ( lõm, tr ng) c tính trên m t m t c t d c tr c c a m t tr , c ký hi u là " ", giá tr sai l ch ghi trên b n v có n v là mm - Dung sai tr , tính cho m t tr có dài nh t nh, c ký hi u là " ", giá tr c a sai l ch ghi trên b n v là mm Dung sai v trí... ng i khó kh n, ng i ta th ng quy nh dung sai cho các kích th c d, d2, D2, D1 m b o chính xác c a m i ghép ren C p chính xác c a các kích th c ch y u c a m i ghép ren ch n theo B ng 7.1 trang 91 tài li u [1] c Sai l ch c b n, mi n dung sai c a m i ghép ren theo ki u l p l ng c ch n theo B ng 7.2 và B ng 7.3 trang 91 tài li u [1] Sai l ch c b n, mi n dung sai c a m i ghép ren theo ki u l p trung gian c... Dung sai l p ghép ren M i ghép ren g m có chi ti t bu lông ghép v i chi ti t ai c Bu lông có ren ngoài, ai c có ren trong ây chúng ta ch quan tâm n m i ghép ren h Mét, có ti t di n ren tam giác Tu theo yêu c u s d ng, m i ghép ren c ng c thi t k theo ki u l p ch t, 23 d1 =D1 d2 =D2 d= D Hình 4.5: Kích th c c a m i ghép ren ki u l p l p l ng, ho c ki u l p trung gian Các kích th ( c ch y u c a m i ghép. .. 0 -40 0 trên 400 500 -35 0 -45 0 -33 0 -45 0 22 Mi m dung sai c a tr c là k6, ng kính l vòng trong c a d=40mm, mi n dung sai c a kích th c d do nhà máy ch t o quy nh Ký hi u 68G7 bi u th : ng kính l c a g i là 68mm, Mi m dung sai c a l là G7, ng kính vòng ngoài c a D=68mm, mi n dung sai c a kích th D do nhà máy ch t o quy nh c Tuy nhiên, khi l p ghép l n v i tr c và g i , th ng m t trong hai vòng l... v chi ti t máy Ghi kích th c cho b n v l p m t cách h p lý, s thu n l i cho vi c l p ráp, d dàng m b o ch t l ng c a máy, thu n l i cho vi c gi i chu i kích th c xác nh dung sai kích th c c a các khâu Ghi kích th c cho b n v chi ti t máy m t cách h p lý, ch n úng chu n kích th c, ch n úng khâu khép kín, s m b o cho chi ti t máy có kh n ng làm vi c và d dàng cho quá trình gia công ch t o chi ti t máy . 4: Dung sai các lp ghép đin hình 4.1. Dung sai lp ghép then bng, then bán nguy t 4.2. Dung sai lp ghép then hoa 4.3. Dung sai lp ghép ln 4.4. Dung sai lp ghép ren 4.5. Dung sai. trong Dung sai Lp ghép Chng 1: Nhng vn đ c bn trong Dung sai Lp ghép 1.1. Kích thc 1.2. Lp ghép 1.3. Tính đi ln chc nng Chng 2: Dung sai lp ghép tr trn 2.1. Dung sai. k máy. Ni dung ca môn hc Dung sai Lp ghép đc trình bày trong 05 chng: Chng1: Nhng vn đ c bn trong Dung sai Lp ghép Trình bày khái nim sai s gia công và dung sai. Nhng nguyên