Bài giảng Vẽ cơ khí - Chương 3: Mối ghép hình trụ trơn dung sai chế tạo và lắp ghép

Nội dung text: Bài giảng Vẽ cơ khí - Chương 3: Mối ghép hình trụ trơn dung sai chế tạo và lắp ghép

1. 45 Chương 3 MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 3.1 KHÁI NIỆM MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN Mối ghép hình trụ trơn là mối ghép cơ bản cơ bản nhất trong cơ khí có thể cho các chế độ làm việc khác nhau theo một yêu cầu nhất định. Trong cơ khí các nhà công nghệ chọn hình trụ tròn để lắp ráp vì những lý do sau: - Công nghệ chế tạo mặt trụ trục và lỗ đã hoàn thiện, có thể đạt độ chính xác và độ nhám cao (bóng loáng). Đường tròn dễ chế tạo nhất vì có nhiều biện pháp gia công tinh như khoan, khoét, dao, mài trụ ngoài, mài lỗ. - Đường tròn đơn giản, có ít thông số nhất (chỉ có kích thước đường kính), còn hình vuông có nhiều thông số hơn (kích thước 4 cạnh, 4 góc ) do vậy, đường tròn dễ chế tạo và kiểm tra hơn các hình khác. Mối lắp trụ trơn xuất hiện hầu hết trong các kết cấu cơ khí như mối lắp giữa trục và lỗ bánh răng, bánh đai, trục với vòng trong ổ lăn, lỗ với vòng ngoài ổ lăn. Then và rãnh trên trục trên lỗ 3.2 DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP Dung sai đo lường là một môn học quan trọng trong chương trình cơ khí, chương này không có tham vọng trình bày về vấn đề lớn này mà chỉ trình bày những khái niệm cơ bản và ứng dụng trong vẽ kỹ thuật cơ khí giúp sinh viên nắm bắt, ghi và đọc được kích thước với kiểu dung sai trong bản vẽ lắp và kích thước với dung sai trong bản vẽ chế tạo. Dung sai (Tolerance): nghĩa ngoài đời sống là sự dung thứ. Trong kỹ thuật, dung sai là sai số cho phép cho một kích thước trong một vùng nào đó lúc chế tạo. Nếu kích thước đạt được trong
2. MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN. DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 47 thường dể chế tạo hơn lổ có bề mặt trụ trong nên trong cùng một điều kiện công nghệ (trong một nhà máy, quốc gia ) thì độ chính xác lổ thường chọn thấp hơn trục một cấp. Thí dụ cấp chính xác lổ là 8 thì cấp chính xác trục là 7. 3.4 PHÂN BỐ VÙNG DUNG SAI Ta thấy với hai chi tiết trục và lỗ được chế tạo với cùng một kích thước danh nghĩa, nhưng dung sai và cấp chính xác khác nhau có thể phối hợp để tạo nên các kiểu lắp ghép khác nhau ta gọi là dung sai lắp ghép với các chế độ lắp ghép khác nhau. Phân bố vị trí của vùng dung sai so với kích thước danh nghĩa được TCVN chia làm 26 miền dung sai đánh số từ A đến Z tùy thuộc vào trục hay lỗ và cấp chính xác. Bảng 3.1 giới thiệu sự phân bố miền dung sai của trục và lỗ ở cấp chính xác 8. Miền dung sai lỗ được quy định viết bằng chữ in A, B, Z, miền dung sai trục được quy định viết bằng chữ thường a, b, c z. Con số kế bên là cấp chính xác. Bảng 3.1 Phân bố miền dung sai của hệ trục (trục cơ sở: chữ thường) và hệ lỗ (lỗ cơ sở: chữ in) 3.5 HỆ THỐNG LỖ VÀ HỆ THỐNG TRỤC Tiêu chuẩn về dung sai lắp ráp hình trụ trơn của TCVN có thay đổi nhiều qua từng thời kỳ. Hiện nay, TCVN dựa trên tiêu chuẩn quốc tế ISO. Để dễ dàng tạo chế độ lắp ráp giữa trục và lỗ, ta cần chọn một trong hai yếu tố trục hoặïc lỗ làm chuẩn, thay đổi
3. MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN. DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 49 Axe piston được chế tạo có lỗ giữa cho nhẹ. Ví dụ 3.2 Mối lắp giữ then bằng và rãnh trên trục và trên lỗ cũng theo hệ trục vì lý do nói trên. Với kính thước danh nghĩa bề rộng then là 12 thì then lắp chặt trên rãnh trục với kiểu dung sai như H8 sau: 10 và lắp trung gian chặt với rãnh trên lỗ theo kiểu h7 K7 10 . Ta thấy điều này phù hợp với thực tế vì trục ( bề nhang h6 B của then) được chế tạo dễ dàng với cùng một kiểu dung sai 10h7 trên máy mài phẳng. Nếu dùng hệ thống lỗ thì không thể chế tạo một kích thước then 10 với hai vùng dung sai khác nhau. Trong hệ thống này, miền dung sai của trục luôn là h có sai lệch giới hạn dưới âm, sai lệch giới hạn trên bằng 0 và phụ thuộc cấp chính xác. Ví dụ, với kích thước 100h6 thì kích thước trục 0 chuẩn là 100 0,022 . Hình 3.2, mối lắp then bằng 10 8 giữa trục và then với rãnh trên lỗ và rãnh trên trục theo hệ trục. Hình 3.2 Mối lắp then bằng 10 8 giữa trục và then với rãnh trên lỗ và rãnh trên trục theo hệ trục. kích thước 38 đem ra ngoài trục được vẽ nằm ngang theo TVVN cũ hay ISO xem đẹp và dể đọc. 3.6 CÁC CHẾ ĐỘ GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN Do yêu cầu sử dụng trong thực tế mà có ba kiểu lắp ghép hình trụ trơn với các mức độ phân bố của các vùng dung sai khác nhau giữa trục và lỗ . 1- Lắp chặt (lắp có độ dôi) Khi đường kính trục lớn hơn đường kính lỗ:
4. MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN. DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 51 - Nếu dung sai lỗ (tử số) khác H mà dung sai trục ở mẫu số là h thường thì chắc chắn kiểu lắp theo hệ trục. - Khi cả hai vùng đều có ký hiệu H và h cả thì phải xem xét các kích thước liên quan và dùng kinh nghiệm công nghệ để xét xem là hệ trục hay hệ lỗ mà 90% trường hợp là hệ lỗ. - Cấp chính xác của lỗ trên tử số luôn thấp hơn cấp chính xác của trục dưới mẫu số một đơn vị vì lỗ khó chế tạo đạt chính xác cao bằng trục nên ta phải hạ xuống một cấp. Ví dụ: H8 40 là mối lắp chặt vừa với kích thước danh nghĩa 40 k7 trong hệ lỗ, cấp chính xác trục là 7 cao hơn cấp chính xác lỗ là 8 một đơn vị. H8 40 là mối lắp lỏng vừa với kích thước danh nghĩa 40 f 7 trong hệ lỗ, cấp chính xác trục là 7 cao hơn cấp chính xác lỗ là 8 một đơn vị. M8 25 là mối lắp chặt với kích thước danh nghĩa 25 h7 trong hệ trục, cấp chính xác trục là 7 cao hơn cấp chính xác lỗ là 8 một đơn vị. H8 45 là mối lắp trung gian với kích thước danh nghĩa h7 25, cấp chính xác trục là 7 cao hơn cấp chính xác lỗ là 8 một đơn vị, chưa xác định được hệ trục hay lo nhưng xác xuất hệ lỗ cao hơn. n8 25 , ghi kích thước sai (vì sao?). h7 H8 25 , ghi kích thước sai (vì sao?). K7 n8 25 , ghi kích thước sai (vì sao?). h7 H7 25 , ghi kích thước sai (vì sao?). k8 K8 25 , ghi kích thước sai (vì sao?). n7
5. MỐI GHÉP HÌNH TRỤ TRƠN. DUNG SAI CHẾ TẠO VÀ LẮP GHÉP 53 Một điểm cần chú ý là công nghệ tại nước ta hiện nay độ chính xác chỉ mới đạt đến 0,01mm tức là trên 10m. Nên các giá trị dung sai cho dưới giá trị này hoặc ghi đến lẻ phần ngàn có tính chất tham khảo. Độ chính xác gia công tại nước ta trong vòng 50 năm qua không tăng lên đáng kể nên ở thời điểm hiện nay, mặc dù có nhiều trung tâm công nghệ cao nhưng chưa phát huy được nhân lực, công nghệ và thiết bị. Một vài thuật ngữ thường dùng trong sản suất tại nước ta và trên thế giới: - Dem (Pháp Dixième: 1/10mm) - Công nghệ Việt Nam TCVN đạt độ chính xác 0,01mm (tức là Centième) - ISO Công nghệ thế giới (Đài Loan, Trung Quốc, Singapore, Ấn Độ ) độ chính xác 0,001mm công nghệ micron - Đức, Nhật, một số nước châu Âu đạt độ chính xác 0,000001mm = 10–9m công nghệ Nano - Mỹ đạt 10–12m công nghệ Pico đã can thiệp vào nội tại nguyên tử vì 1 Amstrong 1Å = 10–10m. Bảng 3.2 trình bày dung sai lắp ghép hình trụ trơn cho một số kiểu và kích thước thường dùng trong phạm vi trường học được trình bày sau đây: