Giáo trình Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường - CĐ Giao thông Vận tải

ỦY BAN NHÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI
------

Bài Giảng

DUNG SAI LG

& ĐO LƢỜNG KT
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ƠTƠ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Lưu hành nội bộ
2010


ỦY BAN NHÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI
------

Bài Giảng

DUNG SAI LG

& ĐO LƢỜNG KT
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ƠTƠ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Chủ biên:

ThS. Trần Thị Trà My

Thành viên: ThS. Lê Anh Tuyến
ThS. Ngô Thị Kim Uyển


LỜI NĨI ĐẦU
Giáo trình “Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường” được biên soạn theo
chương trình mơn học Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường, tài liệu dùng làm
tài liệu học tập cho sinh viên chuyên ngành Cơng nghệ Kỹ thuật ơtơ. Ngồi ra
cịn có thể làm tài liệu tham khảo cho các chuyên viên và học viên ngành điện.
Nội dung của giáo trình được biên soạn với những kiến thức cơ bản nhất về
kỹ thuật điện. Trên cơ sở mục tiêu môn học khi biên soạn nhóm tác giả đã cố
gắng trình bày nội dung giáo trình một cách ngắn gọn, dễ hiểu, cuối mỗi chương
là tập hợp các câu hỏi và bài tập giúp người học kiểm tra lại kiến thức đã trình
bày trong chương đó. Nhóm tác giả mong rằng với giáo trình này, sinh viên sẽ
hiểu được những điều cơ bản nhất của môn Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo
lường, làm kiến thức nền tảng để học tốt các môn chun ngành.
Trong q trình biên soạn giáo trình nhóm tác giả xin chân thành
cám ơn đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp chân thành và vơ c ng qu báu của
các đồng nghiệp và các chuyên gia trong và ngồi trường.
Giáo trình biên soạn khơng tránh khỏi một số sai sót nhất định. Chúng tơi
rất mong tiếp tục nhận được nhiều ý kiến đóng góp của qu đồng nghiệp và đọc
giả để giáo trình được bổ sung, ch nh s a ngày một hoàn thiện hơn.
Các tác giả


MỤC TIÊU MƠN HỌC

Giáo trình “Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường” được biên soạn trên
cơ sở chương trình chương trình mơn học Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo

lường được xây dựng theo Thông tư số: 03/2017/TT-BLĐTBXH ngày
01/03/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội của nhà
trường đã được phê duyệt. Nội dung giáo trình bám sát được chương trình đào
tạo nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về điện, nguyên lý hoạt
động của các máy điện trang bị trong kỹ thuật và trên ô tô hiện nay. Giáo trình
cịn cung cấp kiến thức về cấu tạo - nguyên lý trang bị điện và các mạch điều
khiển máy điện với thực tiễn đang được áp dụng trên thực tế. Đây là môn học cơ
sở nghề, trang bị kiến thức cho sinh viên làm nền tảng cho việc nghiên cứu các
môn học chuyên môn lý thuyết và thực hành chuyên ngành, cũng như phục vụ
cho nghề nghiệp của sinh viên sau khi ra trường. Ngồi ra, giáo trình được biên
soạn dựa vào điều kiện với các máy móc, thiết bị được trang bị cho xưởng thực
tập của khoa, phù hợp với điều kiện nghiên cứu của sinh viên.
Giáo trình sau khi biên soạn, được hội đồng nghiên cứu khoa học công
nhận sẽ dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho sinh viên chuyên ngành Công
nghệ kỹ thuật ơtơ. Tuy nhiên, giáo trình cũng có thể làm tài liệu nghiên cứu cho
sinh viên các chuyên ngành kỹ thuật khác, làm tài liệu tham khảo cho kỹ thuật
viên làm việc có liên quan đến kỹ thuật.


Chƣơng 1. ĐỔI LẪN CHỨC NĂNG VÀ VẤN ĐỀ TIÊU CHUẨN HỐ

-

Hiểu và n
bản chất của tính ổi lẫn trong ngành ơ khí và tá dụng
tích cực của nó ối với sản xuất, sử dụng

1.1. Tính đổi lẫn chức năng
- Tính đổi lẫn chức năng là nguyên tắc thiết kế, chế tạo đảm bảo các bộ
phận máy hoặc các chi tiết máy cùng loại khơng những có khả năng lắp thay thế

cho nhau không cần s a chữa hoặc gia cơng bổ sung mà cịn đảm bảo khả năng
s dụng hiệu quả kinh tế hợp lý của chúng.
- Mối quan hệ giữa ch tiêu s dụng máy A và các thông số chức năng Ai
của các chi tiết lắp thành máy có dạng:

A  f ( A1 , A2 , A3 ..., An )

(i = 1  n )

(1.1)
Với Ai là những đại lượng biến đổi độc lập.
- Do sai số gia công, lắp ráp mà ch tiêu s dụng máy A và các thông số
chức năng Ai của các chi tiết máy khơng thể đạt độ chính xác tuyệt đối như giá
trị thiết kế. Bởi vậy cần xác định phạm vi thay đổi hợp lý của A và Ai quanh giá
trị thiết kế, phạm vi thay đổi hợp l cho phép đó gọi là dung sai ch tiêu s dụng
máy T và dung sai các thông số chức năng chi tiết Ti.
- Các chi tiết máy đảm bảo tính đổi lẫn chức năng nếu thoả mãn điều kiện:
n

T  
i 1

f
Ti
Ai

(1.2)

- Loạt chi tiết máy sản xuất ra, nếu tất cả đều có thể đổi lẫn thì loạt đó đạt
tính ổi lẫn chứ năng hồn tồn. Nếu có một hoặc một số khơng đạt tính đổi

lẫn thì loạt đó đạt tính ổi lẫn chứ năng khơng hồn tồn.
1.2. Vấn đề tiêu chuẩn hố sản phẩm
- Cơng nghiệp càng phát triển thì sản phẩm cơ khí càng đa dạng (cả về
chủng loại lẫn mẫu mã, kích cỡ). Để thuận lợi cho việc quản lý, tổ chức sản xuất
và s dụng sản phẩm, cần thiết phải thống nhất hoá và tiêu chuẩn hoá sản phẩm.


- Ý nghĩa của tiêu chuẩn hoá sản phẩm:
+ Tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế tạo các chi tiết và bộ phận máy
đảm bảo tính đổi lẫn chức năng.
+ Tạo điều kiện để hợp tác hoá và chuyên mơn hố sản xuất.
+ Thuận lợi cho người s dụng vì dễ kiếm phụ tùng thay thế để s a chữa.
+ Thuận lợi cho quản lý và tổ chức sản xuất vì giảm được chủng loại, kích
cỡ của thiết bị, dụng cụ cắt, dụng cụ đo.
- Các tiêu chuẩn có thể được xây dựng trong phạm vi ngành, quốc gia
hoặc quốc tế.


Chƣơng 2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ
DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP

-

Hiểu và thuộc các khái niệm về kí h th ớc, sai lệch giới hạn và dung sai

-

N m vững ặc tính của 3 nhóm l p ghép, ũng nh
l p ghép

-

Biết cách biểu diễn bằng sơ ồ miền phân bố dung sai của l p ghép

2.1. Q i định ề

ng

i

i

ơng dụng của từng nhóm

ch ẩn h

Khi thiết kế, chế tạo máy hoặc bộ phận máy người ta căn cứ vào ch tiêu
s dụng máy A∑). Ch tiêu s dụng máy có thể là những thơng số hình học hoặc
những thông số khác như công suất, hiệu suất, năng suất
Trên cơ sở ch tiêu s dụng máy A∑) người thiết kế phải xác định được
các thông số chức năng Ai. Muốn đảm bảo được thông số chức năng người thiết
kế phải tính tốn và lựa chọn dung sai cho chi tiết, hay nói cách khác là phải qui
định dung sai cho chi tiết được thiết kế
Qui định dung sai trên cơ sở tính đổi lẫn chức năng là điều kiện thuận lơi
cho việc thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa trong phạm vi quốc gia và quốc tế.
Khi nền cơng nghiệp ngày càng phát triển thì sản phẩm càng đa dạng và phong
phú, không ch chủng loại , mẫu mã và cả chủng loại nữa. Trong điều kiện như
vậy địi hỏi phải có sự thống nhất hóa về mặt quản l nhà nước, mặt khác để
nâng cao hiệu quả kinh tế thì phải qui cách hóa và tiêu chuẩn hóa sản phẩm.
Để đáp ứng yêu cầu trên nhà nước iệt Nam ban hành hàng loạt các tiêu

chuẩn kỹ thuật trong đó có tiêu chuẩn về dung sai lắp ghép. Các tiêu chẩn của
nhà nươc iệt nam TC N) được xây dựng trên cơ sở của tiêu chuẩn quốc tế
ISO

2.2. Kích hƣớc
nh ngh a

Kích thước là gía trị bằng số của đại lượng đo chiều dài theo đơn vị đo
được lựa chọn


Trong chế tạo máy đơn vị đo thường d ng là mm
1m = 1000 mm ; 1 mm = 1000 µm
2.1.2. Kí h th ớ danh ngh a

Là kích thước nhận được bằng tính tốn xuất phát từ chức năng của chi
tiết độ bền, độ cứng ) sau đó quy trịn về phía lớn lên theo các giá trị của dãy
kích thước thẳng danh nghĩa tiêu chuẩn .

a

rụ
Hình .

+ Kích thước danh nghĩa của chi tiết trục được k hiệu là dN.
+ Kích thước danh nghĩa của chi tiết lỗ được k hiệu là DN.
+ Kích thước danh nghĩa được ghi trên bản vẽ d ng là gốc để tính các sai
lệch về kích thước.
2.1.3. Kích th ớ thự

Là kích thước nhận được từ kết quả đo bằng dụng cụ đo với sai số cho phép nào
đó.
í dụ Khi đo kích thước trục bằng bằng thước cặp có độ chính xác
, kết
quả đo được là , mm tức là kích thước thực là , mm với sai số cho phép là
0,05 mm
Kích thước thực được k hiệu là dt đối với trục và Dt đối với lỗ

4 Kí h th ớ giới hạn

Để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước, người ta qui
định kích thước giới hạn
Kích thước giới hạn lớn nhất là kích thước lớn nhất cho phép khi chế tạo
chi tiết. K hiệu đối với trục là dmax và lỗ Dmax
Kích thước giới hạn nhỏ nhất là kích thước nhỏ nhất cho phép khi chế tạo
chi tiết. K hiệu đối với trục là dmin và lỗ Dmin
ậy điều kiện để chi tiết sau khi chế tạo đạt yêu cầu khi kích thước thực
của nó thoả mãn điều kiện:


dmin  dt  dmax

và

Dmin  Dt  Dmax

2.3. Sai lệch giới hạn
nh ngh a
Là hiệu đại số giữa các kích thước kích thước giới hạn và kích thước danh
nghĩa

ai ệ h giới hạn ớn nhất

ai ệ h giới hạn tr n

Là hiệu đại số giữa các kích thước kích thước giới hạn lớn nhất và kích
thước danh nghĩa. Sai lệch giới hạn trên được k hiệu là es, ES
ới trục

es = dmax - dN

ới lỗ

ES = Dmax - DN

nh

ơ ồ iểu diễn kí h th ớ giới hạn và sai ệ h giới hạn

ai ệ h giới hạn nh nhất

ai ệ h giới hạn d ới

Là hiệu đại số giữa các kích thước kích thước giới hạn nhỏ nhất và kích
thước danh nghĩa. Sai lệch giới hạn trên được k hiệu là ei, EI
ới trục

ei = dmin – dN

ới lỗ

EI = Dmin – DN

Sai lệch giới hạn có thể có giá trị “+” dương, “-“ âm hoặc bằng .
Sai lệch giới hạn được ghi bên cạnh kích thước danh nghĩa với cở chữ nhỏ
hơn DN EIES , d N eies . í dụ  500,020
0,041
2.4. D ng

i kích hƣớc (T)

Là phạm vi cho phép của sai số kích thước. Trị số dung sai là hiệu số giữa
kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhỏ nhất, hoặc bằng hiệu đại
số giữa sai lệch giới hạn trên và sai lệch giới hạn dưới.
Dung sai được k hiệu là T (Tolerence)


Với kích thước lỗ:

TD = Dmax - Dmin
Hoặc TD = ES – EI

Với kích thước trục:

Td = dmax - dmin
Hoặc Td = es – ei

Dung sai kích thước ln có gía trị dương. Trị số càng nhỏ thì độ chính
xác kích thước càng cao và ngược lại.
Dung sai càng lớn nghĩa là sai số chế tạo càng lớn, dễ chế tạo và giá thành
chế tạo giảm.

Hình 2.3. ơ ồ biểu diễn kí h th ớc, sai lệch và dung sai.

í dụ Biết kích thước của chi tiết lỗ là  500,020
0,041 mm
Tính các kích thước giới hạn và dung sai
Kích thước thực của lỗ sau khi gia công đo được là Dt
hỏi chi tiết lỗ đã gia cơng có đạt u cầu khơng
Giải
Kích thước giới hạn lớn nhất của lỗ
Dmax = DN + ES = 50 + 0,020 = 50,020 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ
Dmin = DN + EI = 50 - 0,041 = 49,959 mm
Dung sai của lỗ
TD = ES – EI = 0,020 – (-0,041) = 0,061 mm
Chi tiết lỗ đạt yêu cầu khi chi tiết thực của nó thỏa điều kiện
Dmin  Dt  Dmax
Ta thấy Dmin = 49,959 mm > Dt = 49,950 mm
ậy chi tiết lỗ gia công kông đạt yêu cầu

,

mm,


h
Khi gia ơng th ng i th phải nhẫ tính á kí h th ớ giới
hạn rồi ối hiếu với kí h th ớ o
kí h th ớ th t ủa hi tiết gia ông
và ánh giá á hi tiết ó ạt u u ha không ạt u u về kí h th ớ

2.5. Lắ gh
4

c c

Khái niệ về

ại ắ gh

p ghép

Thường các chi tiết đứng riêng biệt thì chưa có cơng dụng gì, ch khi
chúng phối hợp với nhau thành mối ghép mới có cơng dụng nhất định. Như vậy
hay một số chi tiết kết hợp với nhau một cách cố định đai ốc vặn chặt vào
bulong) hoặc di động piston trong cylinder) thì tạo thành mối ghép.
Kích thước lắp ghép là kích thước mà dựa vào nó các chi tiết lắp ghép với
nhau. Trong một mối ghép, kích thước danh nghĩa của lỗ DN) bằng kích thước
danh nghĩa của trục dN) và gọi chung là kích thước danh nghĩa của mối ghép
DN = dN
Bề mặt lắp ghép là bề mặt mà dựa vào nó các chi tiết lắp ghép với nhau.
Trong đó bề mặt lắp ghép của lỗ gọi là bề mặt bao, bề mặt lắp ghép của trục gọi
là bề mặt bị bao hình . a)
T y theo hình dạng bề măt lắp ghép, trong chế tạo cơ khí phân loại như
sau:
Lắp ghép trụ trơn Bề mặt lắp ghép có dạng là bề mặt trụ trơn hoặc mặt
phẳng
Lắp ghép côn trơn Bề mặt lắp ghép là mặt nón cụt
Lắp ghép ren Bề mặt lắp ghép là mặt xoắn ốc có dạng profin tam giác,
hình thang
Lắp ghép truyền động bánh răng Bề mặt lắp ghép là bề mặt tiếp xúc một

cách chu k của các răng bánh răng
1
2

2
1

Ø50

60


Hình 2.4. L p ghép trụ trơn

Hình 2.3. L p ghép phẳng.

1 – Bề mặt bao.

1 – Bề mặt bao.

2 – Bề mặt bị bao.

2 – Bề mặt bị bao.

Đặc tính của lắp ghép được xác định bởi hiệu số kích thước bề mặt bao và
bị bao.
Nếu Dt – dt có giá trị dương thì lắp ghép có độ hở
Nếu Dt – dt có giá trị âm thì lắp ghép có độ dơi
Dựa vào đặc tính lắp ghép ta chia ra làm nhóm
4

4

h n oại
hó

p ghép
p

ng

+ Trong nhóm này kích thước lắp ghép của lỗ ln ln lớn hơn kích
thước của trục trong đó ln đảm bảo có độ hở (hình 2.5).

nh

hó

p ghép

ng

Đặc điểm của nhóm lắp lỏng là ln có độ hở được k hiệu là S
Độ hở :

S = Dt – dt

Độ hở giới hạn:
Smax = Dmax – dmin = ES - ei
Smin = Dmin – dmax = EI - es
Độ hở trung bình:

Stb =

S max  S min
2

Dung sai độ hở (hoặc dung sai lắp ghép):


Ts = Smax – Smin = TD + Td
Như vậy dung sai mối ghép bằng tổng dung sai của kích thước lỗ và kích
thước trục.
Phạm vi s dụng Lắp ghép lỏng thường được s dụng đối với mối ghép mà
hai chi tiết có sự chuyển động tương đối với nhau và t y theo chức năng của mối
ghép ta chọn kiểu lắp có độ hở nhỏ hay độ hở lớn.
4

hó

p hặt

+ Trong nhóm này kích thước lắp ghép của lỗ ln ln nhỏ hơn kích
thước của trục trong đó ln đảm bảo có độ dơi (hình 2.6).

nh

hó

p chặt

Đặc điểm của nhóm lắp chặt là ln có độ hở được k hiệu là N
Độ dôi:

N = dt - Dt

Độ dôi giới hạn:

Nmax = dmax- Dmin = es - EI
Nmin = dmin - Dmax = ei - ES

Độ dơi trung bình:

Ntb =

N max  N min
2

Dung sai độ dôi (hoặc dung sai lắp ghép)
TN = Nmax - Nmin = TD + Td
Phạm vi s dụng Lắp ghép chặt thường được s dụng đối với mối ghép
không tháo hoặc ch tháo khi s a chữa lớn. Độ dôi lắp ghép đủ đảm bảo truyền
moment xoắn và t y theo chức năng của mối ghép ta chọn kiểu lắp có độ dơi nhỏ,
trung bình hay độ dơi lớn.
4

hó

p trung gian

+ Trong nhóm này kích thước lắp ghép của trục có thể nhỏ hơn hay lớn
kích thước của lỗ. Trị số độ hở hay độ dôi ở đây đều nhỏ hình . ).

Hình 2.7. L p trung gian
Đặc trưng của lắp ghép trung gian là độ hở lớn nhất và độ dôi lớn nhất:
Smax = Dmax - dmin
Nmax = dmax - Dmin
Độ hở trung bình hoặc độ dơi trung được tính như sau
- Nếu Smax > Nmax: Stb 

Smax  N max
2

- Nếu Nmax > Smax: Ntb 

N max  Smax
2

Dung sai của lắp ghép :
TNS = Smax + Nmax = TD + Td
Phạm vi s dụng Lắp ghép trung gian thường được s dụng đối với mối ghép
cố định nhưng thường xuyên phải tháo lắp khi s dụng và những mối ghép yêu cầu
độ đồng tâm cao. Có thể d ng lắp trung gian để truyền lực nhưng với điều kiện phải
thêm chi tiết phụ then, chốt, vít ...)
2.6. Biểu diễn

ng ơ đ

h n

iền

ng

i củ

ắp ghép

Để đơn giản và thuận tiện người ta biểu diễn lắp ghép dưới dạng sơ đồ
phân bố miền dung sai
Sơ đồ lắp ghép là hình biểu diễn vị trí tương quan giữa miền dung sai của
lỗ và miền dung sai của trục trong mối ghép
á h v sơ ồ

p ghép

- Đường thẳng nằm ngang biểu thị vị trí kích thước danh nghĩa.
- Trục tung biểu thị giá trị sai lệch của kích thước (μm).


- Sai lệch dương đặt ở phía trên, sai lệch âm đặt ở phía dưới kích thước
danh nghĩa.
- Miền dung sai kích thước được biểu diễn bằng hình chữ nhật có gạch
chéo được giới hạn bởi hai sai lệch giới hạn
í dụ Sơ đồ dung sai lắp ghép có d D
mm. Sai lệch giới hạn của
kích thước lỗ là ES +
m, EI
. Sai lệch giới hạn của kích thước trục là
es m, EI m. Được biểu diễn như hình vẽ

Hình . . Sơ đồ phân bố dung sai của kích thước lắp ghép.
á dụng ủa sơ ồ

p ghép

Qua sơ đồ phân bố miền dung sai ta xác định được
- Giá trị kích thước danh nghĩa của mối ghép DN, dN)
- Biết được giá trị của sai lệch giới hạn ES, EI, es,ei)
- Biết được vị trí và giá trị của kích thước giới hạn Dmax, Dmin, dmax,
dmin)
- Trị số dung sai của kích thước lỗ, trục TD, Td)
- Dễ dàng nhận biết được đặc tính lắp ghép
+ Lắp lỏng nếu miền dung sai lỗ nằm trên miền dung sai trục
+ Lắp chặt nếu miền dung sai trục nằm trên miền dung sai lỗ
+ Lắp trung gian nếu miền dung sai lỗ và trục nằm xen kẽ
nhau
- Biết được trị số độ hở và độ dơi
í dụ Cho sơ đồ phân bố miền dung sai như hình vẽ


nh 9

ơ ồ phân bố dung sai của kí h th ớc l p ghép.

Qua sơ đồ xác định được
- Kích thước danh nghĩa của mối ghép DN = dN = 54 mm
- Sai lệch giới hạn ES = 25µm, EI = 0,
es = 50µm, ei = 34µm
- Kích thước giới hạn

Dmax = 45,025 mm, Dmin = 45 mm
dmax = 45,05 mm, Dmin = 45,034 mm

- Dung sai kích thước lỗ

TD = 0,025 mm

- Dung sai kích thước trục

Td = 0,016 mm

- Dung sai mối ghép

T = TD + Td = 0,025 + 0,016 = 0,041 mm

- Mối ghép là lắp chặt vì miền dung sai trục nằm trên miền dung sai
lỗ
- Độ dôi giới hạn

Nmax = 0,05 mm
Nmin = 0,009 mm


Chƣơng 3. HỆ TH NGDUNG SAI LẮP GH P BỀ M T
TRƠN

-

những nội dung ơ ản ủa hệ thống dung sai

theo TCVN

-

iểu

ngh a á k hiệu về dung sai

-

ử dụng thành thạo á

p ghép ề ặt trơn

p ghép tr n ản v

ảng dung sai

3.1. Khái niệm
3.1.1. Khái niệm sai số gia cơng
- Các thơng số hình học, động học, cơ l hố... của chi tiết được tạo thành trong
q trình gia cơng chi tiết đó. Khi gia cơng một loạt chi tiết trong cùng một điều kiện
thì do sai số gia công làm cho giá trị của một thông số nào đó xuất hiện trên mỗi chi
tiết thường khác nhau.
- Các ngun nhân chính gây ra sai số gia cơng gồm:
+ Máy gia cơng khơng chính xác (do chế tạo, do mịn...).
+ Dụng cụ cắt chế tạo khơng chính xác.
+ Mịn dụng cụ cắt trong q trình gia cơng.
+ Biến dạng nhiệt của hệ thống công nghệ (máy - dao - đồ gá - chi tiết).
+ Biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ dưới tác dụng của lực cắt.

.v.v.
- Các sai số nhận được trên mỗi chi tiết là tổng hợp của 3 loại sai số:
+ Sai số hệ thống cố định: là những sai số có giá trị xuất hiện trên mỗi chi tiết
trong loạt là như nhau.
+ Sai số hệ thống thay đổi: là những sai số có giá trị xuất hiện trên mỗi chi tiết
trong loạt thay đổi theo quy luật nào đó.
+ Sai số ngẫu nhiên: là những sai số có giá trị xuất hiện trên mỗi chi tiết trong
loạt có tính chất ngẫu nhiên.
- Sai số gia công làm cho các thông số hình học, động học, cơ l hố... của loạt
chi tiết biến đổi ngẫu nhiên.
3.1.2. Khái niệ về hệ thống dung sai

p ghép


- Để đáp ứng yêu cầu phát triển hội nhập với nền kinh tế thế giới, nhà nước iệt
Nam đã ban hành hàng loạt tiêu chuẩn kỹ thuật, trong đó có tiêu chuẩn dung sai bề mặt
trơn TC N
- . Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở của tiêu chuẩn quốc tế
ISO
- . Hệ thống dung sai lắp ghép là tổng hợp các qui định về dung sai lắp ghép
được thành lập theo qui luật và đưa thành qui định thống nhất.
- Hệ thống dung sai lắp ghép khắc phục được sự lựa chọn t y tiện, tạo khả năng
tiêu chuẩn hóa dụng cụ cắt và calip đo.
3.2. Sai s gi cơng kích hƣớc
3.2.1. Một vài khái niệm về xác suất
- Xét ví dụ để đánh giá tỷ lệ phế phẩm của một loạt sản phẩm, ta lấy ra một số
sản phẩm để kiểm tra từng chiếc.
Giả s kiểm tra 100 sản phẩm thì có 6 sản phẩm là phế phẩm, ta có tần suất
xuất hiện phế phẩm là

là

6
; kiểm tra 300 sản phẩm thì có tần suất xuất hiện phế phẩm
100

23
20
; tiếp tục có
.
400
300

Dãy

6
20 23
,
,
tiến dần tới một số P nào đó,  P  1.
100 300 400

P được gọi là xác suất xuất hiện phế phẩm của loạt sản phẩm.
- Xác suất xuất hiện một sự kiện A nào đó kí hiệu P(A)) là khả năng xuất hiện
sự kiện A trong một điều kiện cho trước nào đó.
3.2.2. Áp dụng lý thuyết xác suất ể nghiên cứu sự phân bố của kí h th ớc.
- Các nghiên cứu cho thấy: loạt chi tiết cùng loại, gia công trong cùng một điều
kiện thì sự phân bố kích thước của loạt thường theo quy luật phân bố chuẩn của xác
suất (qui luật phân bố Gauss).
 x2

1
2
y
e 2
 . 2
Trong đó

(3.1)

e - cơ số của logarit tự nhiên (e = 2,71828).

- sai lệch bình phương trung bình.
- Đường cong của phương trình . ) có tính đối xứng qua trục tung và được
gọi là “đường cong phân bố mật độ xác suất” của kích thước gia cơng (hình 3.1).


y

x
dN
nh

x1 x2

0

dtb

ng cong phân bố m t ộ xác suất của kí h th ớc gia cơng.

- Xác suất xuất hiện kích thước trong khoảng x1÷ x2 là:
x2

P( x1  x2 )   ydx
x1

Đổi biến Z 

x



thì dz 

P( x1x2 )  

z2

z1

dx



và:
z2

1 2
e dz  ( z2 )  ( z1 )

2

(3.2)

P( x1  x2 ) chính là giá trị diện tích phần gạch trên hình 3.1.

- Xác suất xuất hiện kích thước trong khoảng -x ÷ +x (hình 3.2).
ì đường cong có tính đối xứng qua trục tung nên:
x

x

x

0

P(  x  x )   ydx  2 ydx
Áp dụng công thức (3.2):

P(  x x )  2

z

0

(3.3)

z2

1 2

e dz  2( z )
2

Gía trị hàm (z ) và 2( z ) được tính sẵn trong bảng hàm Laplace (bảng 3.1).


y

x
-x

dN

+x

0

dtb
Hình 3.2. Xác suất xuất hiện kí h th ớc trong khoảng -x ÷ +x.
Bảng 3.1. Gía trị hàm Laplace.

Z

(z )

0,10

0,04

0,20

0,07
95

0,40
0,75
1,00

0,15
55
0,27
35
0,34
15

2( z )

0,07
97

Z

1,25

(z )

2( z )

0,39
45

0,78
87

0,43
30

0,86
64

0,48
10

0,95
45

0,54
67

0,49
86

0,99
73

0,68
27

0,49
90

0,99
90

1,50
0,15
85
0,31
08

2,00
3,00
4,00

3

 3 thì 2( z ) = 0,9973 và có thể

coi xác suất xuất hiện kích thước trong khoảng - σ ÷ + σ là
%.

Theo bảng Laplace khi x

σ tức là Z 

- Nếu trường phân bố kích thước khơng nằm chọn trong trường dung sai thì sẽ
có phế phẩm (hình 3.3).


y

PhÕ phÈm

x
-3

dN

+3

0
T/2

T/2

dtb
nh

r

ng h p xảy ra phế phẩm.

- Các nhận xét:
+ Số chi tiết có kích thước càng gần kích thước trung bình (trung tâm phân bố)
thì càng nhiều, càng xa kích thước trung bình thì càng ít.
+ Hầu hết các chi tiết gia cơng đều có kích thước nằm trong miền 6.
+ Muốn khơng có phế phẩm thì ít nhất phải đảm bảo điều kiện 6 ≤ T.
3.2.3. Ví dụ
Ví dụ 1: Gia cơng một loạt trục 2000 chiếc với yêu cầu kích thước là 140 00,,052
025 .

Biết rằng sai số gia công tuân theo qui luật phân bố chuẩn. Hãy tính số lượng chi tiết
trục có kích thước nằm trong giới hạn - σ ÷ + σ và xác định giá trị bằng số của các
giới hạn đó.
GIẢI
- Xác suất xuất hiện kích thước nằm trong khoảng từ - σ ÷ + σ xác định theo
cơng thức (3.3):
P(-

σ ÷ + σ)= 2( z )

với Z 

x





2



2

Tra bảng Laplace có: 2(2) =0,9545
Vậy xác suất xuất hiện kích thước nằm trong khoảng - σ ÷ + σ là  95 % .
Số lượng chi tiết có kích thước nằm trong khoảng - σ ÷ + σ là
95 x2000
 1900 chiếc
100

Theo điều kiện cần để khơng có phế phẩm thì:
σ

μm →  

T

27
m
6

Vậy giá trị bằng số của các giá trị giới hạn x1 = - σ và x2 + σ là
x1  2

27
 9m
6

x2  2

27
 9m
6

Ví dụ 2: Cho một loạt trục  40 00,,035
018 , xác định số lượng trục (theo %) sao cho
khi lắp chúng với bất k lỗ nào trong loạt bạc có kích thước  40 0,027 đều cho lắp ghép
có độ dơi.

GIẢI
- Lập sơ đồ phân bố dung sai của lắp ghép:

m
+35
+27

Td

+18

TD

dN=40mm

0+
-

nh

4

Từ sơ đồ ta thấy: ch những trục có kích thước nằm trong khoảng từ
 40,027   40,035 mm mới thoả mãn điều kiện đầu bài.
- Vẽ đường cong phân bố kích thước của loạt trục:
dtb 

d max  d min 40,035  40,018

 d tb  40,0265 .

2
2

Phương sai của đường cong phân bố

σ

Td →  

Td 17

 2,83m
6
6


Sai lệch x1 và x2 của các kích thước 40,027mm và 40,035mm so với kích thước
dtb:
x1 = 40,027 - 40,0265 = +0,0005 mm
x2 = 40,035 - 40,0265 = +0,0085 mm
Ta có đường cong phân bố:
y

x
0

+0,5

+8,5

26,5

dN=40mm

dtb

nh
Đổi biến ta có:
z1 

z2 

x1



 0,5
 0,17
2,83

x2



 8,5
 3,00
2,83





- Xác suất xuất hiện kích thước trong khoảng x1÷x2:
P(x1÷x2)

z2 ) -

z1 )

)-

,

)

Vậy số lượng chi tiết trục thoả mãn điều kiện đã cho là
3.3. Nội
Qui

ng hệ h ng

ng

,
%.

i ắ gh

nh dung sai

- Trên cơ sở cho phép sai số về kích thước nhười ta nghiên cứu và thống kê
thực nghiệm giữa gia công cơ với sai số về kích thước và đưa ra cơng thức thực
nghiệm tính dung sai như sau


- Trị số dung sai kích thước d nào đó được xác định theo cơng thức thực
nghiệm:
T = a.i

(3.1)

Trong đó i là đơn vị dung sai, a là hệ số phụ thuộc mức độ chính xác kích
thước.
Với
Với

kích thước  500mm thì

i = 0,453 D  0,001D

mm < kích thước  3150mm thì

i = 0,004 D  2,1

Hình .
- Từ đồ thị biểu diễn quan hệ giữa trị số dung sai và kích thước ở trên ta thấy
rằng trong từng khoảng d của kích thước, giá trị dung sai kích thước biên của
khoảng so với giá trị trung bình của khoảng sai khác nhau khoảng sai khác nhau khơng
đáng kể có thể bỏ qua được. ì vậy để đơn giản và thuận tiện cho việc s dụng người
ta qui định dung sai cho từng khoảng kích thước và giá trị dung sai của mỗi khoảng

kích thước được tính theo kích thước trung bình D) của khoảng
D  D1.D2

- Trong đó D1, D2 là kích thước biên của khoảng.
- Sự phân khoảng kích thước danh nghĩa phải tuân theo nguyên tắc bảo đảm sự
khác giữa giá trị dung sai tính theo kích thước biên của khoảng so với giá trị dung sai
tính theo kích thước trung bình của khoảng đó khơng q % - %. Theo ngun tắc
đó thì kích thước từ –
mm có thành
–
khoảng t y theo đặc tính của từng
khoảng lắp ghép Bảng . )
- Tiêu chuẩn quy định 20 cấp chính xác ký hiệu là IT , IT , IT
cấp IT01
và IT0 dự trữ cho tương lai). Cấp chính xác IT – IT được s dụng phổ biến hiện
nay.
- Cấp chính xác từ IT – IT được s dụng đối với các kích thước yêu cầu độ
chính xác rất cao chế tạo dụng cụ đo, căn mẫu)


- Cấp chính xác từ IT , IT được s dụng trong lĩnh vực cơ khí chính xác
- Cấp chính xác từ IT , IT được s dụng trong lĩnh vực cơ khí thơng thường
- Cấp chính xác từ IT , IT
kích thước lớn)
- Cấp chính xác từ IT
cơng thơ

- IT

được s dụng trong lĩnh vực cơ khí lớn chi tiết có

được s dụng đối với những chi tiết yêu cầu gia

- Trị số dung sai tiêu chuẩn cho các cấp chính xác khác nhau và kích thước
danh nghĩa khác nhau được cho trong bảng .
Bảng . . Khoảng kích thước danh nghĩa
Khích thước danh nghĩa đến
mm
Khoảng chính
Khoảng trung gian
Đến và bao
Đến và bao
Trên
Trên
gồm
gồm
3
3
6
6
10
10
14
10
18
14
18
30
40
30
50

40
50
50
65
50
80
65
80
80
100
80
120
100
120
120
140
120
180
140
160
160
180
180
200
180
250
200
225
225
250

250
280
250
315
280
315
315
355
315
400
355
400
400
450
400
500
450
500
Bảng . . Trị số dung sai tiêu chuẩn