第10章 尺寸链

1 第10章尺寸链 计划学时 2学时 本章要点 建立尺寸链及用互换法计算尺寸链 计算尺寸链的其它方法 尺寸链的基本概念 2 10 1尺寸链的基本概念 8 1 1尺寸链及其特征 尺寸链 dimensionalchain 在机器装配或零件加工过程中 某些零件要素之间有一定的尺寸 线性尺寸或角度尺寸 联系 这些相互联系的全部尺寸按一定的顺序连接成一个封闭尺寸回路 称为尺寸链 dimensionalchain 3 装配尺寸链 4 零件尺寸链 5 尺寸链特征 封闭性 组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成一个封闭的系统 相关性 尺寸链中存在一个尺寸 其大小受其它尺寸变化的影响 6 尺寸链的组成和分类 环 尺寸链中每一个尺寸 尺寸链中 环又可分为封闭环和组成环 7 封闭环封闭环是加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸 组成环尺寸链中除封闭环外的其它环称为组成环 根据组成环对封闭环的影响可分为增环和减环 增环在其它组成环不变的条件下 某一组成环的尺寸增大 封闭环的尺寸也随之增大 某一组成环尺寸减小 封闭环的尺寸也随之减小 则该组成环称为增环 减环在其它组成环不变的条件下 某一组成环的尺寸增大 封闭环的尺寸随之减小 某一组成环的尺寸减小 封闭环的尺寸随之增大 则该组成环称为减环 8 组成 9 10 1 4尺寸链的计算类型 尺寸链计算的目的是确定工序尺寸和装配件尺寸 正计算 校核计算 已知量 各个组成环的基本尺寸及其上 下偏差待求量 封闭环的基本尺寸及其上 下偏差 10 中间计算 工序尺寸计算 已知量 封闭环及n 2个组成环的基本尺寸及其上 下偏差待求量 剩余的一个组成环的基本尺寸及其上 下偏差 反计算 公差分配 已知量 封闭环的基本尺寸 上下偏差和所有组成环的基本尺寸待求量 所有组成环的公差 极限偏差 11 尺寸链的分类1 按应用范围分有 1 零件尺寸链这种尺寸链用以确定同一零件上各尺寸的联系 2 装配尺寸链尺寸链的各组成环属于相互联系的不同零件或部件 这种尺寸链用以确定组成机器的零 部件有关尺寸的精度关系 12 按各环相互位置 直线尺寸链平面尺寸链空间尺寸链 按各环尺寸的几何特征 长度尺寸链角度尺寸链 13 10 2尺寸链的计算 极值法解尺寸链 按尺寸链各组成环的极限尺寸进行计算 按该方法解尺寸链 装配时各组成环不需挑选或辅助加工 装配后即能达到封闭环的公差要求 可实现完全互换性 14 基本公式 基本尺寸之间的关系 极限偏差之间的关系 极限尺寸之间的关系 公差之间的关系 15 解尺寸链步骤 1 确定封闭环 2 画尺寸链图 3 确定增 减环 4 计算 5 验算 16 尺寸链图的画法 画尺寸链图的基本方法是根据装配关系 加工顺序或零件结构找出相互联系的尺寸 从而确定尺寸链的封闭环和组成环 首先确定封闭环寻找所有的组成环 17 绘制尺寸链图的基本要点是 尺寸链中的环用箭头线表示 从任意一环开始 按顺序依次画出所有的环 环与环之间首尾相接 不能断开 形成一个封闭的尺寸回路 封闭环 对装配尺寸链是有装配精度要求的尺寸 对零件尺寸链 使加工间接保证的尺寸 18 制造顺序确定好 闭环才能找得到 基准重要 依次画出尺寸线 环环相连且勿断 对称取半 环环头上顶箭头 箭头异同定增减 彼此相关 19 回路判定法 对于一个尺寸链 在封闭环上方画一向左的箭头 然后按箭头方向绕尺寸链一圈 绕行的同时各组成环标上与绕行方向的同向的箭头 凡是箭头方向向左的为减环 箭头方向向右的为增环 20 例题10 1 10 2 21 反计算 已知封闭环的公差和极限偏差 计算各组成环的公差和极限偏差 公差值的分配方法 相等公差值法 相等公差等级法 极限偏差的确定方法 入体原则 22 相等公差值法 相等公差等级法 23 确定各组成环的极限偏差方法 入体原则即公差带的基本偏差数值为0 另一偏差向零件的实体侧分布 原因 机加工工人加工零件时 若零件处于最大实体状态 工人还可以进一步对零件加工 直至合格 但若所加工零件已小于最小实体状态 则零件成为废品 为防止产生过切而产生报废 工人在零件试切时一般按零件的最大实体状态对刀 而按 入体原则 分配零件的极限偏差时 最大实体尺寸就是零件的基本尺寸 工人不必另行计算 24 例题10 25 10 4保证装配精度的方法 互换装配法 分组互换装配法 修配装配法 调整装配法 26 互换装配法包括完全互换法和大数互换法完全互换法 任选一零件装配后 可达到机器的精度要求 实质是极值法解尺寸链 大数互换法 任选一零件装配后 绝大多数可达到机器的精度要求 实质是概率法解尺寸链 27 分组互换装配法 分组互换法的具体做法是 首先根据经济加工的要求将组成环的公差扩大若干倍对其进行加工 然后在装配前通过测量对完工后的零件按其实际尺寸分组 装配时 按对应组互相装配 即大配大 小配小 同组内的零件具有互换性 以满足封闭环要求 优点 降低加工成本 缺点 测量分组工作比较麻烦 在一些组内可能会产生多余零件 28 修配装配法 修配法是按经济加工精度对尺寸链的各组成环给定公差 利于加工 装配时通过修配 再加工一次 的方法改变尺寸链中预留的修配环的尺寸 以达到所要求的装配精度 其中 这个预留的尺寸可修配的环称为补偿环 compensatinglink 优点 降低加工成本 缺点 破坏了互换性 影响装配的连续性 29 调整法调整法是将尺寸链组成环的基本尺寸 按经济加工精度的要求给定公差值 装配时通过调整的方法改变尺寸链中预留的修配环的尺寸 以达到所要求的装配精度 1 固定补偿环在尺寸链中加入补偿件 垫片 垫圈或轴套 或选择一个合适的组成环作为补偿环 补偿件可根据需要按尺寸大小分成若干组 装配时从合适的尺寸组中选择一个补偿件装入尺寸链中的预定位置 即可保证装配精度 2 可动补偿环这是一种位置可调整的组成环 装配时调整其位置 即可保证装配精度 可动补偿件在机械设计中应用很广 而且有着各种各样的结构型式 优点 在各组成环按经济公差制造的条件下 不需任何修配加工 即可达到装配精度要求 尤其是采用可动补偿环时 可达到很高的装配精度 而且当零件磨损后 也易于恢复原来的精度 但和修配法一样 调整法也破坏了互换性 30 10 1尺寸链的基本概念 8 1 1尺寸链及其特征 尺寸链 dimensionalchain 在机器装配或零件加工过程中 某些零件要素之间有一定的尺寸 线性尺寸或角度尺寸 联系 这些相互联系的全部尺寸按一定的顺序连接成一个封闭尺寸回路 称为尺寸链 dimensionalchain 31 装配尺寸链 32 零件尺寸链 33 尺寸链特征 封闭性 组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成一个封闭的系统 相关性 尺寸链中存在一个尺寸 其大小受其它尺寸变化的影响 34 尺寸链的组成和分类 环 尺寸链中每一个尺寸 尺寸链中 环又可分为封闭环和组成环 35 封闭环封闭环是加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸 组成环尺寸链中除封闭环外的其它环称为组成环 根据组成环对封闭环的影响可分为增环和减环 增环在其它组成环不变的条件下 某一组成环的尺寸增大 封闭环的尺寸也随之增大 某一组成环尺寸减小 封闭环的尺寸也随之减小 则该组成环称为增环 减环在其它组成环不变的条件下 某一组成环的尺寸增大 封闭环的尺寸随之减小 某一组成环的尺寸减小 封闭环的尺寸随之增大 则该组成环称为减环 36 组成 37 10 1 4尺寸链的计算类型 尺寸链计算的目的是确定工序尺寸和装配件尺寸 正计算 校核计算 已知量 各个组成环的基本尺寸及其上 下偏差待求量 封闭环的基本尺寸及其上 下偏差 38 中间计算 工序尺寸计算 已知量 封闭环及n 2个组成环的基本尺寸及其上 下偏差待求量 剩余的一个组成环的基本尺寸及其上 下偏差 反计算 公差分配 已知量 封闭环的基本尺寸 上下偏差和所有组成环的基本尺寸待求量 所有组成环的公差 极限偏差 39 尺寸链的分类1 按应用范围分有 1 零件尺寸链这种尺寸链用以确定同一零件上各尺寸的联系 2 装配尺寸链尺寸链的各组成环属于相互联系的不同零件或部件 这种尺寸链用以确定组成机器的零 部件有关尺寸的精度关系 40 按各环相互位置 直线尺寸链平面尺寸链空间尺寸链 按各环尺寸的几何特征 长度尺寸链角度尺寸链 41 10 2尺寸链的计算 极值法解尺寸链 按尺寸链各组成环的极限尺寸进行计算 按该方法解尺寸链 装配时各组成环不需挑选或辅助加工 装配后即能达到封闭环的公差要求 可实现完全互换性 42 基本公式 基本尺寸之间的关系 极限偏差之间的关系 极限尺寸之间的关系 公差之间的关系 43 解尺寸链步骤 1 确定封闭环 2 画尺寸链图 3 确定增 减环 4 计算 5 验算 44 尺寸链图的画法 画尺寸链图的基本方法是根据装配关系 加工顺序或零件结构找出相互联系的尺寸 从而确定尺寸链的封闭环和组成环 首先确定封闭环寻找所有的组成环 45 绘制尺寸链图的基本要点是 尺寸链中的环用箭头线表示 从任意一环开始 按顺序依次画出所有的环 环与环之间首尾相接 不能断开 形成一个封闭的尺寸回路 封闭环 对装配尺寸链是有装配精度要求的尺寸 对零件尺寸链 使加工间接保证的尺寸 46 制造顺序确定好 闭环才能找得到 基准重要 依次画出尺寸线 环环相连且勿断 对称取半 环环头上顶箭头 箭头异同定增减 彼此相关 47 回路判定法 对于一个尺寸链 在封闭环上方画一向左的箭头 然后按箭头方向绕尺寸链一圈 绕行的同时各组成环标上与绕行方向的同向的箭头 凡是箭头方向向左的为减环 箭头方向向右的为增环 48 例题10 1 10 2 49 反计算 已知封闭环的公差和极限偏差 计算各组成环的公差和极限偏差 公差值的分配方法 相等公差值法 相等公差等级法 极限偏差的确定方法 入体原则 50 相等公差值法 相等公差等级法 51 确定各组成环的极限偏差方法 入体原则即公差带的基本偏差数值为0 另一偏差向零件的实体侧分布 原因 机加工工人加工零件时 若零件处于最大实体状态 工人还可以进一步对零件加工 直至合格 但若所加工零件已小于最小实体状态 则零件成为废品 为防止产生过切而产生报废 工人在零件试切时一般按零件的最大实体状态对刀 而按 入体原则 分配零件的极限偏差时 最大实体尺寸就是零件的基本尺寸 工人不必另行计算 52 例题10 53 10 4保证装配精度的方法 互换装配法 分组互换装配法 修配装配法 调整装配法 54 互换装配法包括完全互换法和大数互换法完全互换法 任选一零件装配后 可达到机器的精度要求 实质是极值法解尺寸链 大数互换法 任选一零件装配后 绝大多数可达到机器的精度要求 实质是概率法解尺寸链 55 分组互换装配法 分组互换法的具体做法是 首先根据经济加工的要求将组成环的公差扩大若干倍对其进行加工 然后在装配前通过测量对完工后的零件按其实际尺寸分组 装配时 按对应组互相装配 即大配大 小配小 同组内的零件具有互换性 以满足封闭环要求 优点 降低加工成本 缺点 测量分组工作比较麻烦 在一些组内可能会产生多余零件 56 修配装配法 修配法是按经济加工精度对尺寸链的各组成环给定公差 利于加工 装配时通过修配 再加工一次 的方法改变尺寸链中预留的修配环的尺寸 以达到所要求的装配精度 其中 这个预留的尺寸可修配的环称为补偿环 compensatinglink 优点 降低加工成本 缺点 破坏了互换性 影响装配的连续性 57 调整法调整法是将尺寸链组成环的基本尺寸 按经济加工精度的要求给定公差值 装配时通过调整的方法改变尺寸链中预留的修配环的尺寸 以达到所要求的装配精度 1 固定补偿环在尺寸链中加入补偿件 垫