尺寸链的基本概念及计算

主题4，尺寸链基础，尺寸链的基本概念和计算，基本要求，基本内容：尺寸链的基本概念，构造、分类，尺寸链的建立和分析，以及尺寸链的计算。主要内容：尺寸链的建立和分析及基本计算。难点内容：尺寸链构建和分析的基本技术：通过本章的学习，可以对尺寸链进行初步分析和计算，逐步建立机构精度设计的概念。设计机械元件的每个特征的几何精确度时，综合分析计算可控制和确保元件的整体精确度的尺寸链的基本概念。合理规定每个元素的尺寸和几何精度，执行几何精度综合分析计算，可以使用尺寸原理和相应的分析计算方法。零件或机械结构始终具有由闭合尺寸组(称为尺寸链)连接的相互连接的尺寸。图片。有两个特征。闭合性构成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成闭合系统。从属关系尺寸变更之一会影响其他尺寸变更。HOME、尺寸链的构成和构成尺寸链的单个尺寸称为环。尺寸链的环分为闭合环和构造环。闭环：加工或装配过程中最后自然形成的尺寸。上图中的x、B0和A0。回路在：标注链中建构其他回路(封闭回路除外)。根据对闭合环的影响，分为递增环和递减环。在相同方向上变化的构造回路(例如闭合回路)称为附加回路。也就是说，如果该构造环的尺寸增加(或减少)，而其它构造环不发生变化，则闭合环也将增加(或减少)，如上图a中的d所示。与封闭回路相反，变更的建构回路称为减法回路。也就是说，如果相应构造环的尺寸增加(或减少)，而其它构造环不改变，则闭合环的尺寸减小(或增加)，如上图a中的d所示。HOME、按应用程序分隔的尺寸链、零件尺寸链和工艺尺寸链。按每个环所在的空间位置划分：线性尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链等。尺寸链中常见的是直线尺寸链。可以使用坐标投影将平面尺寸链和空间尺寸链转换为直线尺寸链。按每个环标注的几何特性：长度尺寸链、角度尺寸链。本章重点介绍长度尺寸链的线性尺寸链。HOME、创建和分析尺寸链、确定封闭环查找配置环确定增大或减小环槽、确定封闭环槽、组件尺寸链中的封闭环是产品中需要组件精度的尺寸。间隙或干涉的数量，以保证组合中零件之间位置所需的大小，或配合零件的效能需求。零件尺寸链中的封闭环必须是公差等级最低的环，通常不标注零件图，以免在加工中造成混乱。工艺尺寸链中的闭合环是加工中最后自然形成的环，通常是加工零件所需的设计尺寸或工艺过程中所需的馀量尺寸。加工顺序不同，封闭回圈也不同。因此，必须先确定加工顺序，才能确定工艺尺寸链中的封闭环。一条尺寸链中只有一个闭合环。识别封闭回路后，必须确定影响封闭回路的每个建构回路，以形成封闭回路和封闭标注回路。创建尺寸链时，必须遵守“最短尺寸链原则”。也就是说，对于封闭环，如果有多个尺寸链，则必须选取构成分析计算的最小环数的尺寸链。单击查找构造环，构造环是直接影响封闭环的尺寸。排除与此标注无关的标注。尺寸链中的环数应尽可能少。寻找组件尺寸链的建构回圈时，首先从封闭回圈的一端开始，寻找邻接零件的尺寸，然后寻找与第一个零件邻接的第二个零件的尺寸。一个回圈连接到封闭回圈的另一端，形成封闭的尺寸群组。在尺寸链线中，通常带有单箭头的线段表示单个环，箭头仅表示定位尺寸链构造环的方向。与封闭环箭头方向相同的环是负环，与封闭环箭头方向相反的环是增量环。HOME、A3、A2、A0、a1、B0、B2、B4、这些计算主要用于验证设计的准确性，因此也称为计算检查。反向计算已知封闭环的极限尺寸和每个构造环的基本尺寸，以查找每个构造环的极限偏差。这些计算主要用于根据机器使用要求分配每个零件的公差的设计。中间计算已知封闭环和部分构造环的极限尺寸，并查找一个构造环的极限尺寸。这些计算通常在流程中使用。逆向计算和中间计算通常称为设计计算。HOME、计算方法、完全交换法(极值法):根据尺寸链中每个环的最大和最小极限大小计算尺寸链，而不管每个环的实际大小分布。用此方法计算的尺寸加工每个构造环，每个构造环在没有选取或辅助加工的情况下装配后，满足封闭环的公差要求，以实现完全交换。完全交换法是尺寸链计算中最基本的方法。大量的交换方法：这种方法以保证大量的交换为起点。从生产实践和大量统计中可以看出，每个组成回路的实际大小接近公差带中间的概率高，如果批量生产和过程稳定，则出现在限值上的概率小。概率方法保证了封闭回路的公差要求，即大量的交换，在大多数产品(而不是所有产品)中装配时，无需选择或维修。其他方法：在某些情况下，为了提高组件精度，不允许提高构建循环的制造精度的生产条件下，可以使用组交换方法、修订方法、调整方法等来实现此目的。HOME，用完全交换方法求解尺寸链的缺省公式，设置尺寸链的构造环数为m。其中n个增量回圈，m-n个减少回圈，AO是封闭回圈的基本尺寸，ai是构成回圈的基本尺寸，直线尺寸链的公式如下：封闭环的基本尺寸A0=封闭环的极限尺寸A0max=A0min=，基本公式(续)，封闭环的极限偏差ES0=EI0=封闭环的公差T0=HOME，绘制尺寸链线；环和环减少判别；每个建构回圈的基本尺寸和极限偏差会检查封闭回圈的基本尺寸和极限偏差。如图a所示，每个零件的大小为A1=30mm、A2=A5=5mm、A3=43mm、A4=3mm设计要求间距A0为0.1至0.45mm，并尝试进行检查计算。检查计算示例(续)，解决方案(l)验证闭合回路是否为所需的间隙A0。寻找建构环并绘制标注链线图(上图b)；确保A3是递增环，A1、A2、A4和A5是递减环。(2)封闭回路的预设大小A0=a3-(a1 a2 a4 a5)=43-(30 5 3 5)=0，封闭回路的大小必须为0mm。(3)计算封闭回路的极限偏差ES。=es3(ei1 ei2 ei4 ei5)=0.18-(-0.13-0.075-0.04-0.075)=0.50 ei .=ei3(es1 es2 es4 es5)=t1 t1 T2 T3 T4 T4 T4=0.13 0.075 10.16 0.075 0.04=0.48mm检查结果显示封闭回路的上限、下限和公差超出了指定范围。中间计算的示例，图中所示的零件，以阵列表示的尺寸A1和A3加工，很难测量。现在，使用尺寸A1和A2加工。计算A2的基本尺寸和偏差，以确保原始设计要求。中间计算示例，解决方案：按问题加工尺寸A1，A2时，A3必须是封闭环，A2是工艺尺寸。a3=a1-A2=a1-a3=50-10=40mm es3=es1-ei2 ei 2=es1-es3=0-0=0ei 3=ei1-EEI 1槽，a2，组交换，组交换是将构成循环的公差扩展到n倍。满足经济加工精度要求，然后将已完成零件的实际尺寸分成n组，组装时，根据大尺寸、小尺寸原则，按相应组装配，以满足闭环要求。例如，基本尺寸为18mm的孔，轴配合间隙要求x=3到8 m，表示封闭回路的公差t。=5m，使用完全交换方法时，孔，轴的制造公差只能为2.5m。使用分组交换方法，孔、轴的制造公差为4倍，公差为10m，完成的孔、轴根据实际尺寸分成4组，按相应的分组装配。每个组的最大间距为8m，最小间距为3m，因此可以满足要求。群组交换只能交换群组中的零件。维修方法、维修方法根据零件的可加工性，在每个配置环上更改经济高效的制造公差，在装配时，通过维修方法更改尺寸链中预先确定的配置环的尺寸(称为补偿环)，以满足组件精度要求。为了经济地扩大A1、A2、A3的公差，以确保主轴和后轮等的高要求，所选区域最小、最轻的后轮base A2是补偿环，装配时通过A2环的辅助加工(例如铲、刮等)切削少量材料，补偿闭合环中产生的累积误差，直到满足a为止。在要求之前。补偿环选择单个尺寸链的公共环，以防止修改影响其他尺寸链的封闭环精度。修补法还具有扩大构成环的制造公差，安装精度高的优点。主要缺点是增加维修工作量和费用。调整方法槽，调整方法是使尺寸链的每个组成环成为经济公差。由于扩大配置环尺寸公差，封闭环中产生的累积误差可以在装配时补偿为调整补偿环的大小或位置。常用校准环可分为固定校准环两种。这意味着选择尺寸链的适当构造环作为补偿环(例如垫圈、垫圈或衬套)。补偿环可以根据需要按大小分成多个组，在装配时从相应的尺寸组中获取补偿环，并将所需位置放置在尺寸链上，以确保闭合环满足规定的技术要求。固定回圈：在组件中调整固定回圈的位置，