机械制造工艺学 机器的装配工艺PPT课件

1、1机器的质量是以机器的工作性能、使用效果、可靠性及寿命等综合指机器的质量是以机器的工作性能、使用效果、可靠性及寿命等综合指标来评定的。这些指标除与产品结构设计有关外，还取决于零件的制造质标来评定的。这些指标除与产品结构设计有关外，还取决于零件的制造质量和机器的装配工艺及装配精度。量和机器的装配工艺及装配精度。机器的质量最终是通过装配工艺来保证机器的质量最终是通过装配工艺来保证的的。若装配不当，即使零件的制造质量都合格，也不一定能够装配出合格。若装配不当，即使零件的制造质量都合格，也不一定能够装配出合格产品。反之，即使零件的质量不是十分良好，只要在装配中采取合适的工产品。反之，即使零件的质量不是

2、十分良好，只要在装配中采取合适的工艺措施，也能使产品达到规定的要求。艺措施，也能使产品达到规定的要求。通过机器的装配，可以发现机器设计上的错误（不合理的结构与尺寸通过机器的装配，可以发现机器设计上的错误（不合理的结构与尺寸等）和零件加工工艺中存在的质量问题，并加以改进。因此，等）和零件加工工艺中存在的质量问题，并加以改进。因此，机器装配工机器装配工艺过程又是机器生产的最终检验环节艺过程又是机器生产的最终检验环节。研究装配工艺、选择合适的装配方法、研究装配工艺、选择合适的装配方法、制订合理的装配工艺规程制订合理的装配工艺规程，不，不仅是保证机器装配质量的手段，也是提高产品生产效率、降低制造成本的

3、仅是保证机器装配质量的手段，也是提高产品生产效率、降低制造成本的有力措施。有力措施。第1页/共90页2机器的装配：机器的装配：按照规定的技术要求，将若干个零件结合成组按照规定的技术要求，将若干个零件结合成组件，进一步结合成为部件，或将若干个零件和部件结合件，进一步结合成为部件，或将若干个零件和部件结合成产品的过程。成产品的过程。总装配：总装配：将若干个零件、组件、部件按规定的技术要求，装将若干个零件、组件、部件按规定的技术要求，装配到基础零件上，使之成为一台完整的机器。配到基础零件上，使之成为一台完整的机器。机器装配过程中，都有它自己的机器装配过程中，都有它自己的基础零件基础零件，它不仅起着，

4、它不仅起着连接有关零件、部件的作用，同时用于保证零件间、部件间、连接有关零件、部件的作用，同时用于保证零件间、部件间、零件与部件间及整台机器相对位置精度。零件与部件间及整台机器相对位置精度。 机器装配的基本概念机器装配的基本概念第2页/共90页3q 机器装配机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成套件、组件、部件和产品的过程。装配是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。q 机器装配基本作业q 机器装配精度清洗连接校正、调整与配作 平衡验收、试验相互位置精度相互运动精度相互配合精度套件装配齿轮1基准零件 2铆钉 3齿轮第3页/共90页4q 套件与组件示例第4页/共90页

5、5组件装配：组件装配：将若干个零件按照规定的技术要求，装配到一个基础将若干个零件按照规定的技术要求，装配到一个基础零件上，构成机器的一部分，如机床主轴组件。零件上，构成机器的一部分，如机床主轴组件。部件装配：部件装配：将若干个零件、组件按规定的技术要求装配到一个基础零将若干个零件、组件按规定的技术要求装配到一个基础零件上，往往构成机器的独立工作部分，件上，往往构成机器的独立工作部分，部件可以单独装配、调试部件可以单独装配、调试。如床头箱。如床头箱。 机器装配的基本概念机器装配的基本概念第5页/共90页6装配是产品的制造过程的最后阶段，产品的质量最终由装装配是产品的制造过程的最后阶段，产品的质量

6、最终由装配来保证。一般的装配工作内容有以下几方面：配来保证。一般的装配工作内容有以下几方面：l准备工作：准备工作： 包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等；包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等；l主要工作：主要工作：包括零件的装入、联结、部装、总装；装配过程中的检验、包括零件的装入、联结、部装、总装；装配过程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆、包装等。调整、试验和装配后的试运转、油漆、包装等。 机器装配的基本概念机器装配的基本概念第6页/共90页7为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装配单元。装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器.基准零件机器零件零件零件零

7、件零件部件部件组件套件零件机器装配系统示意图装配系统图装配系统图第7页/共90页8装配系统图装配系统图在装配工艺规程设计中，常用装配系统图表示零、部件在装配工艺规程设计中，常用装配系统图表示零、部件的装配流程和零、部件间相互装配关系。在装配系统图上，的装配流程和零、部件间相互装配关系。在装配系统图上，每个单元用一个长方形框表示，标明零件、套件、组件和部每个单元用一个长方形框表示，标明零件、套件、组件和部件的名称、编号及数量。件的名称、编号及数量。装配系统图是用图解法说明产品零件、组件和部件的装装配系统图是用图解法说明产品零件、组件和部件的装配程序，以及各装配单元的组成零件。配程序，以及各装配单

8、元的组成零件。在设计装配车间时可在设计装配车间时可以根据它来组织装配单元的平行装配，并可以合理地按照装以根据它来组织装配单元的平行装配，并可以合理地按照装配顺序布置工作地点，将装配过程的运输工作减至最少。配顺序布置工作地点，将装配过程的运输工作减至最少。第8页/共90页9装配系统图装配系统图装配系统图绘制方法如下：装配系统图绘制方法如下：（l）先画一条横线。）先画一条横线。（2）横线左端画一个小长方格，代表基准件。在长方格中注明装）横线左端画一个小长方格，代表基准件。在长方格中注明装配单元的名称、编号和数量。配单元的名称、编号和数量。（3）横线的右端也画一个小长方格，代表装配的成品。）横线的右

9、端也画一个小长方格，代表装配的成品。（4）横线自左至右表示装配的顺序。直接进行装配的零件画在横）横线自左至右表示装配的顺序。直接进行装配的零件画在横线的上面，组件画在横线下面。线的上面，组件画在横线下面。基准零件机器零件零件零件零件零件部件部件组件套件零件第9页/共90页10装配系统图装配系统图第10页/共90页11装配系统图装配系统图第11页/共90页12装配系统图装配系统图第12页/共90页13装配系统图装配系统图1-链轮；2-键；3-轴端挡圈；4-螺栓；5-通盖；6-滚珠轴承；7-低速轴；8-键；9-齿轮；10-套筒；11-滚珠轴承某减速器低速轴组件某减速器低速轴组件 第13页/共90页

10、14凡是装配完成的机器必须满足规定的装配精度。装配精凡是装配完成的机器必须满足规定的装配精度。装配精度是机器质量指标中重要项目之一，是保证机器具有正常工度是机器质量指标中重要项目之一，是保证机器具有正常工作性能的必要条件。作性能的必要条件。装配精度是指机器装配以后，各工作面装配精度是指机器装配以后，各工作面间的间的相对位置相对位置和和相对运动相对运动等参数与规定指标的符合程度。等参数与规定指标的符合程度。机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出的机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出的。正。正确地规定机器的装配精度是机械产品设计所要解决的最为重确地规定机器的装配精度是机械产品设计所要解决

11、的最为重要的问题之一，它不仅关系到产品质量，也关系到制造的难要的问题之一，它不仅关系到产品质量，也关系到制造的难易和产品成本的高低。易和产品成本的高低。装配精度与零件精度装配精度与零件精度第14页/共90页15装配精度：装配精度：包括包括 零部件间的尺寸精度零部件间的尺寸精度；位置精度位置精度；相对运动精相对运动精度度和和接触精度。接触精度。 零部件间的尺寸精度包括：零部件间的尺寸精度包括：距离精度距离精度是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸要求等相是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸要求等相关零件、部件的距离尺寸的准确程度。关零件、部件的距离尺寸的准确程度。配合精度配合精度是指配合面间达到规定的

12、间隙或过盈的要求。是指配合面间达到规定的间隙或过盈的要求。装配精度与零件精度装配精度与零件精度第15页/共90页16活塞活塞连杆连杆缸体缸体曲轴曲轴3 0 1 2 位置精度位置精度反映各零件反映各零件有关相互位置与装配相互有关相互位置与装配相互位置的关系。位置的关系。装配精度：装配精度：包括包括零部件间的尺寸精度零部件间的尺寸精度； 位置精度位置精度；相对运相对运动精度动精度和和接触精度接触精度 。 装配精度与零件精度装配精度与零件精度第16页/共90页17装配的运动精度装配的运动精度有主轴圆跳动；轴向窜动；转动有主轴圆跳动；轴向窜动；转动精度；传动精度。精度；传动精度。装配的运动精度主要与主

13、轴轴颈处的精度、轴承精度、装配的运动精度主要与主轴轴颈处的精度、轴承精度、箱体轴孔精度及传动元件自身精度有关。箱体轴孔精度及传动元件自身精度有关。 装配精度：装配精度：包括包括 距离精度距离精度；位置精度位置精度；相对运动精度相对运动精度和和接接触精度。触精度。装配精度与零件精度装配精度与零件精度第17页/共90页18装配精度：装配精度：包括包括 距离精度距离精度；位置精度位置精度；相对运动精度相对运动精度和和接接触精度触精度接触精度接触精度是指配合表面接触达到规定接触面积的大小与接是指配合表面接触达到规定接触面积的大小与接触点分布情况；主要影响接触刚度和配合质量的稳定性。触点分布情况；主要影

14、响接触刚度和配合质量的稳定性。各种精度之间的关系：各种精度之间的关系： 接触精度和配合精度是距离精度的基础。接触精度和配合精度是距离精度的基础。 位置精度又是相对运动精度的基础。位置精度又是相对运动精度的基础。 装配精度与零件精度装配精度与零件精度第18页/共90页19机器装配是将加工合格的零件组合成部件和机器。一般机器装配是将加工合格的零件组合成部件和机器。一般零件都有规定的加工公差，即有一定的加工误差。在装配时零件都有规定的加工公差，即有一定的加工误差。在装配时这种误差的累积就会影响装配精度。理想情况是这种累积误这种误差的累积就会影响装配精度。理想情况是这种累积误差不超出装配精度指标规定的

15、允许范围，但实际上很难实现。差不超出装配精度指标规定的允许范围，但实际上很难实现。一般来说，零件精度越高，装配精度就越容易保证，即一般来说，零件精度越高，装配精度就越容易保证，即零件精度是保证装配精度的基础，但装配精度并不总是完全零件精度是保证装配精度的基础，但装配精度并不总是完全取决于零件精度。取决于零件精度。装配精度的合理保证，应从产品结构、机装配精度的合理保证，应从产品结构、机械加工和装配等方面进行综合考虑。械加工和装配等方面进行综合考虑。装配精度与零件精度装配精度与零件精度第19页/共90页20（1 1）在满足机器使用要求，尽可能采用经济公差进行零部件制造）在满足机器使用要求，尽可能采

16、用经济公差进行零部件制造（2 2）或在不致使机械加工带来多大困难的条件下，寻求最有效、）或在不致使机械加工带来多大困难的条件下，寻求最有效、经济而又方便的装配方法经济而又方便的装配方法以达到整个产品制造效率高、费用低、质量好的目的。以达到整个产品制造效率高、费用低、质量好的目的。研究装配的目的：研究装配的目的：为此，为此，在机器设计阶段就需要对机器结构进行尺寸分析，在机器设计阶段就需要对机器结构进行尺寸分析，分析有分析有关零件的尺寸公差度机器装配精度的影响，关零件的尺寸公差度机器装配精度的影响，根据生产类型和具体情况根据生产类型和具体情况确定装配方法确定装配方法，然后才能，然后才能合理地标注零

17、件制造公差及技术条件合理地标注零件制造公差及技术条件。在制订产品装配工艺过程、解决生产中的装配质量问题时，也需在制订产品装配工艺过程、解决生产中的装配质量问题时，也需要进行这种分析。要进行这种分析。第20页/共90页21机器由零、部件组装而成，机器的装配精度与零、部机器由零、部件组装而成，机器的装配精度与零、部件制造精度直接有关。件制造精度直接有关。从查找影响此项装配精度的有关尺寸入手，建立以此从查找影响此项装配精度的有关尺寸入手，建立以此项装配要求为封闭环的装配尺寸链。项装配要求为封闭环的装配尺寸链。尺寸链原理是进行尺寸分析和计算的工具尺寸链原理是进行尺寸分析和计算的工具。第21页/共90页

18、221、概念、概念l 查找零件对装配精度的影响；查找零件对装配精度的影响；l 指导制订装配工艺，合理安排装配工序；指导制订装配工艺，合理安排装配工序；l 分析产品结构的合理性。分析产品结构的合理性。l 确定经济的、至少是可行的零件加工公差。确定经济的、至少是可行的零件加工公差。2、作用和目的、作用和目的装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立 装配尺寸链：在机器装配关系中，由相关零件尺寸或位置关系组成的尺寸链 封闭环：通常就是装配精度要求孔轴配合装配尺寸链第22页/共90页23除有一般尺寸链的特点外，还有：除有一般尺寸链的特点外，还有：l 封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某项装配精封闭环十分明显

19、，一定是机器产品或部件的某项装配精度；度；l 封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装配精度只封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装配精度只有装配后才能测量）；有装配后才能测量）；l 各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零件各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零件或部件间与装配精度有关的尺寸；或部件间与装配精度有关的尺寸；l 装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、平装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。面尺寸链、空间尺寸链。3、特点、特点装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立第23页/共90页24 直线尺寸链 角度尺寸链 平面尺寸链 空间尺寸

20、链角度装配尺寸链示例 O - O 主轴回转轴线 - 山形导轨中线 - 下溜板移动轨迹0.015200201OO4、分类、分类装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立第24页/共90页25螺孔中心线e过孔中心线X1X2Y2Y1O2O1P1平面装配尺寸链示例P2P0第25页/共90页261）确定封闭环，是在装配后形成的，而且这一环是具）确定封闭环，是在装配后形成的，而且这一环是具有装配精度要求；有装配精度要求；2）确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸）确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或位置关系；或位置关系；3）确定增减环。）确定增减环。1、方法和步骤、方法和步骤装配尺寸链的查找装配尺寸

21、链的查找第26页/共90页271、方法和步骤、方法和步骤 先确定反映装配后技术要求的封闭环，然后根据封闭环的先确定反映装配后技术要求的封闭环，然后根据封闭环的要求查找各组成环；要求查找各组成环； 采用粘连法，按照采用粘连法，按照“最少环数最少环数”原则建立尺寸链图原则建立尺寸链图 粘连法：即取封闭环两端为起点，沿装配精度方向，以粘连法：即取封闭环两端为起点，沿装配精度方向，以基准面为线索，一个挨一个，直至找到同一基准零件，甚至基准面为线索，一个挨一个，直至找到同一基准零件，甚至同一基准面为止。同一基准面为止。装配尺寸链的查找装配尺寸链的查找第27页/共90页281）按一定层次分别建立产品与部件

22、的装配尺寸链。）按一定层次分别建立产品与部件的装配尺寸链。2）在保证装配精度的前提下，装配尺寸链组成环可以适当）在保证装配精度的前提下，装配尺寸链组成环可以适当简化。（简化。（简化性原则简化性原则）3）一项精度要求可能要建立两个以上的尺寸链才能解决）一项精度要求可能要建立两个以上的尺寸链才能解决（并联尺寸链）。（并联尺寸链）。4）当同一装配结构在不同位置方向有装配精度要求时，应）当同一装配结构在不同位置方向有装配精度要求时，应按不同方向建立装配尺寸链。（按不同方向建立装配尺寸链。（方向性原则方向性原则）5）遵循）遵循最短路线原则（一件一环原则）最短路线原则（一件一环原则）。2、应注意的问题、应

23、注意的问题装配尺寸链的查找装配尺寸链的查找第28页/共90页29尺寸链简化： 只有当A0的精度要求很高时，才有必要考虑各同轴度误差和导轨直线度误差；否则，均忽略不计。装配尺寸链的查找装配尺寸链的查找第29页/共90页30 最短路线原则最短路线原则/最少环数原则：最少环数原则：正确的装配尺寸链，其路线最短，换正确的装配尺寸链，其路线最短，换言之，其环数最少。言之，其环数最少。装配尺寸链的查找装配尺寸链的查找第30页/共90页31装配尺寸链装配尺寸链的计算包括的计算包括： (1)正计算正计算用于验算。用于验算。 (2)反计算反计算用于设计。用于设计。 (3)中间计算法中间计算法/相依尺寸公差法相依

24、尺寸公差法 将一些比较难以加工或将一些比较难以加工或不宜改变其公差的组成环的公差先确定下来，只将不宜改变其公差的组成环的公差先确定下来，只将极少数或比较极少数或比较容易加工或生产上受限制较小的组成环作为试凑对象容易加工或生产上受限制较小的组成环作为试凑对象。此环即为。此环即为“相依尺寸相依尺寸”。(协调环协调环)计算方法有：计算方法有： (1)极值法极值法 (2)概率法概率法装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的计算方法第31页/共90页32选择装配方法的实质，就是在满足装配精度要求的条件选择装配方法的实质，就是在满足装配精度要求的条件下选择相应的经济合理的解装配尺寸链的方法。下选择相应的经济合理的

25、解装配尺寸链的方法。在生产中常用的保证装配精度的方法有：在生产中常用的保证装配精度的方法有：互换法互换法、分组分组法法、修配法修配法与与调整法调整法。在根据机器装配精度要求来设计机器零、部件尺寸及其在根据机器装配精度要求来设计机器零、部件尺寸及其精度时，必须考虑装配方法的影响，精度时，必须考虑装配方法的影响，装配方法不同，解算装装配方法不同，解算装配尺寸链的方法截然不同配尺寸链的方法截然不同，所得结果差异甚大。对于某一给所得结果差异甚大。对于某一给定的机器结构，设计师可以根据装配精度要求和所采用的装定的机器结构，设计师可以根据装配精度要求和所采用的装配方法，通过解算装配尺寸链来确定零、部件有关

26、尺寸的精配方法，通过解算装配尺寸链来确定零、部件有关尺寸的精度等级和极限偏差。度等级和极限偏差。第32页/共90页33装配之前不挑选，装配过程不调整，装配之后满足装配精装配之前不挑选，装配过程不调整，装配之后满足装配精度。零件互换后仍能达到装配精度的要求，取决于零件的加度。零件互换后仍能达到装配精度的要求，取决于零件的加工精度，工精度，实质是通过控制零件的加工误差来保证装配精度实质是通过控制零件的加工误差来保证装配精度。(1)完全互换装配法完全互换装配法( (极值法极值法) ) 在在全部产品全部产品中，装配时各组成环零件不需挑选或改变其大中，装配时各组成环零件不需挑选或改变其大小或位置，装入后

27、即能达到封闭环的公差要求。小或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。条件：条件：各有关零件的公差之和各有关零件的公差之和小于或等于小于或等于装配允许公差。装配允许公差。 式中式中 TOL 封闭环极值公差；封闭环极值公差；T装配允许公差装配允许公差01OLTTTmii1 1互换装配法互换装配法第33页/共90页34优点：优点：装配过程简单，装配生产率高；装配过程简单，装配生产率高； 对工人的技术水平要求不高；对工人的技术水平要求不高； 便于组织流水线及自动化装配；便于组织流水线及自动化装配； 容易实现零部件专业协作；容易实现零部件专业协作； 便于备件供应及维修工作。便于备件供应及维修工作。缺点：

28、缺点：在装配精度高，环数较多时就难以满足零件加工经济在装配精度高，环数较多时就难以满足零件加工经济精度要求。精度要求。适用：适用：在满足零件加工经济精度情况下，首先考虑选用完全在满足零件加工经济精度情况下，首先考虑选用完全互换；互换； 主要用于低精度或高精度但组成环少的装配。主要用于低精度或高精度但组成环少的装配。 互换装配法互换装配法第34页/共90页35互换装配法互换装配法极值法反计算极值法反计算：选选相依尺寸相依尺寸选择加工容易或生产上受限制较少选择加工容易或生产上受限制较少的组成环。的组成环。 1)1)分析建立装配尺寸链分析建立装配尺寸链。 2)2)确定组成环公差。确定组成环公差。按按

29、“等公差等公差”原则确定原则确定平均极值公差平均极值公差确定组成环上下偏差：根据各组成环加工难易程度对其平均公确定组成环上下偏差：根据各组成环加工难易程度对其平均公差进行适当调整确定组成环公差，按入体原则标注。差进行适当调整确定组成环公差，按入体原则标注。 1)()(0nATATicp 当组成环为标准件时，其公差为定值。当组成环为标准件时，其公差为定值。 当为公共环时，应对其有严格公差要求的那个装配尺寸当为公共环时，应对其有严格公差要求的那个装配尺寸 链的计算，在其余尺寸链为定值。链的计算，在其余尺寸链为定值。 尺寸相近，加工方法相同，可取等公差值。尺寸相近，加工方法相同，可取等公差值。 难加

30、工组成环，公差值可稍大些。难加工组成环，公差值可稍大些。第35页/共90页363) 3) 确定协调环及其尺寸公差确定协调环及其尺寸公差协调环不允许为公共环或标准件协调环不允许为公共环或标准件。应选择便于制造及可。应选择便于制造及可用通用量具测量的零件。用通用量具测量的零件。协调环公差：协调环公差：210)()()(niiyATATAT互换装配法互换装配法计算相依尺寸计算相依尺寸(协调环协调环)上下偏差：计算公式同工艺尺寸链上下偏差：计算公式同工艺尺寸链 第36页/共90页37例：如图，冷态下的轴向例：如图，冷态下的轴向装配间隙为装配间隙为0.050.15mm, A1=41mm, A2=A4=1

31、7mm，A3=7mm。求各组成环的。求各组成环的公差及偏差公差及偏差。12345A2A0A1A4A3双联转子泵轴向关系简图双联转子泵轴向关系简图互换装配法互换装配法第37页/共90页38相依尺寸级级)7IT(mm7)7IT(mm1710015. 030018. 042AAAA解解: (1) 分析和建立尺寸链图分析和建立尺寸链图 封闭环尺寸是封闭环尺寸是mm025. 0151 . 01)()(0nATATicp15. 005. 000AA A 0A A4 4A A1 1A A 3 3A A 2 2 （2）确定各组成环公差：）确定各组成环公差：选择选择A1为为“相依尺寸相依尺寸”互换装配法互换装配

32、法第38页/共90页39(3) 计算相依尺寸偏差计算相依尺寸偏差故故“相依尺寸相依尺寸”为：为：mmmm05. 000005. 0)()()()()(099. 0)018. 0()015. 0()018. 0(15. 0)()()()()(4320143201AESAESAESAEIAEIAEIAEIAEIAESAESmm099. 005. 0141A 基本尺寸基本尺寸 ES EI A1 41 A2 -17 A3 -7 A4 -17 +0.099 +0.018 +0.015 +0.018 +0.05 0 0 0 A0 0 +0.15 +0.05互换装配法互换装配法第39页/共90页40条件：条

33、件：相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配允相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配允许公差。许公差。 式中式中 TOS封闭环统计公差封闭环统计公差 k 封闭环的相对分布系数封闭环的相对分布系数 k i 第第i个组成环的相对分布系数个组成环的相对分布系数1n1220S010iiiTk TTK(2)统计统计互换装配法互换装配法/ /大数互换装配法大数互换装配法( (概率法概率法) ) 在在绝大多数产品绝大多数产品中，装配时各组成环零件不需挑选或改变其中，装配时各组成环零件不需挑选或改变其大小或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。大小或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。互换装配法互换装

34、配法第40页/共90页41用极值法计算各组成环的公差结果有时候难于满足零件的用极值法计算各组成环的公差结果有时候难于满足零件的经济加工精度要求甚至很难加工，因此，采用经济加工精度要求甚至很难加工，因此，采用统计互换装配法统计互换装配法的实质的实质是是适当放大零件公差来达到装配精度。适当放大零件公差来达到装配精度。计算方法：计算方法：概率法概率法优点：优点：放大了零件制造公差，零件加工容易，成本低。放大了零件制造公差，零件加工容易，成本低。缺点：缺点：有极小部分产品达不到装配精度有极小部分产品达不到装配精度(正常情况正常情况0.27%)。应用：应用：统计互换装配法常用于大批量生产、装配精度要求统

35、计互换装配法常用于大批量生产、装配精度要求较高环数较多较高环数较多(大于大于4)的情况。的情况。互换装配法互换装配法第41页/共90页42 (2)概率法概率法 极值法优点是简单可靠极值法优点是简单可靠, 缺点是在封闭环公差较小组成环缺点是在封闭环公差较小组成环数量较多时，各组成环公差会很小，使零件加工困难，增加零数量较多时，各组成环公差会很小，使零件加工困难，增加零件制造成本。件制造成本。 因此，在成批生产或大量生产中，当装配精度要求高，组因此，在成批生产或大量生产中，当装配精度要求高，组成环数目又较多时，应用概率法解尺寸链比较合理。成环数目又较多时，应用概率法解尺寸链比较合理。互换装配法互换

36、装配法第42页/共90页43 1) 各环公差计算各环公差计算 独立随机变量之和的均方根误差独立随机变量之和的均方根误差0 与这些随机变量相应与这些随机变量相应的值的值i 有如下关系有如下关系: 在装配尺寸链中在装配尺寸链中, 其组成环是彼此独立的随机变量，因此其组成环是彼此独立的随机变量，因此封闭环的数值也是一个随机变量。封闭环的数值也是一个随机变量。1120nii 当尺寸链中各组成环的尺寸误差分布都遵循正态分布规律当尺寸链中各组成环的尺寸误差分布都遵循正态分布规律则其封闭环必将遵循正态分布规律，此时尺寸的随机误差即尺则其封闭环必将遵循正态分布规律，此时尺寸的随机误差即尺寸的分散范围为其均分根

37、误差的寸的分散范围为其均分根误差的6倍倍。令尺寸的公差为。令尺寸的公差为T(Ai)=6 ，则封闭环公差为，则封闭环公差为:1120)()(niiATAT互换装配法互换装配法第43页/共90页44 如零件尺寸不属于正态分布时，则引入一个相对分布系如零件尺寸不属于正态分布时，则引入一个相对分布系数数K，则有：，则有： 不同分布曲线的相对分布系数值见下表：不同分布曲线的相对分布系数值见下表：1120)()(niiAKTAT 1.17 -1.171.4 1.73 1.22 1 k -0.26 0.260.23 0 0 0 e分布曲线分布曲线 内尺寸内尺寸 外尺寸外尺寸 偏态分布偏态分布瑞利分布瑞利分布

38、均匀分布均匀分布三角分布三角分布正态分布正态分布分布特征分布特征2Te2Te2Te互换装配法互换装配法第44页/共90页45 2）各环平均尺寸的计算（）各环平均尺寸的计算（对称公差法对称公差法/平均偏差法）平均偏差法） 对称公差法：将所有组成环的尺寸变为对称公差，组成对称公差法：将所有组成环的尺寸变为对称公差，组成环的基本尺寸也发生改变，然后，利用变换后的平均基本尺环的基本尺寸也发生改变，然后，利用变换后的平均基本尺寸和对称公差进行计算。寸和对称公差进行计算。互换装配法互换装配法第45页/共90页462/2/00000010TEITESkmiii 2）各环平均尺寸的计算（对称公差法）各环平均尺

39、寸的计算（对称公差法/平均偏差法平均偏差法） 平均偏差法：先求出各组成环的中间偏差。当组成环的平均偏差法：先求出各组成环的中间偏差。当组成环的尺寸分布属于对称分布，且分布中心与公差带中心重合，则尺寸分布属于对称分布，且分布中心与公差带中心重合，则平均偏差等于中间偏差。然后利用下列公式求出封闭环的中平均偏差等于中间偏差。然后利用下列公式求出封闭环的中间偏差间偏差0及其上偏差及其上偏差ES0和下偏差和下偏差EI0。互换装配法互换装配法第46页/共90页47 例：如图利用概率法求例：如图利用概率法求各组成环公差及上下偏差各组成环公差及上下偏差 (设各零件加工符合正态分设各零件加工符合正态分布布)。

40、解：解：(1)分析和建立装配分析和建立装配尺寸链尺寸链 封闭环尺寸为封闭环尺寸为:mm15. 005. 000A12345A2A0A1A4A3A A 0A A4 4A A1 1A A 3 3A A 2 2互换装配法互换装配法第47页/共90页48(1) 确定各组成环公差确定各组成环公差 组成环平均公差组成环平均公差:mm05. 0151 . 01)()(0nATATicpmm0043. 04217 AAmm0037. 037Amm07. 0037. 0043. 0043. 01 . 0)()()()()(2222232422201ATATATATAT确定各组成环公差确定各组成环公差:确定相依环

41、公差确定相依环公差:互换装配法互换装配法第48页/共90页49(2) 计算相依尺寸的平均尺寸计算相依尺寸的平均尺寸(3) 计算相依尺寸及其偏差计算相依尺寸及其偏差mmmmmmmm0385.419815. 62037. 0778785.162043. 017171 . 0205. 015. 0342013420MMMMMMMMMAAAAAAAAAmmmm0735. 00035. 0035. 0035. 0111410385.412)(ATAAM互换装配法互换装配法第49页/共90页50将配合副中各零件按经济加工精度制造，然后选择合适的将配合副中各零件按经济加工精度制造，然后选择合适的零件进行装配

42、，以保证规定的装配精度要求。零件进行装配，以保证规定的装配精度要求。零件的加工精度降低，但装配精度不变，即保证配合精度零件的加工精度降低，但装配精度不变，即保证配合精度和配合性质不变。和配合性质不变。应用应用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。实质实质是将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择合适的是将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择合适的零件进行装配，来保证装配精度。零件进行装配，来保证装配精度。分类：分类：直接选配法、分组选配法和复合选配法。直接选配法、分组选配法和复合选配法。分组装配法分组装配法第50页/共90页51（1）

43、直接选配法）直接选配法 由装配工人在许多待装配的零件中凭经验挑选合适的零件由装配工人在许多待装配的零件中凭经验挑选合适的零件装配在一起保证装配精度。装配在一起保证装配精度。如活塞环与活塞的装配。如活塞环与活塞的装配。 优点：优点：简单简单 缺点：缺点：选配时间长；选配时间长； 不宜在有节拍的生产中用。不宜在有节拍的生产中用。分组装配法分组装配法第51页/共90页52 （2）分组选配法）分组选配法 将被加工零件的制造公差放宽几倍将被加工零件的制造公差放宽几倍, 零件加工测量后分零件加工测量后分组（公差放宽几倍分几组），并按对应组进行装配以保证装组（公差放宽几倍分几组），并按对应组进行装配以保证装

44、配精度的方法配精度的方法。如活塞销与活塞销孔的装配。如活塞销与活塞销孔的装配。 优点：优点：零件加工精度要求不高，而能获得很高的装配精零件加工精度要求不高，而能获得很高的装配精度；度； 同组零件可以互换。同组零件可以互换。 缺点：缺点：增加零件的存贮量，增加了零件的测量分组工作，增加零件的存贮量，增加了零件的测量分组工作，使零件的贮存运输工作复杂化。使零件的贮存运输工作复杂化。应用：应用：适用于适用于配合精度很高，组件很少配合精度很高，组件很少的情况下。的情况下。分组装配法分组装配法第52页/共90页53 例例：如图所示，连杆小头孔的直径为如图所示，连杆小头孔的直径为 mm， 活塞销活塞销的直

45、径为的直径为 mm, 其配合间隙要求为其配合间隙要求为0.0025mm0.0075mm,因此，生产上采用分组装因此，生产上采用分组装 配法，将活塞销直径公差放大四倍配法，将活塞销直径公差放大四倍为为 ，连杆小头孔直径公差亦放大四，连杆小头孔直径公差亦放大四倍为倍为 , 再分为四组相应进行装配再分为四组相应进行装配, 就可以保证配合精度和性质，如下表：就可以保证配合精度和性质，如下表：0025. 00250025. 00050. 025mm0025. 00125. 025mm0025. 00075. 0251活塞；2连杆3活塞销；4挡圈1234-0.0025-0.0050-0.0075-0.01

46、00-0.0125+0.00250-0.0075-0.0050-0.002512344123分组装配法分组装配法第53页/共90页54最小间隙最小间隙 (mm)最大间隙最大间隙 (mm) 红红 4 黄黄 3绿绿 2 0.0025 0.0075 白白 1 配合性质配合性质连杆小头孔连杆小头孔 直径直径( mm) 活塞直径活塞直径 ( mm)标志颜色标志颜色组别组别0025. 002500025. 0250025. 00050. 0250050. 00075. 0250025. 00050. 0250050. 00075. 0250075. 00100. 0250100. 00125. 025分组

47、装配法分组装配法第54页/共90页55活塞销与活塞的装配关系1活塞销；2-挡圈；活塞分组装配法分组装配法第55页/共90页56 （2）分组选配法）分组选配法注意事项如下：注意事项如下： 1) 配合件的公差应相等，公差的增加要同一方向，增大的倍配合件的公差应相等，公差的增加要同一方向，增大的倍数就是分组数数就是分组数，这样才能在分组后按对应组装配而得到预定的装，这样才能在分组后按对应组装配而得到预定的装配性质及精度。配性质及精度。 2) 配合件表面粗糙度配合件表面粗糙度、形位公差必须保持原设计要求形位公差必须保持原设计要求，不，不能能随着公差的放大降低粗糙度要求和放大形位公差随着公差的放大降低粗

48、糙度要求和放大形位公差。 3) 要采取措施要采取措施，保证零件分组装配中都能配套不产生某一组保证零件分组装配中都能配套不产生某一组零件由于过多或过少零件由于过多或过少,无法配套而造成积压和浪费。无法配套而造成积压和浪费。 4）分组不宜过多。）分组不宜过多。 5）应严格组织对零件的精密测量）应严格组织对零件的精密测量、分组分组、识别识别、保管和运送保管和运送等工作。等工作。 6）要有效地使用分组选配法，关键是保证分组后各相应组的）要有效地使用分组选配法，关键是保证分组后各相应组的配合精度和配合性质满足装配精度要求。配合精度和配合性质满足装配精度要求。分组装配法分组装配法第56页/共90页57 （

49、3）复合选配法）复合选配法(组内选配法组内选配法) 先将零件测量分组，然后在组内再直接选配。配合件组内先将零件测量分组，然后在组内再直接选配。配合件组内公差可不等，装配精度可达很高。公差可不等，装配精度可达很高。如气缸与活塞的装配。如气缸与活塞的装配。分组装配法分组装配法第57页/共90页58在单件小批生产中，装配精度要求高而且组成件多时，在单件小批生产中，装配精度要求高而且组成件多时，互换法不能采用，此时多采用互换法不能采用，此时多采用修配装配法修配装配法。对于装配精度要求较高的多环尺寸链对于装配精度要求较高的多环尺寸链，各组成环按经济，各组成环按经济精度加工，精度加工，选其中某一零件为修配

50、环选其中某一零件为修配环，并预留并预留修配量修配量，在装，在装配过程中用手工挫、刮、研等方法修去该零件上的多余部分配过程中用手工挫、刮、研等方法修去该零件上的多余部分材料，使装配精度满足技术要求，这种方法称为为材料，使装配精度满足技术要求，这种方法称为为修配法修配法。补偿环被去除材料的厚度称为补偿环被去除材料的厚度称为补偿量补偿量或或修配量修配量。修配法一般采用极值公差公式计算。修配法一般采用极值公差公式计算。优点：优点：能利用较低的制造精度来获得很高的装配精度。能利用较低的制造精度来获得很高的装配精度。缺点：缺点：劳动量大，要求工人技术水平高，不易预定工时，劳动量大，要求工人技术水平高，不易

51、预定工时，不便组织流水线。不便组织流水线。 修配装配法修配装配法第58页/共90页59修配环一般应满足以下条件修配环一般应满足以下条件： 1)尺量选择结构简单、重量轻、加工面积小、易加工的尺量选择结构简单、重量轻、加工面积小、易加工的零件；零件； 2)尽量选择容易独立安装和拆卸的零件；尽量选择容易独立安装和拆卸的零件； 3)不应为公共环，即该件只与一项装配精度有关，而与不应为公共环，即该件只与一项装配精度有关，而与其它项装配精度无关。其它项装配精度无关。l 修配环的选择修配环的选择l 修配方法修配方法 独件修配法；合并加工修配法；就地加工修配独件修配法；合并加工修配法；就地加工修配.修配装配法

52、修配装配法第59页/共90页60l 独件修配法：独件修配法： 选择一个固定零件作修配环；选择一个固定零件作修配环；l 合并加工修配法：合并加工修配法： 将两个或多个零件合并进行加工修配；将两个或多个零件合并进行加工修配；l 就地加工修配法：就地加工修配法： 机器总装时自己加工自己的方法。机器总装时自己加工自己的方法。修配装配法修配装配法第60页/共90页61当采用完全互换法装配时，各组成环的公差分别为当采用完全互换法装配时，各组成环的公差分别为T1、 T2、 、Tm，则封闭环公差为，则封闭环公差为T0= T1+ T2+ Tm。 当采用修配装配法时，将各组成环公差在上述基础上放当采用修配装配法时

53、，将各组成环公差在上述基础上放大为大为T1、T2、Tm，则封闭环公差为，则封闭环公差为T0= T1+ T2+ Tm。 显然，显然，T0T0，此时最大修配量为，此时最大修配量为Z0=T0-T0。 采用修配法装配时，解尺寸链的主要问题是：在保证补采用修配法装配时，解尺寸链的主要问题是：在保证补偿量足够且最小的原则下，计算补偿环的尺寸。偿量足够且最小的原则下，计算补偿环的尺寸。修配装配法修配装配法第61页/共90页62调整装配法在原则上与修配法相似，但具体方法不同。在调整装配法在原则上与修配法相似，但具体方法不同。在调整法中，各组成环均按经济精度加工，选一调整环加入尺寸调整法中，各组成环均按经济精度

54、加工，选一调整环加入尺寸链，在装配时通过改变调整件的位置或改变调整环的尺寸来补链，在装配时通过改变调整件的位置或改变调整环的尺寸来补偿封闭环过大的累积误差以达到装配精度要求。偿封闭环过大的累积误差以达到装配精度要求。装配可达较高的精度，效率比修整法高。装配可达较高的精度，效率比修整法高。分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。调整装配法调整装配法第62页/共90页631、可动调整法、可动调整法 改变某一零件的位置改变某一零件的位置(移动、旋转或移动旋转同时进行移动、旋转或移动旋转同时进行)来达来达到装配精度的方法。到装配精度的方法。(a)(a

55、)(b)(b)(c)(c)轴承挡圈楔块调整装配法调整装配法第63页/共90页641、可动调整法、可动调整法可动调整法实例特点：特点：调整过程中不需拆装零件，零件精度不高可达调整过程中不需拆装零件，零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用很广。较高装配精度，调整方便，应用很广。 缺点：缺点：需增加一套调整机构，增加了结构复杂程度。需增加一套调整机构，增加了结构复杂程度。调整装配法调整装配法第64页/共90页65组成环均按加工经济精度制造，通过更换不同尺寸的调整组成环均按加工经济精度制造，通过更换不同尺寸的调整件补偿件补偿封闭环的累积误差封闭环的累积误差，来达到装配精度要求，来达到装配精度要求

56、, ,这种装配方这种装配方法，称为法，称为固定调整装配方法固定调整装配方法。固定调整装配方法适于在固定调整装配方法适于在大批大量生产中大批大量生产中装配那些装配精装配那些装配精度要求较高的机器结构。在产量大、装配精度要求较高的场合，度要求较高的机器结构。在产量大、装配精度要求较高的场合，调整件还可以采用调整件还可以采用多件拼合多件拼合的方式组成。这种调整装配方法比的方式组成。这种调整装配方法比较灵活，它在汽车、拖拉机生产中广泛应用。较灵活，它在汽车、拖拉机生产中广泛应用。固定调节法的主要问题是决定作为调节件固定调节法的主要问题是决定作为调节件尺寸间隔尺寸间隔及及分组分组问题问题。2、固定调整法

57、、固定调整法调整装配法调整装配法第65页/共90页66固定调节法的主要问题是决定作为调节件固定调节法的主要问题是决定作为调节件尺寸间隔尺寸间隔及及分组问题分组问题。(1)选择一易加工装卸的零件作为调整件。选择一易加工装卸的零件作为调整件。(2)按加工经济精度确定各组成环公差。除调整件按加工经济精度确定各组成环公差。除调整件(公差公差Tk)外，按入体原外，按入体原则确定其它零件的尺寸及公差分布。则确定其它零件的尺寸及公差分布。(3)计算调整量：计算调整量：F=Ti-T0(4)计算预定调整件尺寸。计算预定调整件尺寸。(5)确定调整件的各组间的尺寸差确定调整件的各组间的尺寸差S=T0-Tk。(6)计

58、算调整件组数计算调整件组数Z=1+F/S(圆整圆整)。(7)确定各组调整件尺寸：当确定各组调整件尺寸：当Z为奇数时，预定调整件尺寸为中间一组尺为奇数时，预定调整件尺寸为中间一组尺寸，其余各组尺寸通过相应增加或减少寸，其余各组尺寸通过相应增加或减少S获得；当获得；当Z为偶数时，则以预为偶数时，则以预定调整件尺寸为对称中心，再根据定调整件尺寸为对称中心，再根据S确定尺寸。确定尺寸。调整装配法调整装配法第66页/共90页67例：车床主轴大齿轮装配简图如右图例：车床主轴大齿轮装配简图如右图所示：要求调节垫圈、双联齿轮、隔套及所示：要求调节垫圈、双联齿轮、隔套及挡圈装在轴上后，齿轮的轴向间隙为挡圈装在轴

59、上后，齿轮的轴向间隙为 0.05-0.2mm以保证转动灵活且轴向窜动量以保证转动灵活且轴向窜动量不大。不大。各零件的轴向尺寸为：主轴各零件的轴向尺寸为：主轴A1=115，隔套隔套A2=8.5，齿轮，齿轮A3=95，弹性挡圈，弹性挡圈A4=2.5，垫圈垫圈Ak=9。调整装配法调整装配法第67页/共90页68解：解：建立装配尺寸链如右图。建立装配尺寸链如右图。如果用如果用完全互换法完全互换法装配，则平均公差装配，则平均公差 ： Tm=T0/(n-1)=(0.2-0.05)/5=0.03 A1A3A4AkA2A0 各零件的轴向尺寸为：主轴各零件的轴向尺寸为：主轴A1=115，隔套，隔套A2=8.5，

60、齿轮，齿轮A3=95，弹性挡圈，弹性挡圈A4=2.5，垫圈，垫圈Ak=9。 组成环的平均公差太小，加工困难，故改用组成环的平均公差太小，加工困难，故改用固定调节法固定调节法。Ak为垫圈，形状简单、制造容易，装拆也方便，故选择为为垫圈，形状简单、制造容易，装拆也方便，故选择为调整调整环环。调整装配法调整装配法第68页/共90页691）确定）确定各组成环各组成环的公差和偏差的公差和偏差(a)按经济精度确定各组成环公差为：按经济精度确定各组成环公差为：T1=0.15mm，T2=T3=0.1mm，弹簧挡圈是标准件，弹簧挡圈是标准件T4=0.12mm，Tk=0.03mm(b)按按“入体原则入体原则”确定