第五章尺寸链原理与应用

1、第五章尺寸链原理与应用第一节尺寸链的基本概念第二节尺寸链计算的基本公式第三节装配尺寸链的建立第四节保证装配精度的方法和装配尺寸链的解算第五节工艺尺寸链的计算第五章尺寸链原理与应用第一节尺寸链的基本概念第二节尺寸链计算的基本公式第三节装配尺寸链的建立第四节保证装配精度的方法和装配尺寸链的解算第五节工艺尺寸链的计算第一节尺寸链的基本概念一、尺寸链的定义及其组成二、尺寸链的形式三、尺寸链计算的任务1.尺寸链的定义及尺寸链图图5-1汽车变速器倒挡装置尺寸链图1变速器壳体2、4止推垫片3倒档中间齿轮尺寸链：在装配和加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组。或：零件加工或机器装配过程中，相互联系且按一

2、定顺序连接的封闭尺寸组合。1.尺寸链的定义及尺寸链图图5-2内燃机活塞尺寸链图设计尺寸工序尺寸1.尺寸链的定义及尺寸链图图5-3变速器壳体尺寸链图1.尺寸链的定义及尺寸链图特征特征 1、封闭性 2、关联性 3、至少三环组成组成环环尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。封闭环封闭环在零件加工或装配过程中在零件加工或装配过程中间接获得或最后自然间接获得或最后自然形成形成的环。的环。组成环组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环。尺寸链中对封闭环有影响的全部环。 组成环又可分为增环和减环。组成环又可分为增环和减环。 增环增环若该环的变动引起封闭环的同向变动，

3、则该若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环环为增环 减环减环若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该环为减环。环为减环。2.尺寸链的组成增、减环判别方法增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头环箭头方向相反者为增环方向相反者为增环, ,与封闭环与封闭环箭头箭头方向相同者为减环方向相同者为减环。判别方法。判别方法有回路法和符号法（定义法）。有回路法和符号法（定义法）。增环增环二、尺寸链的形式1.按尺寸链各环的几何特征和所处空间位置的不同分类 直线尺寸链

4、、角度尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链2.按尺寸链相互关系分类 独立尺寸链、并联尺寸链3.按尺寸链的应用范围分类 装配尺寸链、设计尺寸链、工艺尺寸链1.按尺寸链各环的几何特征和所处空间位置的不同分类图5-5角度尺寸链1.按尺寸链各环的几何特征和所处空间位置的不同分类图5-6平面尺寸链2.按尺寸链相互关系分类图5-7并联尺寸链分解为多个独立尺寸链，封闭环多个！3.按尺寸链的应用范围分类(1)装配尺寸链装配尺寸链是指全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链 。(2)零件设计尺寸链零件设计尺寸链是指全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链，简称为零件尺寸链。 (3)工艺尺寸链工艺尺寸链是指全部组成

5、环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。三、尺寸链计算的任务(1) 公差设计计算已知封闭环，求解各组成环。为反计算，主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。 (2) 公差校核计算已知组成环，求解封闭环。为正计算主要用于正计算主要用于验算所设计所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求（结果唯一）补充一种情况：中间计算中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成已知封闭环和部分组成环的基本尺

6、寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。中间计算可用于环基本尺寸及公差（或偏差）。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算设计计算与工艺计算，也可用于验算。解可能不是唯一。解可能不是唯一。第二节尺寸链计算的基本公式 尺寸一般采用基本尺寸及其上、下偏差来表达。在尺寸链计算中，封闭环与组成环之间的基本尺寸、公差和极限偏差的关系，需要按不同的公式计算。一、直线尺寸链的计算 角度尺寸链计算与之类似。二、平面尺寸链的计算 可分解为直线尺寸链计算。一、直线尺寸链的计算(一)封闭环基本尺寸的计算 (二)极值法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差(三)统计法计算封闭环极限尺寸、公差及极

7、限偏差(一)封闭环基本尺寸的计算图5-8典型的尺寸链图等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环尺寸之和，即1110nkjjkzzAAA1110nkjjkzz(二)极值法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差按组成环均处于极限尺寸条件下，对封闭环极限尺寸、公差进行计算。封闭环极限尺寸计算：封闭环极限尺寸计算：最大值等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和；最小值等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和，即11max1minmin011min1maxmax0,nkjjkzznkjjkzzAAAAAA封闭环的上封闭环的上、下偏差计算：、下偏差计算：最大极限尺寸和最小极

8、限尺寸分别减去基本尺寸1110min001110max00nkjAjkzAzAnkjAjkzAzAESEIAAEIEIESAAES(二)极值法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差封闭环公差计算：封闭环公差计算：封闭环的公差等于各组成环公差之和，封闭环的误差等于各组成环误差之和。11111000nkAinkjAjkzAzAAATTTEIEST110nkAiA(二)极值法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差图5-9尺寸与极限偏差关系图封闭环中间尺寸封闭环中间尺寸 、中间偏差和极限偏差计算、中间偏差和极限偏差计算（很少用到！）（很少用到！）：nmjjmmzzmAAmAAEIESAAAA11000min0

9、max0022增环平均尺寸减环平均尺寸(三)统计法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差（略）图5-10组成环为正态分布时的公差带(三)统计法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差（略）表5-1不同分布曲线的相对分布系数和相对不对称系数(三)统计法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差图5-11组成环为非对称分布时的公差带二、平面尺寸链的计算1.封闭环基本尺寸的计算2.封闭环公差的计算1.封闭环基本尺寸的计算2.封闭环公差的计算第三节装配尺寸链的建立 已知装配要求，可以通过装配尺寸链计算设计分配各组成环的偏差保证装配精度，或在各组成环按经济精度加工的前提下，采取相应措施保证装配精度。一、装配精度 装配后不

10、同零件表面间形成的几何参数（尺寸、位置公差）及工作性能与理想值的接近程度。 装配精度不仅影响机器或部件的工作性能，而且影响它们的使用寿命。装配精度主要包括：各部件的相互位置精度；各运动部件间的相对运动精度；配合表面间的配合精度和接触质量。二、尺寸链最短原则三、装配尺寸链的建立一、装配精度1)轴与孔配合的间隙或过盈量。2)旋转体零件与固定不动零件间的轴向间隙。图5-12曲轴的轴向间隙1曲轴2、4止推垫片 3气缸体轴承座一、装配精度3)为避免零件间互相碰撞，须在不同旋转速度零件间设置轴向间隙。图5-17变速器第一轴及第二轴的组件装配图及装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承4第一轴5四、五速固定齿座6衬

11、套7五速齿轮止推环8第二轴9后轴承10后盖11后纸垫12变速器壳体13三速齿轮止推环14三速齿轮15五速齿轮16锁环4与5之间的间隙A0一、装配精度5)使用轴用或孔用弹性挡圈固定零件的轴向位置和锁环，为便于装于槽中而规定一定的轴向间隙。图5-17变速器第一轴及第二轴的组件装配图及装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承4第一轴5四、五速固定齿座6衬套7五速齿轮止推环8第二轴9后轴承10后盖11后纸垫12变速器壳体13三速齿轮止推环14三速齿轮15五速齿轮16锁环挡圈右端与轴承左端一、装配精度5)使用轴用或孔用弹性挡圈固定零件的轴向位置和锁环，为便于装于槽中而规定一定的轴向间隙。图5-18变速器第一轴上

12、前轴承外圈、锁环和前盖等局部图及其装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承外圈4锁环5变速器壳体锁环与前轴承外圈槽内轴向间隙一、装配精度6)为保证齿轮正常啮合传动，对圆柱齿轮副和蜗杆副中心距极限偏差提出的要求。7)为保证蜗杆副正确啮合接触，对蜗杆副提出蜗轮中间平面对蜗杆回转中心的偏移(称为蜗杆副中心平面偏移)B0要求(参看图5-53)。8)为保证锥齿轮副的正确啮合传动，对锥齿轮齿圈提出齿圈轴向位移极限偏差A=要求，如图5-13所示。图5-13锥齿轮副齿圈端面的位移一、装配精度9)为保证活动件运动自如，活动件相对于固定件间应留有一定的间隙值。图5-26转向节叉架与前轴拳部装配图及装配尺寸链1转向节2止推

13、轴承3前轴4调整垫片5主销转向节相对前轴之间的间隙一、装配精度10)汽车传动装置中使用了多种滚动轴承，如角接触球轴承、圆锥滚子轴承、深沟球轴承和推力球轴承等。图5-14圆锥滚子轴承的预紧位移量1壳体2轴承外圈3轴承内圈装配精度要求一、装配精度11)在汽车某些总成中，要求运动的可动件与固定件应保证一定的间隙，并且应具有一定的可调整量。图5-15离合器分离杆端部与分离轴承间的间隙1离合器分离杆2分离轴承图5-28气门间隙的可动调整装配法1调整螺钉2摇臂3气门一、装配精度12)产品设计时规定的某些性能参数，如内燃机的压缩比等。13)往复运动件的行程位置。如上止点处活塞顶与气缸套顶平面余隙。14)总成

14、或部件零件表面的位置公差等。二、尺寸链最短原则在装配精度要求一定的条件下进行公差设计计算时，希望得到的组成环公差要大一些。零件设计尺寸公差大，零件加工就容易，经济性就好。为此，在建立装配尺寸链时应遵循尺寸链最短原则。所谓尺寸链最短原则，就是装配尺寸链所包含的组成环数目最少。三、装配尺寸链的建立1)明确装配精度的含义，它是装配尺寸链的封闭环，是装配后间接得到的尺寸(或位置公差)。2)看懂与装配精度相关的装配单元的装配图样，明了零件的装配关系和相关零件沿封闭环尺寸方向上的装配基准。3)掌握建立装配尺寸链的规律。确定装配尺寸链，通常办法是确定装配尺寸链，通常办法是从封闭环两端的那两个零件为起点，沿着

15、从封闭环两端的那两个零件为起点，沿着装配精度方向装配精度方向，以相邻零件装配基准间的联系为线索，分别由近及远地，以相邻零件装配基准间的联系为线索，分别由近及远地去去查找查找装配关系中影响装配精度的装配关系中影响装配精度的有关零件尺寸，直到找到同一基准件有关零件尺寸，直到找到同一基准件或基础件的两个装配基准为止。或基础件的两个装配基准为止。然后用一尺寸联系这两个装配基准面，然后用一尺寸联系这两个装配基准面，形成封闭的尺寸图形。形成封闭的尺寸图形。3)掌握建立装配尺寸链的规律。图5-16主减速器主动锥齿轮轴承座1调整垫片2主动锥齿轮3圆锥滚子轴承4轴承座5圆锥滚子轴承外圈6圆锥滚子轴承内圈7垫片8

16、突缘9紧固螺母例1：3)掌握建立装配尺寸链的规律。图5-17变速器第一轴及第二轴的组件装配图及装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承4第一轴5四、五速固定齿座6衬套7五速齿轮止推环8第二轴9后轴承10后盖11后纸垫12变速器壳体13三速齿轮止推环14三速齿轮15五速齿轮16锁环例2：3)掌握建立装配尺寸链的规律。图5-18变速器第一轴上前轴承外圈、锁环和前盖等局部图及其装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承外圈4锁环5变速器壳体例3：三、装配尺寸链的建立1. 1. 装配尺寸链应进行必要的简化装配尺寸链应进行必要的简化; ;2. 2. 应遵循最短路线原则应遵循最短路线原则( (一件一环）；一件一环）；3.

17、3. 装配尺寸链的方向性。装配尺寸链的方向性。第四节保证装配精度的方法和装配尺寸链的解算一、完全互换装配法二、不完全互换装配法（略）三、选择装配法四、调整装配法五、修配装配法一、完全互换装配法 零件按图样规定的公差及极限偏差进行加工。装配时相关零件不需挑选、调整和修配，就能达到规定的装配精度要求。1.公差的设计计算 先等分，再调整，留一组成环作为协调环。10,nTTALav210niAiAAxTTT为降低加工难度按相等来设计实现平衡一、完全互换装配法2.组成环极限偏差的确定标准件按标准的规定确定；除协调环外，组成环按“偏差注向体内”原则，即入体原则标注，即外尺寸（被包容尺寸）按h、内尺寸（包容

18、尺寸）按H、孔中心距按对称偏差确定极限偏差。协调换极限偏差通过前面的公式计算。1.公差的设计计算图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链例4：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向间隙B0为0.10-0.35mm。相关设计尺寸B8=39mm, B13=4mm, B14=35mm。试确定各组成环的公差和极限偏差。1）计算封闭环基本尺寸、公差及极限偏差B0=B8-(B13+B14)=0TB0=B0max-B0min=0.35-0.10=0.25mm所以B0=0+0.10+0.35mm1.公差的设计计算图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链例4：为保证空套

19、在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向间隙B0为0.10-0.35mm。相关设计尺寸B8=39mm, B13=4mm, B14=35mm。试确定各组成环的公差和极限偏差。2）确定组成环公差Tav,L=TB0/(n-1)=0.25/3=0.083mm选择B8为协调环，修正其它组成环公差为TB13=0.03mm (IT9); TB14=0.10mm (IT10)协调环公差为TB8=0.25-(0.03+0.10)mm=0.12mm1.公差的设计计算图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链例4：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向

20、间隙B0为0.10-0.35mm。相关设计尺寸B8=39mm, B13=4mm, B14=35mm。试确定各组成环的公差和极限偏差。3）确定组成环公差B13=40-0.03mm(h9) B14=350-0.10mm(h10) B8协调环的极限偏差：ESB8=ESB0+(EIB13+EIB14)=0.35+(-0.03-0.100)=0.22mmEIB8=EIB0+(ESB13+ESB14)=0.1+(0+0)=0.1mmB8=39+0.100+0.2201.公差的设计计算图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链例5：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向

21、间隙B0为0.10-0.35mm。相关设计尺寸B8=39+0.12+0.24mm, B13=4-0.030mm, B14=350-0.100mm。试校核尺寸的正确性并修正。1）计算封闭环基本尺寸、公差及极限偏差B0=B8-(B13+B14)=0TB0=B0max-B0min=0.35-0.10=0.25mm所以B0=0+0.10+0.35mm1.公差的设计计算图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链2）校核封闭换公差TB0=TB8+TB13+TB14=0.12+0.03+0.10=0.25mm满足设计要求。3）校核封闭环实际极限偏差ESB0=ESB8-(EIB13+EIB14)=0.240-

22、(-0.030-0.100)=0.37mmESB0=0.35mmEIB0=EIB8-(ESB13+ESB14)=0.02-(0+0)=0.02EIB0=0.1mm不满足要求，可修正为例4所设计尺寸。例5：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向间隙B0为0.10-0.35mm。相关设计尺寸B8=39+0.12+0.24mm, B13=4-0.030mm, B14=350-0.100mm。试校核尺寸的正确性并修正。2.完全互换装配法的特点及应用通过上述的分析及计算知，完全互换装配法的优点是，装配精度由零件制造精度保证，只要组成环尺寸按零件图样的规定制造，就可保

23、证装配精度要求，并且零件尺寸具有互换性；由于零件具有互换性，便于组织零部件专业化生产，也易于组织流水式装配。但当装配精度要求较高，组成环较多时，零件但当装配精度要求较高，组成环较多时，零件难以按经济精度制造。难以按经济精度制造。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。适用于任何生产类型。二、不完全互换装配法（略）1.公差的设计计算2.不完全互换装配法的特点及应用二、不完全互换装配法图5-20统计互换法封闭环与组成环公差关系1.公差的设计计算表5-2合格率P与相对分布系数k1.公差的设计计算图5-21不完全互换装配法的应用2.不完全互换

24、装配法的特点及应用不完全互换装配法的优点是，可以放大零件的制造公差，降低零件制造成本。零件制造公差放大值与装配精度合格率有关，合格率越低，零件制造公差放大值越大；零件制造公差放大值与组成环的尺寸分布特征有关。可以证明，组成环尺寸为正态分布时零件制造公差放大值最大。另一优点是装配工作简单，生产效率高。这种装配方法的缺点是，装配后有极少数产品装配精度不合格，但不合格产品可通过装配后的试验、检测剔除，或采取更换零件等方法进行修复。三、选择装配法 将相配的零件制造公差放大到经济公差，装配时选择合适的零件进行装配来保证装配精度的方法。有直接选择装配法、分组互换装配法和复合装配法三种。 分组互换装配法：将

25、组成环公差增大若干倍（一般为2倍），使组成环零件可以按经济精度进行加工，然后再将各组成环按实际尺寸大小分为若干组，各对应组进行装配，同组零件具有互换性，并保证全部装配对象达到规定的装配精度。内燃机应用较多。三、选择装配法图5-22发动机活塞销与活塞销孔的配合 活塞销与销孔的装配精度要求为过赢量为 采用分组互换装配法时，将销、采用分组互换装配法时，将销、孔公差均放大孔公差均放大4倍到倍到0.01mm，即活塞，即活塞销为销为d=28-0.010mm，孔为，孔为D= 28-0.015-0.005 三、选择装配法组别活塞销直径 活塞销孔直径 颜色28-0.010 28-0.015-0.005128.0

26、000-27.997527.9950-27.9925浅蓝227.9975-27.995027.9925-27.9900红327.9950-27.992527.9900-27.9875白427.9925-27.990027.9875-27.9850黑三、选择装配法图5-23活塞销与活塞销孔分组公差带图1.公差的设计计算 采用极值法解算尺寸链，对间隙配合要求X=0XminXmax,对过盈配合要求Y=0YminYmax. (1)确定组成环分组公差 组成环平均极值公差为11Y,nTTnTTLavXLav或令组成环分组公差等于平均极值公差（保证了各组成环公差之和等于封闭环公差） ：LavdDTTT, (

27、2)确定组成环制造公差 将分组公差放大，使制造公差TD及Td成为经济公差，放大倍数Z一般为3-5倍。LavdDZTTT,DDZTTddZTT图5-24不同基准制配合的公差带图1.公差的设计计算(3)确定组成环的极限偏差 先选择基轴制还是基孔制，然后确定与基准相配零件的偏差。对基轴制的间隙配合，利用ESX=ESD1-EId1 得孔上偏差ESD1=ESD，则 EID=ESD-TD 对基轴制的过盈配合，利用EIY=EId1-ESD1 得孔上偏差ESD1=ESD，则 EID=ESD-TD 对基孔制的不同配合，同样可以算出轴的上下偏差。2.分组互换装配法的特点及应用 分组互换装配法的优点是，零件制造精度

28、不高，但却可获得高精度的装配精度。在分组互换装配中装配精度是由零件的制造精度和装配方法共同保证的。值得注意的是，零件尺寸制造公差可以放大，但是零件配合表面的形状公差和表面粗糙度不能放大，仍需按分组公差确定。 适用于大批量生产、组成环少、装配精度高的场合。四、调整装配法定义：设置一调整环（组成环按经济精度加工），装配时用改变调整件的位置或选用一个合适尺寸的调整件来达到装配精度的方法。有可动调整装配法和固定调整装配法2种。可动调整法可动调整法选定某个零件为调整环选定某个零件为调整环，根据封闭，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的环的精度要求，采用改变调整环的位置，即位置，即移动、旋转或移动旋转同

29、移动、旋转或移动旋转同时进行，以达到装配精度的方法时进行，以达到装配精度的方法。固定调整法固定调整法选择一个组成环作调整环，作为调整选择一个组成环作调整环，作为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成的一环的零件是按一定尺寸间隔制成的一组零件，装配时根据封闭环超差的大组零件，装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一尺寸等级适当的零小，从中选出某一尺寸等级适当的零件来进行补偿，从而保证规定的装配件来进行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用的调整环有垫圈、垫精度。通常使用的调整环有垫圈、垫片、轴套等。片、轴套等。1.公差的设计计算（1）组成环的公差和极限偏差1）标准件按标准规定；2）补偿环初定尺寸用AF

30、表示，其公差一般规定为IT8-IT9级。具体内容后面确定；3）其它组成环按经济精度加工，或取IT11以下，偏差按偏差注向体内原则标注。四、调整装配法四、调整装配法1.公差的设计计算 （2）补偿原理组成环公差（除调整环）被放大必然使封闭环超差，选用合适调整环补偿。1）空隙大小图5-25补偿环为减环时补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解2110nkjjkZzFAAAAX21min1maxmaxnkjjkZzAAX21max1minminnkjjkZzAAX四、调整装配法图5-25补偿环为减环时补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解四、调整装配法四、调整装配法每一尺寸的补偿环（调整环，一般为垫片）能补偿组

31、成环误差的能力成为补偿能力SS=TA0-TAF2)调整垫片组数Z的确定图5-25补偿环为减环时补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解011AnZAiTTF210minmax)(-niAiAFATTTZXXAFAniAiTTTZ02111-0011011SFTTTTTTTTZAFAAniAiAFAAFniAi补偿量四、调整装配法3）调整垫片分组尺寸AFi的计算图5-25补偿环为减环时补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解0-max0121min1maxATAAAAFFnkjjkZzmax021min1max1- ATAAAAFnkjjkZzF)-012AFAFFTTAA（)2-)-01023AFAFAF

32、AFFTTATTAA（) 1-01ZAFAFFTTZAA（整理后有：1.公差的设计计算例7 转向节叉架上耳下平面与调整垫片间的间隙要求为0.05-0.25mm。转向节叉架上耳下平面与下耳轴承窝端面间尺寸A1=112mm，止推轴承高度A2=18mm；前轴拳部高度 A3=92mm；调整垫片初定AF=2mm；制造公差TAF=0.025mm(IT9)1）确定组成环公差及其偏差。2）计算调整垫片分组数及尺寸。图5-26转向节叉架与前轴拳部装配图及装配尺寸链1转向节2止推轴承3前轴4调整垫片5主销1.公差的设计计算例7 转向节叉架上耳下平面与调整垫片间的间隙要求为0.05-0.25mm。转向节叉架上耳下平

33、面与下耳轴承窝端面间尺寸A1=112mm，止推轴承高度A2=18mm；前轴拳部高度 A3=92mm；调整垫片初定AF=2mm；制造公差TAF=0.025mm(IT9)1）确定组成环公差及其偏差。标准件A2=180-0.20mm；组成环TA1=0.35mm(IT12级)，TA3=0.22mm(IT11)，则按偏差注向体内原则确定为A1=112+0.350mm、A3=920-0.22mm。图5-26转向节叉架与前轴拳部装配图及装配尺寸链1转向节2止推轴承3前轴4调整垫片5主销2）计算调整垫片分组数组4.4025. 02 . 022. 020. 035. 0021AFAniAiTTTZ取Z=5组。1

34、.公差的设计计算例7 转向节叉架上耳下平面与调整垫片间的间隙要求为0.05-0.25mm。转向节叉架上耳下平面与下耳轴承窝端面间尺寸A1=112mm，止推轴承高度A2=18mm；前轴拳部高度 A3=92mm；调整垫片初定AF=2mm；制造公差TAF=0.025mm(IT9)3）计算调整垫片分组尺寸AFz当补偿环为增环时可类比求解。0025. 0max0min3min2max11545. 225. 0025. 0)78.918 .17(35.112)(ATAAAAAFF0025. 001237. 2175. 0545. 2)-AFAFFTTAA（0025. 0023195. 2175. 037.

35、 2)-AFAFFTTAA（0025. 003402. 2175. 0195. 2)-AFAFFTTAA（0025. 0045845. 1175. 002. 2)-AFAFFTTAA（1.公差的设计计算图5-27补偿环为增环时的补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解111minmin011maxFkzzAFnkjjAATAAAFkzznkjjFTAAAAmin011min11max1)-012AFAFFTTAA（)2-)-01023AFAFAFAFFTTATTAA（) 1-01ZAFAFFTTZAA（2.可动调整装配法图5-28气门间隙的可动调整装配法1调整螺钉2摇臂3气门用调节调整件的位置来补偿

36、组成环公差放大造成的封闭环累计误差的影响，达到装配精度。2.可动调整装配法图5-29主减速器从动锥齿轮和轴承预紧的可动调整装配1、6调整螺母2、7圆锥滚子轴承3、5壳体4从动齿轮特点特点应用应用特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。的装配精度。 但增加了调整装置。（1 1）可动调整装配法应用于）可动调整装配法应用于各种生产类型各种生产类型、精度高、组成环数目多精度高、组成环数目多；（2 2）固定调整装配法应用于大批量生产、精）固定调整装配法应用于大批量生产、精度高、组成环数目多的场合。度高、组成环数目多的场合。五、修配装配法各组成环均按经济

37、精度制造，而对其中某一环各组成环均按经济精度制造，而对其中某一环（称补偿环或修配环）预留一定的修配量，在（称补偿环或修配环）预留一定的修配量，在装配时从修配环上切掉（用钳工或机械加工的装配时从修配环上切掉（用钳工或机械加工的方法）一层金属保证装配精度的方法。方法）一层金属保证装配精度的方法。定义定义实质实质其实质是其实质是装配时去除补偿环的部分材料以改变装配时去除补偿环的部分材料以改变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法要求的装配方法（不增加额外的环节）（不增加额外的环节）。五、修配装配法图5-30修配时对封闭环影响的两种情况 对修配环

38、AF修配有两种不同情况：使封闭环变大或变小。但由于各组成环按经济精度加工，实际得到的封闭环公差必定大于设计要求的封闭环公差0110AniAiATTT组成环公差五、修配装配法 修配法的装配尺寸链的解算，最主要的任务就是合理地确定修配环的预加工尺寸。计算步骤： 1 组成环公差（1）组成环公差和极限偏差确定 除修配环外其它组成环公差按下述原则：1）标准件公差及极限偏差按标准规定。2）其它组成环放大到经济公差（IT11)，极限偏差按偏差注向体内原则确定。3）在组成环中选一修配环（易拆易修配零件、不表面处理、非公共环）。（2）修配环预加工尺寸的确定修配环的修配量（补偿量）011AniAiTTF修配环的预

39、加工尺寸的计算按修配时使封闭环尺寸变大、变小两种情况讨论。五、修配装配法1）修配时使封闭环尺寸变大的情况AFFnkjjkzzTAAAAA21min1maxmax0max0图5-31使封闭尺寸变大时的公差带max021max1max-ATAAAAFnkjjkzzF应该满足A0max= A0max或ESA0=ESA0五、修配装配法按ESA0=ESA0计算得 min00maxFTTFAAAFnkjAjkzAzAAEIEIESESES211000211-AnkjAjkzAzAFESEIESEI考虑到生产率，一般Fmax=0.15-0.40mm，如果修配件都必须进行修配，一般取 Fmin=0.05-0.

40、10mm，所以此时最大的修配量为五、修配装配法2）修配时使封闭环尺寸变小的情况11maxmin1 -1minmin0min0nkjjFkzzAAAAA图5-31使封闭尺寸变大时的公差带min011max11max-ATAAAAFkjznkjjF图5-32使封闭环尺寸变小时的公差带应该满足A0min= A0min或EIA0=EIA0五、修配装配法按EIA0=EIA0计算得 111100nkjAjAFkzAzAAESEIEIEIEI01111-AkzAznkjAjAFEIEIESEI1.组成环公差的设计计算例8 转向节叉架上耳下平面与垫片间隙A0=0.05-0.25mm。已知A1=1120+0.3

41、5；A2=180-0.2；A3=920-0.22；修配环初定AF=2，制造公差TAF=0.10。要求最小修配辆Fmin=0，计算修配环预加工尺寸AF和最大修配量Fmax，并画出封闭环设计要求的公差和实际的公差。图5-26转向节叉架与前轴拳部装配图及装配尺寸链1-转向节；2-止推轴承；3-前轴；4-调整垫片；5-主销1.组成环公差的设计计算例例8 转向节叉架上耳下平面与垫片间隙转向节叉架上耳下平面与垫片间隙A0=0.05-0.25mm。已知。已知A1=1120+0.35；A2=180-0.2；A3=920-0.22；修配环；修配环AF初定初定2，制造公差，制造公差TAF=0.10。要求最小修配辆

42、。要求最小修配辆Fmin=0，计算修配环，计算修配环预加工尺寸预加工尺寸AF和最大修配量和最大修配量Fmax，并画出封闭环设计要求的公差和实际的公差。，并画出封闭环设计要求的公差和实际的公差。解解1） 计算封闭环计算封闭环 0)(3210FAAAAA2 . 005. 025. 0min0max00AATA25. 005. 0000 ATA2） 计算修配环预加工尺寸及最大修配量计算修配环预加工尺寸及最大修配量 修配使封闭环变大，所以有修配使封闭环变大，所以有5-34式：式：62. 052. 0010. 0262. 2FA62. 225. 01 . 0)78.9180.17(35.112)(max

43、0min3min2max1ATAAAAAFF1.组成环公差的设计计算例例8 转向节叉架上耳下平面与垫片间隙转向节叉架上耳下平面与垫片间隙A0=0.05-0.25mm。已知。已知A1=1120+0.35；A2=180-0.2；A3=920-0.22；修配环；修配环AF初定初定2，制造公差，制造公差TAF=0.10。要求最小修配辆。要求最小修配辆Fmin=0，计算修配环，计算修配环预加工尺寸预加工尺寸AF和最大修配量和最大修配量Fmax，并画出封闭环设计要求的公差和实际的公差。，并画出封闭环设计要求的公差和实际的公差。由由5-35式：式：62. 052. 0010. 0262. 2FA52. 02

44、5. 0)22. 02 . 0(35. 0-)(0321AAAAAFESEIEIESEI62. 052. 010. 0AFAFAFTEIES修配环预加工尺寸：修配环预加工尺寸：最大修配量：最大修配量：67. 02 . 01 . 022. 02 . 035. 0110maxniAAiTTF图5-33封闭环设计要求及实际的公差带图3)封闭环设计要求和实际的公差带封闭环设计要求和实际的公差带2.修配的形式1)专件(单件)修配。如上例中为保证间隙而对垫片的修配和为保证喷油器针阀与针阀体的升程而对针阀轴肩面的修磨等。2)合件修配。如前述气缸体与离合器壳体组合成合件后，精铣离合器壳体后平面，保证合件的离合

45、器壳体后平面对曲轴轴承座孔的垂直度公差要求。3)偶件修配。如为保证喷油器针阀与针阀体的配合间隙及密封锥面的密封性而进行的配对互研等。修配的形式：修配的形式：特点特点应用应用特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。的装配精度。 但增加了修配工作但增加了修配工作, ,生产效率低生产效率低, ,对装配工人技对装配工人技术要求高。术要求高。用于产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、用于产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、产品精度要求高的单件小批生产的场合。产品精度要求高的单件小批生产的场合。3.修配装配法的特点及应用表5-4汽车制造中五种装配方法的特点及应

46、用范围第五节工艺尺寸链的计算 第五节 工艺尺寸链的计算一、工序基准与设计基准重合时工序尺寸的确定二、工序基准与设计基准不重合时工序尺寸的确定三、以待加工表面为工序基准时工序尺寸的确定四、一次加工同时保证多个设计尺寸时工序尺寸的确定五、控制加工余量间接保证设计尺寸时工序尺寸的确定六、对称度、同轴度为设计要求的有关工序尺寸的确定七、孔系坐标尺寸的计算一、工序基准与设计基准重合时工序尺寸的确定图5-34活塞加工时的工序尺寸图表一、工序基准与设计基准重合时工序尺寸的确定 若精车加工余量若精车加工余量z1=0.6 ，粗车经济精度，粗车经济精度公差等级公差等级IT10(0.14)，则粗车顶面的工序尺，则粗

47、车顶面的工序尺寸为寸为A1 =A1+ z1=106.60-0.14 这种情况工序尺寸及公差确定相对这种情况工序尺寸及公差确定相对简单，最终工序的工序尺寸就是设计简单，最终工序的工序尺寸就是设计尺寸，公差就是设计尺寸的公差；中尺寸，公差就是设计尺寸的公差；中间工序的工序尺寸就是其他工序尺寸间工序的工序尺寸就是其他工序尺寸加上或减去工序余量，公差按加工加加上或减去工序余量，公差按加工加工经济精度选取，按偏差注向体内原工经济精度选取，按偏差注向体内原则标注极限偏差。则标注极限偏差。二、工序基准与设计基准不重合时工序尺寸的确定图5-35加工活塞销孔的工艺尺寸链二、工序基准与设计基准不重合时工序尺寸的确定 基准不重合带来的问题： 仅精车的公差就大于了封闭环的公差！加仅精车的公差就大于了封闭环的公差！加工时必须缩减工时必须缩减A1的公差，取的公差，取TA1=0.1，=1060-0.1； 则的则的A3公差为公差为0.06，若精车加工余量若精车加工余量z1=0.6 ，粗车经济精度公，粗车经济精度公差等级差等级