《公差配合与技术测量》-项目八　尺寸链基础

课题一尺寸链的基本概念一、基本术语及定义

1.尺寸链的定义一个零件或一台机器中，相互联系的尺寸按一定的顺序连接成一个封闭的尺寸组，这样的尺寸组被称作尺寸链。

2.尺寸链的基本特点尺寸链具有两个基本特点:(1)封闭性。由相互关联的全部尺寸依次连接成为封闭形式

(2)相关性。精度或公差与偏差的内在联系(函数性)，所有独立尺寸都直接影响某一尺寸。其中封闭性是尺寸链的表现形式，而相关性是尺寸链的实质。下一页返回课题一尺寸链的基本概念3.尺寸链的组成

(1)环

(2)封闭环。尺寸链在装配过程或加工过程中最后自然形成的一环，称为封闭环。

(3)组成环。尺寸链中对封闭环有影响的全部环称为组成环。组成环中任一环变动必然引起封闭环的变动。

(4)传递系数对式8一1方程式取全微分，得上一页下一页返回课题一尺寸链的基本概念二、尺寸链的介类按照尺寸链的不同特性，尺寸链有下列几种分类:

按尺寸链的不同单位来分，可以分为:①长度尺寸链。组成环与封闭环均为长度尺寸的尺寸链，如图8-1,图8一2②角度尺寸链。组成环与封闭环为角度尺寸的尺寸链，如图8-3所示拖架位置尺寸(平行度、垂直度)形成的尺寸链。角度尺寸链常用于分析、计算机械结构中有关零件的位置精度问题，如平行度、垂直度、同轴度等等上一页下一页返回课题一尺寸链的基本概念按尺寸链应用场合分:①工艺尺寸链。②零件尺寸链③装配尺寸链按尺寸链中各环所在空间位置分:①直线尺寸链。②平面尺寸链。③空间尺寸链上一页下一页返回课题一尺寸链的基本概念按尺寸链的性质分:①标量尺寸链②向量尺寸链按链与链的包容关系分为:①基本尺寸链。②派生尺寸链上一页下一页返回课题一尺寸链的基本概念三、尺寸链的建立正确合理的查明尺寸链的组成，分析尺寸链类型，是完成尺寸链图绘制及尺寸链计算的依据。建立装配尺寸链时，应了解零件的装配关系、装配方法及装配性能要求;建立工艺尺寸链时应了解零部件的设计要求及其制造工艺过程，同一零件的不同工艺过程所形成的尺寸链是不同的。具体分析步骤介绍如下:1.确定封闭环

2.查找组成环

3.画出尺寸链图上一页返回课题二尺寸链的计算一、极值法的基本公式极值法(完全互换法)是从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链的计算，应用此法不考虑实际尺寸的分布情况，只要尺寸链的各组成环为合格，无需挑选，就能装配并达到封闭环的精度要求。

(1)封闭环的基本尺寸下一页返回课题二尺寸链的计算(2)封闭环的极限尺寸上一页下一页返回课题二尺寸链的计算(3)封闭环的极限偏差(4)封闭环的公差上一页下一页返回课题二尺寸链的计算二、校核计算校核计算—已知各组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸。这类计算主要用来验算设计的正确性，又叫正计算。可以看出此时封闭环的计算结果是唯一确定的。校核计算的步骤是:根据装配要求确定封闭环;寻找组成环;画尺寸链线图;判别增环和减环;由各组成环的基本尺寸和极限偏差验算封闭环的基本尺寸和极限偏差。上一页下一页返回课题二尺寸链的计算三、设计计算设计计算—已知封闭环的基本尺寸和极限偏差，以及组成环的基本尺寸，计算各组成环的极限偏差，最后进行校核，相比于校核计算，这种算法又被称为反计算。这种计算常用于产品设计，根据机器的使用要求，合理地分配有关尺寸的公差或极限偏差。各组成环公差的分配方法有两种，即“等公差法”和“等精度法”。

(1)等公差法。若各组成环的基本尺寸相差不大，可将封闭环公差平均分配到各组成环，再按需要在此基础上做适当调整。上一页下一页返回课题二尺寸链的计算(2)等精度法。等精度也就是说各组成环的公差等级相同，设各环公差等级相等均为a，即四、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，求解其余一个或几个组成环的基本尺寸及公差(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。)上一页返回课题三保证装配精度的其他方法一、介组互换法对于要求精度较高、生产批量较大的零件，例如连杆、活塞、活塞销的配合或油泵、油嘴锅件的配合，或用完全互换法求解的尺寸链各组成环公差很小，往往加工起来比较困难，从而造成成本提高，可以考虑采用分组互换法来制造，保证精度、降低成本。分组互换法是把组成环的公差直接扩大若干倍，使之达到经济加工的精度要求，然后按其实际尺寸大小分成N组，装配时根据大配大、小配小的原则，按对应组(孔、轴对应)进行互换装配，满足技术条件规定的封闭环精度要求。下一页返回课题三保证装配精度的其他方法

采用分组装配法应注意如下几点:(1)应使分组后各组内相配零件数相等，以免出现某些尺寸的零件积压浪费。

(2)为方便配合件分组、保管、运输及装配工作，分组数不宜过多。

(3)为保证分组后各组的配合精度和配合性质符合设计要求，配合件的公差应相等，公差增大的方向应相同，增大倍数应等于分组数

(4)分组后配合件尺寸公差放大，但形位公差、表面粗糙度值不能放大，仍按原设计要求制造。上一页下一页返回课题三保证装配精度的其他方法二、调整法调整法是将尺寸链组成环的基木尺寸按经济加工精度要求给定公差值，由于组成环公差扩大而出现的部分超差的装配件在装配时用改变产品中调整零件的位置或选用合适的调整件来达到装配精度要求，采用调整补偿环的尺寸或位置来保证装配精度。常用的调整法可分三种。1)可动补偿环装配过程中调整预留的可动补偿环的位置以达到封闭环精度要求。图8一20所示为车床溜板与导轨装配图局部，通过调整镶条位置，从而保证车床溜板箱与车床导轨之间的间隙A0上一页下一页返回课题三保证装配精度的其他方法2)固定补偿环选择装配尺寸链中某零件作调整环，该调整环零件按一定尺寸间隔制成成组零件，装配时根据封闭环超差大小，从中选出某一尺寸的调整环作为补偿，以满足装配精度要求。作调整环的零件应加工容易拆卸方便，常用的调整件有:垫片、垫圈、轴套等

3)误差抵消调整法误差抵消调整法是在装配时通过调整某些相关零件误差的方向，使其互相抵消或使误差减小，降低对装配精度的影响。上一页下一页返回课题三保证装配精度的其他方法

修配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，在装配时通过修配方法改变尺寸链中预留的某组成环(称补偿环或修配环)的尺寸，达到装配精度要求。修配法可分为以下三种:1)单件修配法单件修配法是在装配尺寸链中，选择一个相关零件作为修配环，通过修配加工，达到装配精度要求。单件修配法中，选择修配环时，应选择易修配加工的零件作修配环，为满足要求，修配环应具有充分的修配量。另外也需注意修配量及修配环基本尺寸的计算等。上一页下一页返回课题三保证装配精度的其他方法2)合并修配法合并修配法实际上是单件修配法的延伸，只是将两个或多个零件合并在一起作为“一个零件”参与装配，对其进行加工修配，合并加工所得的尺寸作为一个修配环，这样不仅减小了组成环的数目，也相应减小了修配的带动量。合并修配法在装配中得到的一组零件是唯一确定的，不能互换，给装配工作的组织管理带来不便，因此，多用于