互换性与测量技术基础第七章.ppt

1、第一节 概述,第二节 尺寸链的确立与分析,第三节 用完全互换法解尺寸链,第四节 用大数互换法解尺寸链,第七章 尺寸链基础,第五节 用其他方法解装配尺寸链,第一节 概 述,在一个零件或一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，这些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组，成为尺寸链。,一、尺寸链的含义及其特性,图7-1 尺寸链,尺寸链的含义及其特性,综上所述可知，尺寸链具有如下两个特性： （1）封闭性 组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成一个封闭系统。 （2）相关性 其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。,构成尺寸链的各个尺寸称为环。尺寸链的环分为封闭环和组成环。 （1）封闭环 加工或装配过程

2、中最自然形成的那个尺寸。 （2）组成环 尺寸链中除封闭环以外的其他环。根据它们对封闭环影响不同，又分为增环和减环。,二、尺寸链的组成,(1) 由于封闭环是最后形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。 (2) 封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。,封闭环的特点：,(1) 体现在尺寸链计算中，若封闭环判断错误，则全部分析计算之结论，也必然是错误的。(2) 封闭尺寸通常是精度较高，而且往往是产品技术规范或零件工艺要求决定的尺寸。 在装配尺寸链中，封闭环往往代表装配中精度要求的尺寸；而在零件中往往是精度要求最低的尺寸，通常在零件图中不予标注。,封闭环的重要性:,组成环,一个尺寸链

3、中，除封闭环以外的其他各环，都是“组成环”。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。 表示为：Ai 、Li i=1,2,3,增环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环也随之增大，该组成环即称为“增环”。,L1为增环,L1、L4为增环,减环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环却随之减小，该组成环即称为“减环”。,L2、L3 、 L5为减环,L2、L3 、 L4为减环,增、减环判别方法,举例：,在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。,封闭环： A0 增 环： A1、 A4

4、、 A5 、 A7 减 环： A3、 A6,1.按应用场合分 （1）装配尺寸链 全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。 （2）零件尺寸链 全部组成环为同一零件的设计尺寸所形成的尺寸链。 装配尺寸链和零件尺寸链统称为设计尺寸链。 （3）工艺尺寸链 全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。,三、尺寸链的分类,在加工中形成的尺寸链工艺尺寸链,A2,1.加工面,2.定位面,3.设计基准,在装配中形成的尺寸链装配尺寸链,(3) 空间尺寸链: 尺寸链全部尺寸位干几个不平行的平面内。,2按照各构成尺寸所处的空间位置，可分为:,(1) 直线尺寸链：尺寸链全部尺寸位于两根或几根平行直线上，称为线性尺寸

5、链。,(2) 平面尺寸链: 尺寸键全部尺寸位于一个或几个平行平面内。,尺寸链的分类,（1）长度尺寸链 链中各环均为长度尺寸。 （2）角度尺寸链 链中各环为角度尺寸。 角度尺寸链常用于分析和计算机械解构中有关零件要素的位置精度，如平行度、垂直度和同轴度等。,3.按各环尺寸的几何特性分,第二节 尺寸链的确立与分析,建立尺寸链，首先要正确地确定封闭环。 装配尺寸链的封闭环是在装配之后形成的，往往是机器上有装配精度要求的尺寸。在着手建立尺寸链之前，必须查明在机器装配和验收的技术要求中规定的所有几何精度要求项目，这些项目往往就是某些尺寸链的封闭环。,一、确定封闭环,确定封闭环,工艺尺寸链的封闭环是在加工

6、中最后自然形成的环，一般为被加工链间要求达到的设计尺寸或工艺过程中需要的余量尺寸，加工顺序不同，封闭环也不同。所以工艺尺寸链的封闭环必须在加工顺序确定之后才能判断。 一个尺寸链中只有一个封闭环。,组成环是对封闭环有直接影响的那些尺寸，与此无关的尺寸要排除在外。一个尺寸链的环数应尽量少。 查找装配尺寸链的组成环时，先从封闭环的任意一端开始，找相邻零件的尺寸，然后再找与第一零件相邻的第二零件的尺寸，这样一环接一环，直到封闭环的另一端为止，从而形成封闭的尺寸组。 一个尺寸链中最少要有两个组成环。组成环中可能只有增环没有减环，但不可能只有减环没有增环。 在封闭环有较高技术要求或形位误差较大的情况下，建

7、立尺寸链时，还要考虑形位误差对封闭环的影响。,二、查找组成环,为清楚表达尺寸链的组成，通常不需要画出零件或部件的具体结构，也不必按照严格的比例，只需将链中各尺寸依次画出，形成封闭的图形即可，这样的图样称为尺寸链线图。在尺寸链线图中，常用带单箭头的线段表示各环，箭头仅表示查找尺寸链组成环的方向，与封闭环箭头方向相同的环为减环，与封闭环箭头方向相反的环为增环。,三、画尺寸链线图,（一）任 务 分析和计算尺寸链是为了正确合理地确定尺寸链中各环的尺寸和精度，主要解决以下三类任务。 （1）正计算 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，故又叫校核计算。 （2）反计算

8、 已知封闭环的极限尺寸和各组成环的基本尺寸，求各组成环的极限偏差。这类计算主要用在设计上，即根据机器的使用要求来分配各零件的公差。 （3）中间计算 已知封闭环和部分组成环的极限尺寸，求某一组成环的极限尺寸。这类计算常用在工艺上。,四、分析计算尺寸链的任务和方法,分析计算尺寸链的任务和方法,1.完全互换法（极值法） 从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况。按此法计算出来的尺寸加工各组成环，装配时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能满足封闭环的公差要求，即可实现完全互换。,（二）方 法,分析计算尺寸链的任务和方法,2.大数互换法（概率法） 该法是以保证大

9、数互换为出发点的。 采用概率法，不是在全部产品中，而是在绝大多数产品中，装配时不需要挑选或修配，就能满足封闭环的公差要求，即保证大数互换。 按大数互换法，在相同封闭环公差条件下，可使组成环的公差扩大，从而获得良好的技术经济效益，也比较科学合理，常用在大批量生产的情况。,（二）方 法,分析计算尺寸链的任务和方法,3.其他方法 在某些场合，为了获得更高的装配精度，而生产条件又不允许提高组成环的制造精度时，可采用分组互换法、装配法和调整法等来完成这一任务。,（二）方 法,第三节 用完全互换法解尺寸链,设尺寸链的组成环数为m，其中n个增环，m-n个减环，A0为封闭环的基本尺寸，A1为组成环的基本尺寸，

10、则对于直线尺寸链有如下公式： （1）封闭环的基本尺寸,一、基本公式,基本公式,（2）封闭环的极限尺寸,基本公式,（3）封闭环的极限偏差,基本公式,（4）封闭环的公差,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；由各组成环基本尺寸和极限偏差验算封闭环的基本尺寸和极限偏差。,二、校核计算,设计计算是根据封闭环的极限尺寸和组成环的基本尺寸确定各组成环的公差和极限偏差，最后再进行校核计算。 在具体分配各组成环的公差时，可采用“等公差法”或“等精度法”。,三、设计计算,设计计算,当各组成环的基本尺寸相差不大时，可将封闭环的公差平均分配给各组成环。如果需要，可在此基

11、础上进行必要的调整。这种方法叫“等公差法”。即 实际工作中，各组成环的基本尺寸一般相差较大，按“等公差法”分配公差，从加工工艺上讲并不合理。为此，可采用“等精度法”。 所谓“等精度法”，就是各组成环公差登记相同，即各组成环等级系数相等，设其值均为a，则,a1=a2=am=a,第四节 用大数互换法解尺寸链,1.封闭环的公差,一、基本公式,2.封闭环的中间偏差和极限偏差,中间偏差、极限偏差和公差的关系如下,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；由各组成环基本尺寸和极限偏差验算封闭环的基本尺寸和极限偏差。 与用完全互换法解尺寸链相比较，在组成环公差一定的情况下，用大数互换法计算尺寸链，使封闭环公差范围更窄。,二、校核计算,用大数互换法解尺寸链的设计计算完全互换法在目的、方法和步骤等方面基本相同。其目的仍是如何把封闭环的公差分配到各组成环上；其方法也有“等公差法”和“等精度法”，采用“等公差法”时，各组成环的公差 采用“等精度法”时，各组成环的公差等级系数,三、设计计算,第五节 用其他方法解装配尺寸链,分组互换法是把组成环的公差扩大N倍，使之达到经济加工精度要求，然后按完工后零件实际尺寸分成N组，装配时根据大配大、小配小的原则，按对应组进行装配