1、1,第10章 尺寸链,计划学时：2学时,本章要点,建立尺寸链及用互换法计算尺寸链,计算尺寸链的其它方法,尺寸链的基本概念,2,10.1 尺寸链的基本概念,8.1.1 尺寸链及其特征,尺寸链(dimensional chain),在机器装配或零件加工过程中，某些零件要素之间有一定的尺寸(线性尺寸或角度尺寸)联系，这些相互联系的全部尺寸按一定的顺序连接成一个封闭尺寸回路，称为尺寸链(dimensional chain)。,3,装配尺寸链,4,零件尺寸链,5,尺寸链特征,封闭性。组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成一个封闭的系统。 相关性。尺寸链中存在一个尺寸，其大小受其它尺寸变化的影响。,6,尺寸链
2、的组成和分类,环:尺寸链中每一个尺寸,尺寸链中，环又可分为封闭环和组成环。,7,封闭环封闭环是加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸。组成环尺寸链中除封闭环外的其它环称为组成环。根据组成环对封闭环的影响可分为增环和减环。 增环在其它组成环不变的条件下，某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸也随之增大；某一组成环尺寸减小，封闭环的尺寸也随之减小，则该组成环称为增环。 减环在其它组成环不变的条件下，某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸随之减小；某一组成环的尺寸减小，封闭环的尺寸随之增大，则该组成环称为减环。,8,组成,9,10.1.4 尺寸链的计算类型,尺寸链计算的目的是确定工序尺寸和装配件尺寸。,正计
3、算 校核计算,已知量：各个组成环的基本尺寸及其上、下偏差待求量：封闭环的基本尺寸及其上、下偏差。,10,中间计算工序尺寸计算,已知量：封闭环及n-2个组成环的基本尺寸及其上、下偏差 待求量：剩余的一个组成环的基本尺寸及其上、下偏差 。,反计算 公差分配,已知量：封闭环的基本尺寸、上下偏差和所有组成环的基本尺寸 待求量：所有组成环的公差、极限偏差 。,11,尺寸链的分类 1、按应用范围分有： 1）零件尺寸链这种尺寸链用以确定同一零件上各尺寸的联系。 2）装配尺寸链尺寸链的各组成环属于相互联系的不同零件或部件。这种尺寸链用以确定组成机器的零、部件有关尺寸的精度关系。,12,按各环相互位置,直线尺寸
4、链 平面尺寸链 空间尺寸链,按各环尺寸的几何特征,长度尺寸链角度尺寸链,13,10.2 尺寸链的计算,极值法解尺寸链：按尺寸链各组成环的极限尺寸进行计算。按该方法解尺寸链，装配时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能达到封闭环的公差要求，可实现完全互换性。,14,基本公式,基本尺寸之间的关系：,极限偏差之间的关系：,极限尺寸之间的关系：,公差之间的关系：,15,解尺寸链步骤：（1）确定封闭环,（2）画尺寸链图,（3）确定增、减环,（4）计算,（5）验算,16,尺寸链图的画法,画尺寸链图的基本方法是根据装配关系、加工顺序或零件结构找出相互联系的尺寸，从而确定尺寸链的封闭环和组成环。,首先确定封闭
5、环 寻找所有的组成环,17,绘制尺寸链图的基本要点是：尺寸链中的环用箭头线表示。从任意一环开始，按顺序依次画出所有的环，环与环之间首尾相接，不能断开，形成一个封闭的尺寸回路。封闭环：对装配尺寸链是有装配精度要求的尺寸；对零件尺寸链，使加工间接保证的尺寸。,18,制造顺序确定好，闭环才能找得到，基准重要。 依次画出尺寸线，环环相连且勿断，对称取半。 环环头上顶箭头，箭头异同定增减，彼此相关。,19,回路判定法：对于一个尺寸链，在封闭环上方画一向左的箭头，然后按箭头方向绕尺寸链一圈，绕行的同时各组成环标上与绕行方向的同向的箭头。凡是箭头方向向左的为减环，箭头方向向右的为增环。,20,例题 10-1
6、，10-2,21,反计算：已知封闭环的公差和极限偏差，计算各组成环的公差和极限偏差,公差值的分配方法：,相等公差值法,相等公差等级法,极限偏差的确定方法：,入体原则,22,相等公差值法:,相等公差等级法:,23,确定各组成环的极限偏差方法：入体原则即公差带的基本偏差数值为0，另一偏差向零件的实体侧分布。原因：机加工工人加工零件时，若零件处于最大实体状态，工人还可以进一步对零件加工，直至合格。但若所加工零件已小于最小实体状态，则零件成为废品。为防止产生过切而产生报废，工人在零件试切时一般按零件的最大实体状态对刀，而按“入体原则”分配零件的极限偏差时，最大实体尺寸就是零件的基本尺寸，工人不必另行计
7、算。,24,例题 10-,25,10.4 保证装配精度的方法,互换装配法、分组互换装配法、修配装配法、调整装配法。,26,互换装配法包括完全互换法和大数互换法完全互换法：任选一零件装配后，可达到机器的精度要求。实质是极值法解尺寸链。大数互换法：任选一零件装配后，绝大多数可达到机器的精度要求。实质是概率法解尺寸链。,27,分组互换装配法,分组互换法的具体做法是：首先根据经济加工的要求将组成环的公差扩大若干倍对其进行加工。然后在装配前通过测量对完工后的零件按其实际尺寸分组。装配时，按对应组互相装配，即大配大，小配小，同组内的零件具有互换性，以满足封闭环要求。 优点：降低加工成本；缺点：测量分组工作
8、比较麻烦；在一些组内可能会产生多余零件。,28,修配装配法,修配法是按经济加工精度对尺寸链的各组成环给定公差，利于加工。装配时通过修配（再加工一次）的方法改变尺寸链中预留的修配环的尺寸，以达到所要求的装配精度。其中，这个预留的尺寸可修配的环称为补偿环（compensating link）。 优点：降低加工成本；缺点：破坏了互换性，影响装配的连续性。,29,调整法调整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。装配时通过调整的方法改变尺寸链中预留的修配环的尺寸，以达到所要求的装配精度。 （1）固定补偿环 在尺寸链中加入补偿件（垫片、垫圈或轴套）或选择一个合适的组成环作为补偿环。
9、补偿件可根据需要按尺寸大小分成若干组，装配时从合适的尺寸组中选择一个补偿件装入尺寸链中的预定位置，即可保证装配精度。（2）可动补偿环 这是一种位置可调整的组成环，装配时调整其位置，即可保证装配精度。可动补偿件在机械设计中应用很广，而且有着各种各样的结构型式。优点：在各组成环按经济公差制造的条件下，不需任何修配加工，即可达到装配精度要求。尤其是采用可动补偿环时，可达到很高的装配精度，而且当零件磨损后，也易于恢复原来的精度。但和修配法一样，调整法也破坏了互换性。,30,10.1 尺寸链的基本概念,8.1.1 尺寸链及其特征,尺寸链(dimensional chain),在机器装配或零件加工过程中，
10、某些零件要素之间有一定的尺寸(线性尺寸或角度尺寸)联系，这些相互联系的全部尺寸按一定的顺序连接成一个封闭尺寸回路，称为尺寸链(dimensional chain)。,31,装配尺寸链,32,零件尺寸链,33,尺寸链特征,封闭性。组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成一个封闭的系统。 相关性。尺寸链中存在一个尺寸，其大小受其它尺寸变化的影响。,34,尺寸链的组成和分类,环:尺寸链中每一个尺寸,尺寸链中，环又可分为封闭环和组成环。,35,封闭环封闭环是加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸。组成环尺寸链中除封闭环外的其它环称为组成环。根据组成环对封闭环的影响可分为增环和减环。 增环在其它组成环不变的条
11、件下，某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸也随之增大；某一组成环尺寸减小，封闭环的尺寸也随之减小，则该组成环称为增环。 减环在其它组成环不变的条件下，某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸随之减小；某一组成环的尺寸减小，封闭环的尺寸随之增大，则该组成环称为减环。,36,组成,37,10.1.4 尺寸链的计算类型,尺寸链计算的目的是确定工序尺寸和装配件尺寸。,正计算 校核计算,已知量：各个组成环的基本尺寸及其上、下偏差待求量：封闭环的基本尺寸及其上、下偏差。,38,中间计算工序尺寸计算,已知量：封闭环及n-2个组成环的基本尺寸及其上、下偏差 待求量：剩余的一个组成环的基本尺寸及其上、下偏差 。,反计算
12、 公差分配,已知量：封闭环的基本尺寸、上下偏差和所有组成环的基本尺寸 待求量：所有组成环的公差、极限偏差 。,39,尺寸链的分类 1、按应用范围分有： 1）零件尺寸链这种尺寸链用以确定同一零件上各尺寸的联系。 2）装配尺寸链尺寸链的各组成环属于相互联系的不同零件或部件。这种尺寸链用以确定组成机器的零、部件有关尺寸的精度关系。,40,按各环相互位置,直线尺寸链 平面尺寸链 空间尺寸链,按各环尺寸的几何特征,长度尺寸链角度尺寸链,41,10.2 尺寸链的计算,极值法解尺寸链：按尺寸链各组成环的极限尺寸进行计算。按该方法解尺寸链，装配时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能达到封闭环的公差要求，可实
13、现完全互换性。,42,基本公式,基本尺寸之间的关系：,极限偏差之间的关系：,极限尺寸之间的关系：,公差之间的关系：,43,解尺寸链步骤：（1）确定封闭环,（2）画尺寸链图,（3）确定增、减环,（4）计算,（5）验算,44,尺寸链图的画法,画尺寸链图的基本方法是根据装配关系、加工顺序或零件结构找出相互联系的尺寸，从而确定尺寸链的封闭环和组成环。,首先确定封闭环 寻找所有的组成环,45,绘制尺寸链图的基本要点是：尺寸链中的环用箭头线表示。从任意一环开始，按顺序依次画出所有的环，环与环之间首尾相接，不能断开，形成一个封闭的尺寸回路。封闭环：对装配尺寸链是有装配精度要求的尺寸；对零件尺寸链，使加工间接
14、保证的尺寸。,46,制造顺序确定好，闭环才能找得到，基准重要。 依次画出尺寸线，环环相连且勿断，对称取半。 环环头上顶箭头，箭头异同定增减，彼此相关。,47,回路判定法：对于一个尺寸链，在封闭环上方画一向左的箭头，然后按箭头方向绕尺寸链一圈，绕行的同时各组成环标上与绕行方向的同向的箭头。凡是箭头方向向左的为减环，箭头方向向右的为增环。,48,例题 10-1，10-2,49,反计算：已知封闭环的公差和极限偏差，计算各组成环的公差和极限偏差,公差值的分配方法：,相等公差值法,相等公差等级法,极限偏差的确定方法：,入体原则,50,相等公差值法:,相等公差等级法:,51,确定各组成环的极限偏差方法：入
15、体原则即公差带的基本偏差数值为0，另一偏差向零件的实体侧分布。原因：机加工工人加工零件时，若零件处于最大实体状态，工人还可以进一步对零件加工，直至合格。但若所加工零件已小于最小实体状态，则零件成为废品。为防止产生过切而产生报废，工人在零件试切时一般按零件的最大实体状态对刀，而按“入体原则”分配零件的极限偏差时，最大实体尺寸就是零件的基本尺寸，工人不必另行计算。,52,例题 10-,53,10.4 保证装配精度的方法,互换装配法、分组互换装配法、修配装配法、调整装配法。,54,互换装配法包括完全互换法和大数互换法完全互换法：任选一零件装配后，可达到机器的精度要求。实质是极值法解尺寸链。大数互换法
16、：任选一零件装配后，绝大多数可达到机器的精度要求。实质是概率法解尺寸链。,55,分组互换装配法,分组互换法的具体做法是：首先根据经济加工的要求将组成环的公差扩大若干倍对其进行加工。然后在装配前通过测量对完工后的零件按其实际尺寸分组。装配时，按对应组互相装配，即大配大，小配小，同组内的零件具有互换性，以满足封闭环要求。 优点：降低加工成本；缺点：测量分组工作比较麻烦；在一些组内可能会产生多余零件。,56,修配装配法,修配法是按经济加工精度对尺寸链的各组成环给定公差，利于加工。装配时通过修配（再加工一次）的方法改变尺寸链中预留的修配环的尺寸，以达到所要求的装配精度。其中，这个预留的尺寸可修配的环称
17、为补偿环（compensating link）。 优点：降低加工成本；缺点：破坏了互换性，影响装配的连续性。,57,调整法调整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。装配时通过调整的方法改变尺寸链中预留的修配环的尺寸，以达到所要求的装配精度。 （1）固定补偿环 在尺寸链中加入补偿件（垫片、垫圈或轴套）或选择一个合适的组成环作为补偿环。补偿件可根据需要按尺寸大小分成若干组，装配时从合适的尺寸组中选择一个补偿件装入尺寸链中的预定位置，即可保证装配精度。（2）可动补偿环 这是一种位置可调整的组成环，装配时调整其位置，即可保证装配精度。可动补偿件在机械设计中应用很广，而且有着各种各样的结构型式。优点：在各组成环按经济公差制造的条件下，不需任何修配加工，即可达到装配精度要求。尤其是采用可动补偿环时，可达到很高的装配精度，而且当零件磨损后，也易于恢复原来的精度。但和修配法一样，调整法也破坏了互换性。,
