第10章尺寸鏈

1、第第10章章 尺寸鏈尺寸鏈尺寸鏈的基本概念及計(jì)算尺寸鏈的基本概念及計(jì)算基本要求基本要求n基本內(nèi)容基本內(nèi)容：尺寸鏈的基本概念、組成、分類、：尺寸鏈的基本概念、組成、分類、尺寸鏈的建立與分析，尺寸鏈的計(jì)算。尺寸鏈的建立與分析，尺寸鏈的計(jì)算。n重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容：尺寸鏈的建立與分析及基本計(jì)算。：尺寸鏈的建立與分析及基本計(jì)算。n難點(diǎn)內(nèi)容難點(diǎn)內(nèi)容：尺寸鏈的建立與分析：尺寸鏈的建立與分析n基本技能基本技能：通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)能進(jìn)行尺寸鏈的：通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)能進(jìn)行尺寸鏈的初步分析和計(jì)算，并逐步建立機(jī)構(gòu)精度設(shè)計(jì)的初步分析和計(jì)算，并逐步建立機(jī)構(gòu)精度設(shè)計(jì)的概念。概念。10.1 尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的基本概念 在機(jī)器

2、裝配或零件加工過程中，由相互連在機(jī)器裝配或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組稱為尺寸鏈。接的尺寸形成封閉的尺寸組稱為尺寸鏈。n尺寸鏈的基本特征：尺寸鏈的基本特征：n封閉性封閉性組成尺寸鏈的各個(gè)尺寸按一組成尺寸鏈的各個(gè)尺寸按一定順序構(gòu)成一個(gè)封閉系統(tǒng)；定順序構(gòu)成一個(gè)封閉系統(tǒng)；n制約性制約性其中一個(gè)尺寸變動(dòng)將影響其其中一個(gè)尺寸變動(dòng)將影響其他尺寸變動(dòng)。他尺寸變動(dòng)。尺寸鏈的組成 n構(gòu)成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為構(gòu)成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為環(huán)環(huán)。尺寸鏈的環(huán)分為封閉。尺寸鏈的環(huán)分為封閉環(huán)和組成環(huán)。環(huán)和組成環(huán)。n封閉環(huán)封閉環(huán): : 加工或裝配過程中最后自然形成的那個(gè)尺寸。加工或裝配過程中最后自然形成的那個(gè)

3、尺寸。如上圖中的如上圖中的x x、B B0 0和和A A0 0。一個(gè)尺寸鏈通常只有一個(gè)封閉一個(gè)尺寸鏈通常只有一個(gè)封閉環(huán)。環(huán)。n組成環(huán)組成環(huán): : 尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他環(huán)。根據(jù)它們尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他環(huán)。根據(jù)它們對(duì)封閉環(huán)影響的不同，又分為增環(huán)和減環(huán)。對(duì)封閉環(huán)影響的不同，又分為增環(huán)和減環(huán)。n與封閉環(huán)同向變動(dòng)的組成環(huán)稱為與封閉環(huán)同向變動(dòng)的組成環(huán)稱為增環(huán)增環(huán)，即當(dāng)該組成環(huán)，即當(dāng)該組成環(huán)尺寸增大（或減小）而其它組成環(huán)不變時(shí)，封閉環(huán)也尺寸增大（或減小）而其它組成環(huán)不變時(shí)，封閉環(huán)也隨之增大（或減?。╇S之增大（或減小）；n與封閉環(huán)反向變動(dòng)的組成環(huán)稱為與封閉環(huán)反向變動(dòng)的組成環(huán)稱為減環(huán)減環(huán)，即當(dāng)該組成

4、環(huán)，即當(dāng)該組成環(huán)尺寸增大（或減?。┒渌M成環(huán)不變時(shí)，封閉環(huán)的尺寸增大（或減小）而其他組成環(huán)不變時(shí)，封閉環(huán)的尺寸卻隨之減?。ɑ蛟龃螅┏叽鐓s隨之減?。ɑ蛟龃螅?。 尺寸鏈圖尺寸鏈圖n尺寸鏈圖是由組成環(huán)和封閉環(huán)構(gòu)成的一個(gè)封閉尺寸鏈圖是由組成環(huán)和封閉環(huán)構(gòu)成的一個(gè)封閉回路。回路。n繪制方法：從某一加工基準(zhǔn)出發(fā)，按照加工順繪制方法：從某一加工基準(zhǔn)出發(fā)，按照加工順序依次畫出各個(gè)組成環(huán)。環(huán)與環(huán)之間不能間斷，序依次畫出各個(gè)組成環(huán)。環(huán)與環(huán)之間不能間斷，最后用封閉環(huán)構(gòu)成一個(gè)封閉回路。最后用封閉環(huán)構(gòu)成一個(gè)封閉回路。n箭頭方向判定增環(huán)減環(huán)：按尺寸鏈作一封閉路箭頭方向判定增環(huán)減環(huán)：按尺寸鏈作一封閉路線，由任意位置開始沿一

5、指定指向畫單向箭頭，線，由任意位置開始沿一指定指向畫單向箭頭，所畫箭頭首尾相連，組成環(huán)中箭頭方向與封閉所畫箭頭首尾相連，組成環(huán)中箭頭方向與封閉環(huán)相同為減環(huán)，與封閉環(huán)不同為增環(huán)。環(huán)相同為減環(huán)，與封閉環(huán)不同為增環(huán)。判斷增減環(huán)判斷增減環(huán)A3A2A0A1B0B2B4B5A1 、A3為增環(huán)，為增環(huán)，A2為減環(huán)為減環(huán)B2、B4、B5為增環(huán)，為增環(huán)，B1、B3為減環(huán)為減環(huán)B1B3尺寸鏈的分類 n 按應(yīng)用場(chǎng)合分：按應(yīng)用場(chǎng)合分： 裝配尺寸鏈：全部組成環(huán)為裝配尺寸鏈：全部組成環(huán)為不同零件設(shè)計(jì)尺寸不同零件設(shè)計(jì)尺寸所形成的尺寸鏈。所形成的尺寸鏈。零件尺寸鏈：全部組成環(huán)為零件尺寸鏈：全部組成環(huán)為同一零件設(shè)計(jì)尺寸同一零件

6、設(shè)計(jì)尺寸所形成的尺寸鏈。所形成的尺寸鏈。工藝尺寸鏈：全部組成環(huán)為工藝尺寸鏈：全部組成環(huán)為同一零件工藝尺寸同一零件工藝尺寸所形成的尺寸鏈。所形成的尺寸鏈。n按各環(huán)所在空間位置分：按各環(huán)所在空間位置分：直線尺寸鏈：全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。直線尺寸鏈：全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。平面尺寸鏈：全部組成環(huán)位于同一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)，但有些組平面尺寸鏈：全部組成環(huán)位于同一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)，但有些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)。成環(huán)不平行于封閉環(huán)?？臻g尺寸鏈：組成環(huán)位于相互不平行的幾個(gè)平面內(nèi)的尺寸鏈?？臻g尺寸鏈：組成環(huán)位于相互不平行的幾個(gè)平面內(nèi)的尺寸鏈。 尺寸鏈中常見的是直線尺寸鏈。平面尺寸鏈和空間尺寸

7、鏈可以用尺寸鏈中常見的是直線尺寸鏈。平面尺寸鏈和空間尺寸鏈可以用坐標(biāo)投影法轉(zhuǎn)換為直線尺寸鏈。坐標(biāo)投影法轉(zhuǎn)換為直線尺寸鏈。n按各環(huán)尺寸的幾何特性分：長度尺寸鏈、角度尺寸鏈。按各環(huán)尺寸的幾何特性分：長度尺寸鏈、角度尺寸鏈。n本章重點(diǎn)討論長度尺寸鏈中的直線尺寸鏈。本章重點(diǎn)討論長度尺寸鏈中的直線尺寸鏈。10.2 尺寸鏈的計(jì)算尺寸鏈的計(jì)算n計(jì)算類型計(jì)算類型n計(jì)算方法計(jì)算方法n完全互換法解尺寸鏈計(jì)算公式完全互換法解尺寸鏈計(jì)算公式n舉例舉例 計(jì)算類型計(jì)算類型n正計(jì)算正計(jì)算 已知各組成環(huán)的極限尺寸，求封閉環(huán)的極限尺已知各組成環(huán)的極限尺寸，求封閉環(huán)的極限尺寸。這類計(jì)算主要用來驗(yàn)算設(shè)計(jì)的正確性，故又叫校寸。這類計(jì)

8、算主要用來驗(yàn)算設(shè)計(jì)的正確性，故又叫校核計(jì)算。核計(jì)算。n反計(jì)算反計(jì)算 已知封閉環(huán)的極限尺寸和各組成環(huán)的基本尺寸，已知封閉環(huán)的極限尺寸和各組成環(huán)的基本尺寸，求各組成環(huán)的極限偏差。這類計(jì)算主要用在設(shè)計(jì)上，求各組成環(huán)的極限偏差。這類計(jì)算主要用在設(shè)計(jì)上，即根據(jù)機(jī)器的使用要求來分配各零件的公差。即根據(jù)機(jī)器的使用要求來分配各零件的公差。n中間計(jì)算中間計(jì)算 已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的極限尺寸，求某已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的極限尺寸，求某一組成環(huán)的極限尺寸、這類計(jì)算常用在工藝上。一組成環(huán)的極限尺寸、這類計(jì)算常用在工藝上。n 反計(jì)算和中間計(jì)算通常稱為設(shè)計(jì)計(jì)算。反計(jì)算和中間計(jì)算通常稱為設(shè)計(jì)計(jì)算。 HOME計(jì)算方法計(jì)算方

9、法n完全互換法（極值法）完全互換法（極值法）：從尺寸鏈各環(huán)的最大：從尺寸鏈各環(huán)的最大與最小極限尺寸出發(fā)進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算，不考慮與最小極限尺寸出發(fā)進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算，不考慮各環(huán)實(shí)際尺寸的分布情況。按此法計(jì)算出來的各環(huán)實(shí)際尺寸的分布情況。按此法計(jì)算出來的尺寸加工各組成環(huán)，裝配時(shí)各組成環(huán)不需挑選尺寸加工各組成環(huán)，裝配時(shí)各組成環(huán)不需挑選或輔助加工，裝配后即能滿足封閉環(huán)的公差要或輔助加工，裝配后即能滿足封閉環(huán)的公差要求，即可實(shí)現(xiàn)完全互換。求，即可實(shí)現(xiàn)完全互換。完全互換法是尺寸鏈完全互換法是尺寸鏈計(jì)算中最基本的方法。計(jì)算中最基本的方法。 n其他方法其他方法：在某些場(chǎng)合，為了獲得更高的裝配：在某些場(chǎng)合，為了獲得更

10、高的裝配精度，而生產(chǎn)條件又不允許提高組成環(huán)的制造精度，而生產(chǎn)條件又不允許提高組成環(huán)的制造精度時(shí)，可采用概率法、分組互換法、修配法精度時(shí)，可采用概率法、分組互換法、修配法和調(diào)整法等來完成這一任務(wù)。和調(diào)整法等來完成這一任務(wù)。完全互換法解尺寸鏈完全互換法解尺寸鏈基本計(jì)算公式基本計(jì)算公式n設(shè)尺寸鏈的組成環(huán)數(shù)為設(shè)尺寸鏈的組成環(huán)數(shù)為m，其中其中n個(gè)增環(huán)，個(gè)增環(huán)，mn個(gè)減環(huán)，個(gè)減環(huán)，AO為封閉環(huán)的基本尺寸，為封閉環(huán)的基本尺寸，A為為組成環(huán)的基本尺寸，則對(duì)于直線尺寸鏈有如下組成環(huán)的基本尺寸，則對(duì)于直線尺寸鏈有如下公式：公式：n封閉環(huán)的基本尺寸封閉環(huán)的基本尺寸 A0 =n封閉環(huán)的極限尺寸封閉環(huán)的極限尺寸 A0m

11、ax= A0min=mniiniiAA11mniiniiAA1min1maxmniiniiAA1max1minn封閉環(huán)的極限偏差封閉環(huán)的極限偏差 ES0= EI0= n封閉環(huán)的公差封閉環(huán)的公差 T0=mniiniiEIES11miiT1mniiniiESEI11 計(jì)算注意事項(xiàng)n（1）尺寸鏈封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和，所以封閉環(huán)的公差最大，因此在零件工藝尺寸鏈中一般選擇最不重要的環(huán)節(jié)作為封閉環(huán)。n（2）在裝配尺寸鏈中封閉環(huán)是裝配的最終要求。在封閉環(huán)的公差確定后，組成環(huán)越多則每一環(huán)的公差越小，所以，裝配尺寸鏈的環(huán)數(shù)應(yīng)盡量減少，稱為最短尺寸鏈原則。n（3）確定組成環(huán)上、下偏差的基本原則：“偏

12、差向體內(nèi)原則”。當(dāng)組成環(huán)為包容面尺寸時(shí)，則令其下偏差為零；當(dāng)組成環(huán)為被包容面尺寸時(shí)，則令其上偏差為零。有時(shí)，組成環(huán)既不是包容面尺寸，也不是被包容面尺寸，如孔距尺寸，此時(shí)規(guī)定其上偏差為TA/2，下偏差為TA/2。校核計(jì)算舉例校核計(jì)算舉例n 校核計(jì)算的步驟是：根據(jù)裝配要求確定封閉校核計(jì)算的步驟是：根據(jù)裝配要求確定封閉環(huán)；尋找組成環(huán)；畫尺寸鏈線圖；判別增環(huán)和環(huán)；尋找組成環(huán)；畫尺寸鏈線圖；判別增環(huán)和減環(huán)；由各組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差驗(yàn)算減環(huán)；由各組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差驗(yàn)算封閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差。封閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差。 n如圖如圖a所示的結(jié)構(gòu)，已知各零件的尺寸：所示的結(jié)構(gòu)，已知各零件的尺

13、寸： A1=30 mm，A2=A5=5 mm， A3=43 mm，A4=3 mm設(shè)計(jì)要求間設(shè)計(jì)要求間隙隙A0為為01045mm，試做校核計(jì)算。試做校核計(jì)算。 013. 00075. 018. 002. 0004. 0n解（解（l）確定封閉環(huán)為要求的間隙確定封閉環(huán)為要求的間隙A0；尋找組成環(huán)并畫尺寸鏈線尋找組成環(huán)并畫尺寸鏈線圖（上圖圖（上圖b）；）；判斷判斷A3為增環(huán)，為增環(huán)，A1、A2、A4和和A5為減環(huán)。、為減環(huán)。、n （2）封閉環(huán)的基本尺寸）封閉環(huán)的基本尺寸n A0A3（A1+A2+A4+A5）=43 （30+5+3+5）=0 即要求封閉環(huán)的尺寸為即要求封閉環(huán)的尺寸為0 mm 。n （3）

14、計(jì)算封閉環(huán)的極限偏差計(jì)算封閉環(huán)的極限偏差n ES。ES3（EI1+EI2+EI4+EI5） +018（01300750040075）=+050n EI。EI3（ES1+ES2+ES4+ES5） 002mm（0000）mm002mmn （4）計(jì)算封閉環(huán)的公差計(jì)算封閉環(huán)的公差n T。T1+T1+ T2+T3+T4 +T5 =0130075十十0160075十十004=048mmn 校核結(jié)果表明，封閉環(huán)的上、下偏差及公差均已超過規(guī)定范圍。校核結(jié)果表明，封閉環(huán)的上、下偏差及公差均已超過規(guī)定范圍。45. 010. 0n如圖所示零件，按圖樣注出的尺寸如圖所示零件，按圖樣注出的尺寸A1和和A3加工加工時(shí)不易測(cè)量，現(xiàn)改為按尺寸時(shí)不易測(cè)量，現(xiàn)改為按尺寸A1和和A2加工，為了加工，為了保證原設(shè)計(jì)要求，試計(jì)算保證原設(shè)計(jì)要求，試計(jì)算A2的基本尺寸和偏差。的基本尺寸和偏差。A 2A 3 = 1 0A 1 = 5 00- 0 . 0 6 00- 0