尺寸鏈計算方法_20111219

1、 Quality assurance Designed to power you1 1尺寸鏈的基本概念及計算尺寸鏈的基本概念及計算 Quality assurance Designed to power you2 2 2基本要求基本要求基本內(nèi)容：尺寸鏈的基本概念、組成、分類、 尺寸鏈的建立與分析，尺寸鏈的計算。重點內(nèi)容：尺寸鏈的建立與分析及基本計算。難點內(nèi)容：尺寸鏈的建立與分析。基本技能：通過本章節(jié)的學習能進行尺寸鏈的初步 分析與計算，并逐步建立機構(gòu)機構(gòu)精 度設計的概念。 Quality assurance Designed to power you3 3 3尺寸鏈的概念及分類尺寸鏈的概念及分

2、類一、在機器裝配或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。二、如圖（1）所示零件，其軸向尺寸A0、A1、A2、A3之間也具有封閉性，所組成的尺寸鏈叫工 藝尺寸鏈。當尺寸A1、A2、A3一旦確定了，尺寸A0也就得到了，所以A0是加工后間接得到 的。 尺寸A0的大小受尺寸A1、A2、A3大小的影響。 三、如圖（2）所示為鍵和鍵槽的裝配，間隙B0與鍵槽尺寸B1和鍵的尺寸B2也組成封閉圖形。其 中B1 和B2是直接獲得的尺寸， B0是裝配后間接獲得的尺寸，因此它們構(gòu)成一個裝配尺寸鏈。尺寸鏈的分類 按應用場合分： 裝配尺寸鏈、 零件尺寸鏈、工藝尺寸鏈。 按各環(huán)所在空間位置分：線性尺

3、寸鏈、平面尺寸鏈 、空間尺寸鏈。尺寸鏈中常見的是直線尺寸鏈。平面尺寸鏈和空間尺寸鏈可以用坐標投影法轉(zhuǎn)換為直線尺寸鏈。 按各環(huán)尺寸的幾何特性分：長度尺寸鏈、角度尺寸鏈。 Quality assurance Designed to power you4 4 4尺寸鏈的特性及組成尺寸鏈的特性及組成1、封閉性： 尺寸鏈必須是由一系列相互連接的尺寸組成的封閉圖形。（至少由三環(huán)尺寸組成）。 2、函數(shù)性： 尺寸鏈中的間接尺寸要受到直接獲得尺寸的影響，它們彼此關(guān)聯(lián)，互相制約。 3、唯一性： 尺寸鏈中只有一個間接獲得的尺寸（即一個封閉環(huán)）。 構(gòu)成尺寸鏈的各個尺寸稱為環(huán)。尺寸鏈的環(huán)分為封閉環(huán)和組成環(huán)。 封閉環(huán):

4、加工或裝配過程中最后自然形成的那個尺寸。如上圖中的x、B0和A0。 組成環(huán): 尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他環(huán)。根據(jù)它們對封閉環(huán)影響的不同，又分為增環(huán)和減環(huán)。 與封閉環(huán)同向變動的組成環(huán)稱為增環(huán)，即當該組成環(huán)尺寸增大（或減?。┒渌M成環(huán)不變時，封閉環(huán)也隨之增大（或減小），如下圖a中的D； 與封閉環(huán)反向變動的組成環(huán)稱為減環(huán)，即當該組成環(huán)尺寸增大（或減?。┒渌M成環(huán)不變時，封閉環(huán)的尺寸卻隨之減小（或增大），如下圖a中的d。 Quality assurance Designed to power you5 5 5尺寸鏈的建立與分析尺寸鏈的建立與分析 第一步：確定封閉環(huán) 第二步：查找組成環(huán) 第三步：判斷

5、增減 確定封閉環(huán) 在裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)就是產(chǎn)品上有裝配精度要求的尺寸。如同一部件中各零件之間相互位置要求的尺寸或保證相互配合零件配合性能要求的間隙或過盈量。 零件尺寸鏈的封閉環(huán)應為公差等級要求最低的環(huán)，一般在零件圖上不進行標注，以免引起加工中的混亂。 工藝尺寸鏈的封閉環(huán)是在加工中最后自然形成的環(huán)，一般為被加工零件要求達到的設計尺寸或工藝過程中需要的余量尺寸。加工順序不同，封閉環(huán)也不同。所以工藝尺寸鏈的封閉環(huán)必須在加工順序確定之后才能判斷。一個尺寸鏈中只有一個封閉環(huán)。 在確定封閉環(huán)之后，應確定對封閉環(huán)有影響的各個組成環(huán)，使之與封閉環(huán)形成一個封閉的尺寸回路。 在建立尺寸鏈時應遵守“最短尺寸鏈原則

6、”，即對于某一封閉環(huán)，若存在多個尺寸鏈時，應選擇組成環(huán)數(shù)最少的尺寸鏈進行分析計算。 查找組成環(huán) 組成環(huán)是對封閉環(huán)有直接影響的那些尺寸，與此無關(guān)的尺寸要排除在外。一個尺寸鏈的環(huán)數(shù)應盡量少。 查找裝配尺寸鏈的組成環(huán)時，先從封閉環(huán)的任意一端開始，找相鄰零件的尺寸，然后再找與第一個零件相鄰的第二個零件的尺寸，這樣一環(huán)接一環(huán)，直到封閉環(huán)的另一端為止，從而形成封閉的尺寸組。 判定增減在尺寸鏈線圖中，常用帶單箭頭的線段表示各環(huán)，箭頭僅表示查找尺寸鏈組成環(huán)的方向。與封閉環(huán)箭頭方向相同的環(huán)為減環(huán)，與封閉環(huán)箭頭方向相反的環(huán)為增環(huán)。 Quality assurance Designed to power you6

7、6 6尺寸鏈的建立與分析尺寸鏈的建立與分析 （續(xù)）（續(xù)）l 增、減環(huán)的第二種判別法-按箭頭方向判斷：在封閉環(huán)A0上面按任意指向畫一箭頭，見下圖，沿已定箭頭方向在每個組成環(huán)符號A1、 A2、A3（或B1、B2、B3、B4、B5）上各畫一箭頭，使所畫箭頭依次頭尾相連，組成環(huán)中箭頭與封閉環(huán)箭頭方向相同者為減環(huán)，相反者為增環(huán)。按此方法可以判定：A2為減 環(huán)，A1、A3為增環(huán)；同理可以判斷B1、B3為減環(huán)B2、B4、B5為增環(huán)。請判定左圖尺請判定左圖尺寸環(huán)的增減寸環(huán)的增減 Quality assurance Designed to power you7 7 7尺寸鏈的計算類型與方法尺寸鏈的計算類型與方法

8、一、計算類型正計算 已知各組成環(huán)的極限尺寸，求封閉環(huán)的極限尺寸。這類計算主要用來驗算設計的正確性，故又叫校核計算。 反計算 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。這類計算主要用在設計上，即根據(jù)機器的使用要求來分配各零件的公差。 中間計算已知封閉環(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、這類計算常用在工藝上。 反計算和中間計算通常稱為設計計算。 二、計算方法 完全互換法（極值法）：從尺寸鏈各環(huán)的最大與最小極限尺寸出發(fā)進行尺寸鏈計算，不考慮各環(huán)實際尺寸的分布情況。按此法計算出來的尺寸加工各組成環(huán)，裝配時各組成環(huán)不需挑選或輔助加工，裝配后即能滿足封閉環(huán)的公差要求，即

9、可實現(xiàn)完全互換。完全互換法是尺寸鏈計算中最基本的方法。 大數(shù)互換法：該法是以保證大數(shù)互換為出發(fā)點的。生產(chǎn)實踐和大量統(tǒng)計資料表明，在大量生產(chǎn)且工藝過程穩(wěn)定的情況下，各組成環(huán)的實際尺寸趨近公差帶中間的概率大，出現(xiàn)在極限值的概率小。采用概率法，不是在全部產(chǎn)品中，而是在絕大多數(shù)產(chǎn)品中，裝配時不需要挑選或修配，就能滿足封閉環(huán)的公差要求，即保證大數(shù)互換。 其他方法：在某些場合，為了獲得更高的裝配精度，而生產(chǎn)條件又不允許提高組成環(huán)的制造精度時，可采用分組互換法、修配法和調(diào)整法等來完成這一任務。 Quality assurance Designed to power you8 8 8尺寸鏈的計算步驟尺寸鏈的計

10、算步驟 Quality assurance Designed to power you9 9 9完全互換法（極值法）完全互換法（極值法） 設尺寸鏈的組成環(huán)數(shù)為m，其中n個增環(huán)，mn個減環(huán)，AO為封閉環(huán)的基本尺寸，A為組成環(huán)的基本尺寸，則對于直線尺寸鏈有如下公式： Quality assurance Designed to power you101010校核計算舉例校核計算舉例 校核計算的步驟是：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)和減環(huán)；由各組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差驗算封閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差。 例2：加工如圖所示的套筒時，外圓柱面加工至A1=80f9，內(nèi)孔加工至A2

11、=60H8，外圓柱面軸線對內(nèi)孔軸線的同軸度公差為0.02mm.試計算套筒壁厚尺寸的變動范圍。 解：（1）畫出尺寸鏈。尺寸鏈如圖所示，A3為同軸度公差，將它作為長度尺寸的組成環(huán)納入尺寸鏈中，寫成A3=00.01mm。為便于建立尺寸間的聯(lián)系，直徑尺寸改為半徑尺寸進行計算，另外題中給出了A1=80f9，A2=60H8，需要查表計算出相應的極限偏差。 查表，80IT9=74m， 查附表，f = -30m= es，所以ei = es-IT9=-30-74= -104m 所以A1=80f9（-0.030 0.104） 查表，60 IT8=46m， 因為是基孔制H，所以EI=0，ES = EI+IT8=0+

12、46= 46m 所以A2=60H8（+0.046 0） 所以A1/2=40（-0.015 0.052）mm，A2/2=30（+0.023 0）mm，A3=00.01mm （2）判斷封閉環(huán)A0 （3）判斷增減環(huán)。 增環(huán)：A1/2、A3 減環(huán)：A2/2 Quality assurance Designed to power you111111校核計算舉例（續(xù)）校核計算舉例（續(xù)） Quality assurance Designed to power you121212校核計算舉例（續(xù)）校核計算舉例（續(xù)） Quality assurance Designed to power you131313設計

13、計算設計計算 舉例舉例已知封閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差，以及組成環(huán)的基本尺寸，計算各組成環(huán)的極限偏差。例3：如右圖所示，已知該零件的加工順序為 車外圓C1=70.5 0-0.10 mm 銑鍵槽深C2 磨外圓C3=700 0.06 mm 要求磨外圓后保證鍵槽深C0=620-0.30 mm 求銑鍵槽深度C2 解：（1）設計計算 （2）畫出尺寸鏈圖 為便于建立尺寸間的聯(lián)系，直徑尺寸改為半徑尺寸， 即C1/2=35.25 0-0.05 mm ，C3/2=350 0.03 mm （3）找封閉環(huán)：C0 （4）判斷增減環(huán) 增環(huán)：C2、C3/2，減環(huán)：C1/2 （5）計算C2的尺寸 C0=C2+C3/2-C1/

14、2 C2=C0-C3/2+C1/2=62-35+35.25=62.25mm ES0=ES2+ES3/2-EI1/2 ES2=ES0+EI1/2-ES3/2=-0.05mm EI0=EI2+EI3/2-ES1/2 EI2=EI0+ES1/2-EI3/2=-0.27mm （6）校核 T2=-0.05+0.27=0.22 =0.05+0.22+0.03=0.30 滿足T0=0.30 所以計算正確 Quality assurance Designed to power you141414中間計算舉例中間計算舉例 解：據(jù)題意，按尺寸A1、A2加工，則A3必須為封閉環(huán)， A2則為工序尺寸。 A3=A1-A2 A2=A1-A3=50-10=40mm ES3=ES1-EI2 EI2=ES1-ES3=0-0=0 EI3=EI1-ES2 ES2=EI1-EI3=-0.06-（-0.36）=+0.30mm 故A2尺寸為40 +0.30/-0 mm。 例2、入圖所示零件，按圖樣注出的尺寸A1和A3加工時不易測量，現(xiàn)改為按尺寸A1和A2加工，為了保證原設計要求