装配尺寸链的计算学习教案

1、会计学1第一页，共50页。机器机器(j q)装配精度装配精度 装配装配(zhungpi)精度的内容精度的内容第1页/共50页第二页，共50页。装配装配(zhungpi)精度与零件精度的关系精度与零件精度的关系机器的质量是通过装配质量最终得以机器的质量是通过装配质量最终得以保证的，装配工艺方法对保证机器的保证的，装配工艺方法对保证机器的质量有着质量有着(yu zhe)(yu zhe)很重要的作用很重要的作用 如果装配不当，即使零件的加工质量如果装配不当，即使零件的加工质量再高，仍可能出现再高，仍可能出现(chxin)(chxin)不合格产不合格产品品 相反，即使零件的加工质量不是很高，相反，即使

2、零件的加工质量不是很高，但在装配时采用了合适的工艺方法，依但在装配时采用了合适的工艺方法，依然可能使产品达到规定的精度要求然可能使产品达到规定的精度要求 产品的质量取决于：产品的质量取决于：第2页/共50页第三页，共50页。影响影响(yngxing)装配精度的因素装配精度的因素零件零件(ln jin)的的加工精度加工精度零件之间的配合要求零件之间的配合要求(yoqi)和接和接触质量触质量零件的变形零件的变形旋转零件的不平衡旋转零件的不平衡工人的装配技术工人的装配技术第3页/共50页第四页，共50页。机械制造机械制造(j xi zh zo)基础基础第第12章章第4页/共50页第五页，共50页。第

3、5页/共50页第六页，共50页。A1A2A3B1B2C1C2第6页/共50页第七页，共50页。A1A2A0第7页/共50页第八页，共50页。装配装配(zhungpi)尺寸链的尺寸链的基本概念及其特征基本概念及其特征机器装配过程中，由相关零件的尺寸机器装配过程中，由相关零件的尺寸(ch cun)或相互位置关系所组成的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸(ch cun)链，称链，称为装配尺寸为装配尺寸(ch cun)链链装配尺寸装配尺寸(ch cun)链的特点链的特点封闭环是装配时要封闭环是装配时要保证的装配精度或保证的装配精度或技术要求技术要求各组成环分别属于不各组成环分别属于不同的零件或部件同的零件

4、或部件第8页/共50页第九页，共50页。装配装配(zhungpi)尺寸链的建立尺寸链的建立1）看图：看清装配）看图：看清装配(zhungpi)关系，找到各零件的装配关系，找到各零件的装配(zhungpi)基准基准2）明确）明确(mngqu)装配要求装配要求封闭环封闭环遵守最短路线原则：遵守最短路线原则：组成环数等于相关零件数，即组成环数等于相关零件数，即一件一环一件一环3）查找组成环：从封闭环起）查找组成环：从封闭环起第9页/共50页第十页，共50页。一件一环原则一件一环原则(yunz)（b错）错）第10页/共50页第十一页，共50页。第11页/共50页第十二页，共50页。第12页/共50页第

5、十三页，共50页。最短路线原则最短路线原则(yunz)第13页/共50页第十四页，共50页。机械制造机械制造(j xi zh zo)基础基础第第12章章第14页/共50页第十五页，共50页。 在装配过程中，零件互换后仍能达到(d do)装配精度要求的装配方法。实质实质(shzh) 其实质是用控制零件加工误差其实质是用控制零件加工误差来保证装配精度。来保证装配精度。1、互换法、互换法 根据零件的互换程度不同(b tn)，互换法又可分为完全互换法和不完全互换法第15页/共50页第十六页，共50页。 合格的零件在进入装配时，不经任何选合格的零件在进入装配时，不经任何选择、调整和修配就可以使装配对象全

6、部达到择、调整和修配就可以使装配对象全部达到装配精度的装配方法，称之为完全互换法。装配精度的装配方法，称之为完全互换法。定义定义(dngy)方法方法(fngf) 其方法是各有关零件公差之和应小于或其方法是各有关零件公差之和应小于或等于装配公差。等于装配公差。（1） 完全完全(wnqun)互换法互换法110niiATAT第16页/共50页第十七页，共50页。用极值用极值(j zh)法解尺寸链法解尺寸链与解算工艺与解算工艺(gngy)尺寸链的计算公式相尺寸链的计算公式相同同 计算封闭环的基本计算封闭环的基本(jbn)尺寸，定出其上下偏差尺寸，定出其上下偏差 计算各组成环的平均公差计算各组成环的平均

7、公差 选协调环，分配公差，确定偏差选协调环，分配公差，确定偏差 计算协调环的上、下偏差计算协调环的上、下偏差计算步骤计算步骤第17页/共50页第十八页，共50页。解：解：1、完全互换法、完全互换法 画出装配画出装配(zhungpi)尺寸链图尺寸链图,其中其中 A1 A2为增环，为增环，A3、A4 A5为为 减环，减环，A0为封闭环。为封闭环。 例：例：齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙 0.20.7mm 。有关零件基本尺寸是：有关零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140，A5=5。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的。分别按极值法

8、和概率法确定各组成环零件尺寸的公差及上下偏差。公差及上下偏差。+0.2A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5) =150-150=0 确定各组成环尺寸公差和上下偏差确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T1+ T2+ T3+ T4+ T5 T0= 0.50 TavA= T1+ T2+ T3+ T4+ T5 T0= 0.50 TavA= T0L/5=0.1T0L/5=0.1 考虑考虑(kol)(kol)加工难易调整各公差加工难易调整各公差T1=0.2T1=0.2， T2=0.1 T2=0.1， T3= T3= T5=0.05T5=0.05 按入体原则分配公差。留按入体原则分配公差。留A4A4为协调环

9、，按尺寸链计算为协调环，按尺寸链计算 确定协调环公差确定协调环公差(gngch)(gngch)及上下偏差及上下偏差 T4= T0 T1 T2 T3 T5=0.1 T4= T0 T1 T2 T3 T5=0.1EIA0=EIA1+EIA2ESA3ESA4ESA5EIA0=EIA1+EIA2ESA3ESA4ESA5ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5 ESA4= 0.20 EIA4 = 0.30 ESA4= 0.20 EIA4 = 0.30 A4=140-0.20 A4=140-0.20 确定协调环公差及上下偏差确定协调环公差及上下

10、偏差 T4= T0 T1 T2 T3 T5=0.1EIA0=EIA1+EIA2ESA3ESA4ESA5ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5 ESA4= 0.20 EIA4 = 0.30 A4=140-0.205 . 02 . 07 . 0007 . 02 . 00TA第18页/共50页第十九页，共50页。特点特点(tdin)应用应用(yngyng)特点：装配工作简单，生产率高，有利于组特点：装配工作简单，生产率高，有利于组成流水生产、协作生产，同时也有利于维修成流水生产、协作生产，同时也有利于维修和配件制造，生产成本低和配件制造，生产成本低。 但当装配精度要求较高，组成环较多时

11、但当装配精度要求较高，组成环较多时，零件难以按经济精度制造。，零件难以按经济精度制造。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。适用于任何生产类型。 第19页/共50页第二十页，共50页。（2）大数）大数(d sh)互换法（互换法（ 不完全互换法）不完全互换法）指机器或部件的所有合格零件，在装配时无指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法配方法。定义定义(dngy)实质实质(shzh)

12、方法方法其实质是零件按经济精度制造，公差适当放其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，但会使少数产品装配精大，零件加工容易，但会使少数产品装配精度达不到要求，但这是小概率事情，总体经度达不到要求，但这是小概率事情，总体经济可行。济可行。各有关零件公差平方之和应小于或等于装配各有关零件公差平方之和应小于或等于装配公差的平方。公差的平方。1120niiATAT)(110ATnnTav第20页/共50页第二十一页，共50页。用概率法解尺寸链用概率法解尺寸链 ： 设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。 确定确定(qudng)

13、各组成环尺寸公差及偏差各组成环尺寸公差及偏差 i = 1 ， k i =1 各组成环平均公差各组成环平均公差 0.2250.51osAavs,mTT按加工难易，调整各组成环公差按加工难易，调整各组成环公差(gngch)(gngch)：T1=0.4T1=0.4，T2=0.2T2=0.2， T3= T5=0.08 T3= T5=0.08 ，按入体原则分配公差，按入体原则分配公差(gngch)(gngch) 确定确定(qudng)(qudng)协调环公差及上下偏差协调环公差及上下偏差 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.08

14、2+ T42+ 0.082 T4=0.192T4=0.192 中间偏差中间偏差0=(1+2)-(3+4+5) 0=(1+2)-(3+4+5) i=(ESi+EIi)/2i=(ESi+EIi)/2 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 EIA4=4 EIA4=4T4/2=T4/2=0.166 0.166 注意：不能用极值法的公式计算上下偏差，只能先计算中间偏差，再加减半个公差！注意：不能用极值法的公式计算上下偏差，只能先计算中间偏差，再加减半个公差！第21页/共50页第二十二页，共50页。 核算封闭核算封闭(fngb)(fng

15、b)环的极限偏差环的极限偏差 0=(1+2)-(3+4+5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0=(1+2)-(3+4+5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.450.04)=0.45 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52 T0=0.5T0=0.5 求封闭求封闭(fngb)(fngb)环极限偏差，得：环极限偏差，得： ESA0=0+T0/2 =0.70 ESA0=0+T0/2 =0.70 EIA0=0 EIA0=0T0/2=0.20T0/2=0.20 由以上两种方

16、法的解算结果看出由以上两种方法的解算结果看出: : 概率法算得的各组成环公差比极值法约扩大概率法算得的各组成环公差比极值法约扩大(kud)(kud)了一倍但必了一倍但必须是大批量生产才行。须是大批量生产才行。 第22页/共50页第二十三页，共50页。特点特点(tdin)应用应用(yngyng)特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低，装配过程简单，生产效率高。成本低，装配过程简单，生产效率高。 但会有少数产品达不到规定的装配精度但会有少数产品达不到规定的装配精度要求，要采取另外的返修措施。要求，要采取另外的返修措施。用于大批大量生产中装配精度要求高、组

17、成用于大批大量生产中装配精度要求高、组成环较多的尺寸链中。环较多的尺寸链中。 第23页/共50页第二十四页，共50页。2. 选配选配(xun pi)法法（1）直接选配法）直接选配法（2）分组选配法）分组选配法（3）复合选配法）复合选配法将配合零件按经济精度将配合零件按经济精度制造，然后，选择合适制造，然后，选择合适的零件进行装配的零件进行装配(zhungpi)，以保证，以保证装配装配(zhungpi)精度精度的一种方法。的一种方法。第24页/共50页第二十五页，共50页。 装配工人从许多待装配的零件中，凭装配工人从许多待装配的零件中，凭经验挑选合格的零件通过试凑进行装配的经验挑选合格的零件通过

18、试凑进行装配的方法。方法。优点：简单，不需要将零件分组，但挑选优点：简单，不需要将零件分组，但挑选零件时间长，劳动量大，装配质量取决于零件时间长，劳动量大，装配质量取决于工人的技术水平，不宜用于节拍要求较严工人的技术水平，不宜用于节拍要求较严的大批大量生产。这种装配方法没有互换的大批大量生产。这种装配方法没有互换性。性。（1）直接）直接(zhji)选配法选配法第25页/共50页第二十六页，共50页。（2）分组选配）分组选配(xun pi)法法 可将组成环公差增大若干倍（一般为可将组成环公差增大若干倍（一般为2倍），使组成环零件可以按经济精度进行倍），使组成环零件可以按经济精度进行加工，然后再将

19、各组成环按实际尺寸大小分加工，然后再将各组成环按实际尺寸大小分为若干组，各对应组进行装配，同组零件具为若干组，各对应组进行装配，同组零件具有互换性，并保证全部装配对象达到规定的有互换性，并保证全部装配对象达到规定的装配精度，这就是分组法。装配精度，这就是分组法。定义定义(dngy)实质实质(shzh) 其实质是零件按经济精度制造，公差适其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，按实际尺寸测量分当放大，零件加工容易，按实际尺寸测量分组，对应组完全互换装配，达到装配精度要组，对应组完全互换装配，达到装配精度要求。求。第26页/共50页第二十七页，共50页。右图所示为发动机活塞、活塞右

20、图所示为发动机活塞、活塞销和连杆的组装销和连杆的组装(z zhun)简图，其中活塞销与活塞销孔简图，其中活塞销与活塞销孔为过盈配合，活塞销与连杆小为过盈配合，活塞销与连杆小头孔为间隙配合。头孔为间隙配合。 根据装配技术要求，活根据装配技术要求，活塞销孔直径塞销孔直径D与活塞销直径与活塞销直径d在冷态装配时，应有在冷态装配时，应有0.00250.0075mm的过盈量。的过盈量。分组选配分组选配(xun pi)法法计算计算第27页/共50页第二十八页，共50页。 活塞活塞(husi)、活塞、活塞(husi)销和连杆分组装配实例销和连杆分组装配实例 a) 组装简图组装简图 b) 分组示意图分组示意图

21、 1 活塞活塞(husi) 2连杆连杆 3活塞活塞(husi)销销 4挡圈挡圈从公差从公差(gngch)与配合的知识可知：与配合的知识可知：Ymin=ESD-eid=-0.0025mmYmax=EID-esd=-0.0075mmYmin-Ymax=T0= TD+Td=0.005mm采用完全采用完全(wnqun)互换法装配互换法装配 销与销孔的平均公差：销与销孔的平均公差：TD=Td=0.0025mm一轴配两孔，一轴配两孔，先定轴：先定轴： 设销直径为设销直径为 计算销孔直径为计算销孔直径为 0100.00125.0250150.00175.025第28页/共50页第二十九页，共50页。 采用分

22、组装配法将它们的公差都按同方向放大四倍，（下偏差不动，上偏差上移）得 d= ， D= 。按尺寸大小分成四组，列表，工件(gngjin)按组涂上不同颜色便于分组装配。 0025.00125.0250075.00175.025第29页/共50页第三十页，共50页。 图示为活塞销与活塞销孔的装配(zhungpi)，直径为28mm，过盈量为0.00250.0075mm第30页/共50页第三十一页，共50页。 1)配合配合(pih)件公差应当相等；公差要向同方向增大件公差应当相等；公差要向同方向增大；增大的倍数要等于分组数。；增大的倍数要等于分组数。 2）要保证分组后各组的配合）要保证分组后各组的配合(

23、pih)精度和配合精度和配合(pih)性质符合原设计要求，原规定的形位公差和表面粗糙性质符合原设计要求，原规定的形位公差和表面粗糙度值不能随公差增大而增大。度值不能随公差增大而增大。 3) 为保证对应组内相配件数量的配套，相配件的尺寸为保证对应组内相配件数量的配套，相配件的尺寸分布应相同。不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一分布应相同。不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一批零件与之配套。批零件与之配套。 4) 分组数不宜太多。分组数不宜太多。 分组法只适用于封闭环精度要求分组法只适用于封闭环精度要求很高的少环尺寸链，一般相关零件只有很高的少环尺寸链，一般相关零件只有23个。个。应用分组

24、装配法必须应用分组装配法必须(bx)注意以下注意以下几点几点第31页/共50页第三十二页，共50页。特点特点(tdin)应用应用(yngyng)特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造不高，但可获得高的装配精度。不高，但可获得高的装配精度。 但增加了零件测量、分组、存储、运输但增加了零件测量、分组、存储、运输的工作量。的工作量。 用于大批大量生产中用于大批大量生产中装配精度要求高、装配精度要求高、组成环数少组成环数少的装配尺寸链中。的装配尺寸链中。 第32页/共50页第三十三页，共50页。将上述两种方法的综合，即将零件预先将上述两种方法的综合，即将零件预先测

25、量分组，装配时再在各对应组内凭工测量分组，装配时再在各对应组内凭工人经验直接选配。人经验直接选配。特点：配合件公差可以不等，装配质量特点：配合件公差可以不等，装配质量高，且装配速度较快，能满足一定的生高，且装配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。产节拍要求。（3）复合）复合(fh)选配法选配法第33页/共50页第三十四页，共50页。3. 修配修配(xipi)法法各组成环均按经济精度制造各组成环均按经济精度制造，而对其中某一而对其中某一环（称补偿环或修配环）预留一定的修配量环（称补偿环或修配环）预留一定的修配量，在装配时用钳工或机械加工的方法将修配，在装配时用钳工或机械加工的方法将修配量去除，使

26、装配对象达到设计所要求的装配量去除，使装配对象达到设计所要求的装配精度。精度。定义定义(dngy)实质实质(shzh)其实质是其实质是装配时去除补偿环的部分材料以改装配时去除补偿环的部分材料以改变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。偏差要求的装配方法。第34页/共50页第三十五页，共50页。特点特点(tdin)应用应用(yngyng)特点：组成环可按经济精度制造，但可获得特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。高的装配精度。 但增加了修配工作但增加了修配工作,生产效率低生产效率低,对装配工对装配工人技术要求高。人技术要求高。

27、用于产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、用于产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、产品精度要求高的单件小批生产的场合。产品精度要求高的单件小批生产的场合。（1）单件修配）单件修配(xipi)法法（2）合并加工修配）合并加工修配(xipi)法法（3） 自身加工修配自身加工修配(xipi)法法修配方法修配方法第35页/共50页第三十六页，共50页。应用单件修配法必须应用单件修配法必须(bx)注意以下注意以下几点几点修配修配(xipi)环环的选择的选择（1）易于(yy)修配、便于装卸（2）尽量不选公共环为修配环第36页/共50页第三十七页，共50页。另一个另一个(y )偏差用加上或减去公差的办法计算偏差用

28、加上或减去公差的办法计算第37页/共50页第三十八页，共50页。 右图是CA6140卧室车床(chchung)主轴局部的装配简图 要求A0=0.10.35mm,已知各组成环的基本尺寸为A1=43mm,A2=5mm,A3=30mm,A4=3 mm,A5=5mm,A4为标准(biozhn)尺寸,试按修配法求出各组成环的公差及上、下偏差。A1A4A5A3A0A2005. 0第38页/共50页第三十九页，共50页。4、调整法、调整法组成环按经济精度加工，组成环按经济精度加工，采用调整的方法改采用调整的方法改变某个组成环（称补偿环或调整环）的实际变某个组成环（称补偿环或调整环）的实际尺寸或位置，使封闭环

29、达到其公差和极限偏尺寸或位置，使封闭环达到其公差和极限偏差的要求差的要求。定义定义(dngy)实质实质(shzh)其实质是其实质是装配时调节调整件的相对位置，或装配时调节调整件的相对位置，或选用合适的调整件，使封闭环达到其公差与选用合适的调整件，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。极限偏差要求的装配方法。第39页/共50页第四十页，共50页。调整法有三种调整法有三种(sn zhn)方法：方法：可动调整法可动调整法选定某个零件为调整环，选定某个零件为调整环，根据封闭根据封闭(fngb)环的精环的精度要求，采用改变调整环度要求，采用改变调整环的位置，即移动、旋转或的位置，即移动、旋转或移动

30、旋转同时进行，以达移动旋转同时进行，以达到装配精度的方法。到装配精度的方法。第40页/共50页第四十一页，共50页。第41页/共50页第四十二页，共50页。第42页/共50页第四十三页，共50页。固定固定(gdng)调调整法整法选择一个组成环作调整环选择一个组成环作调整环，作为调整环的零件，作为调整环的零件(ln jin)是按一定尺寸间隔制是按一定尺寸间隔制成的一组零件成的一组零件(ln jin)，装配时根据封闭环超差的装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一尺寸大小，从中选出某一尺寸等级适当的零件等级适当的零件(ln jin)来进行补偿，从而保证规来进行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用定的装配精度。通常使用的调整环有垫圈、垫片、的调整环有垫圈、垫片、轴套等。轴套等。第43页/共50页第四十四页，共50页。 要求A0=0.050.2mm,已知各组成(z chn)环的基本尺寸为A1=115mm,A2=8.5mm,A3=95mm,A4=2.5 mm,A5=9mm