第9章 尺寸链

1、第第9章章 尺寸链尺寸链n9.1 尺寸链的基本概念尺寸链的基本概念n9.2 尺寸链的计算尺寸链的计算n9.3 解装配尺寸链的其他方法解装配尺寸链的其他方法9.1 尺寸链的基本概念尺寸链的基本概念n9.1.1尺寸链的含义及其特性尺寸链的含义及其特性n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，称为尺些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组，称为尺寸链寸链.其中其中”尺寸尺寸”是指包括长度，角度和形位误差等的广义尺寸是指包括长度，角度和形位误差等的广义尺寸n如如图图9-1(

2、a)所示的间隙配合，就是一个由孔，轴直径和间隙所示的间隙配合，就是一个由孔，轴直径和间隙3个尺个尺寸形成的最简单的尺寸链寸形成的最简单的尺寸链.间隙大小受孔径和轴径变化的影响间隙大小受孔径和轴径变化的影响n图图9-1(b)所示为由阶梯轴的三个台阶长度和总长形成的尺寸链所示为由阶梯轴的三个台阶长度和总长形成的尺寸链n图图9-1(c) 所示为零件在加工过程中，以所示为零件在加工过程中，以B 面为定位基准获得尺寸面为定位基准获得尺寸C1，C2，A 面到面到C面的距离面的距离C0也就随之确定，尺寸也就随之确定，尺寸C1，C2n和和C0构成一个封闭尺寸组，形成尺寸链构成一个封闭尺寸组，形成尺寸链下一页

3、返回图图9-1尺寸链尺寸链(a)返回图图9-1尺寸链尺寸链(b)返回图图9-1尺寸链尺寸链(c)返回9.1 尺寸链的基本概念尺寸链的基本概念n9.1.2尺寸链的组成尺寸链的组成n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n(1)封闭环封闭环.加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸.封闭环常封闭环常用下标为用下标为”0”的字母表示，如图的字母表示，如图9-1中的中的X，B0，C1(组成环组成环)尺寸尺寸链中除封闭环以外的其他环链中除封闭环以外的其他环.组成环通常用下标为组成环通常用下标为”

4、1，2，3”的字母表示的字母表示上一页 下一页 返回9.1 尺寸链的基本概念尺寸链的基本概念n9.1.3尺寸链的分类尺寸链的分类n1按应用场合分按应用场合分n(1)装配尺寸链装配尺寸链.在产品或部件的装配过程中，由装配尺寸形成的尺在产品或部件的装配过程中，由装配尺寸形成的尺寸链称为装配尺寸链寸链称为装配尺寸链.装配尺寸链主要用于分析保证装配精度的问装配尺寸链主要用于分析保证装配精度的问题题.装配尺寸链不仅与组成装配件的各个零件尺寸有关，还与装配装配尺寸链不仅与组成装配件的各个零件尺寸有关，还与装配方法相关见图方法相关见图9-1(a)n(2)零件尺寸链零件尺寸链.全部组成环为同一零件的设计尺寸所

5、形成的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见图见图9-1(b)装配尺寸链和零件尺寸链统称为设计尺寸链装配尺寸链和零件尺寸链统称为设计尺寸链n(3)工艺尺寸链工艺尺寸链.零件加工过程中，由各个工艺尺寸形成的尺寸链零件加工过程中，由各个工艺尺寸形成的尺寸链工艺尺寸链主要用于分析保证加工工艺精度的问题见图工艺尺寸链主要用于分析保证加工工艺精度的问题见图9-1(c)上一页 下一页 返回9.1 尺寸链的基本概念尺寸链的基本概念n2按各环所在空间位置分按各环所在空间位置分n(1)直线直线(线性线性)尺寸链尺寸链.由相互平行的线性尺寸所形成的尺寸链由相互平行的线性尺寸所形成的尺寸链 n(2)平

6、面尺寸链平面尺寸链.形成尺寸链的所有尺寸均处于同一平面或一组平行形成尺寸链的所有尺寸均处于同一平面或一组平行平面内的尺寸链平面内的尺寸链(见见图图9-2)n(3)空间尺寸链空间尺寸链.形成尺寸链的所有尺寸位于几个不平行的平面内的形成尺寸链的所有尺寸位于几个不平行的平面内的尺寸链尺寸链n尺寸链中常见的是直线尺寸链尺寸链中常见的是直线尺寸链.平面尺寸链和空间尺寸链可以用坐平面尺寸链和空间尺寸链可以用坐标投影法转换为直线尺寸链标投影法转换为直线尺寸链n3按各环尺寸的几何特性分按各环尺寸的几何特性分n(1)长度尺寸链长度尺寸链.链中各环均为长度尺寸链中各环均为长度尺寸(见见图图9-2)n(2)角度尺寸

7、链角度尺寸链.链中各环为角度尺寸链中各环为角度尺寸(见见图图9-3)上一页 下一页 返回图图9-2 平面尺寸链平面尺寸链返回图图9-3 角度尺寸链角度尺寸链返回9.1 尺寸链的基本概念尺寸链的基本概念n9.1.4尺寸链的建立尺寸链的建立n1确定封闭环确定封闭环n正确建立和描述尺寸链是进行尺寸链综合精度分析计算的基础正确建立和描述尺寸链是进行尺寸链综合精度分析计算的基础n2查找组成环查找组成环n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，然后再找与第一个零件相邻的第二个零件的尺寸，邻零件的尺寸，然后再找与第一个零件

8、相邻的第二个零件的尺寸，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如图寸组如图9-4(a)所示的车床主轴轴线与尾架轴线高度差的允许值所示的车床主轴轴线与尾架轴线高度差的允许值A0是装配技术要求是装配技术要求上一页 下一页 返回图图9-4 车床顶尖高度尺寸链车床顶尖高度尺寸链(a)返回图图9-4 车床顶尖高度尺寸链车床顶尖高度尺寸链(b)返回9.1 尺寸链的基本概念尺寸链的基本概念n3 画尺寸链图画尺寸链图n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，

9、也不必按照严格的比例，只需将链中各尺寸依次画出，形成构，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，这样的图形称为尺寸链线图，如封闭的图形即可，这样的图形称为尺寸链线图，如图图9-4(b) 所示所示.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闭环箭头方向相反的环为增环.图图9-4(b)中中.A3为减环，为减环，A1，A2为增为增环环上一页 下一页 返回9.1 尺寸

10、链的基本概念尺寸链的基本概念n9.1.5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n1任务任务n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，主要解决以下精度，主要解决以下3类任务类任务n(1)正计算正计算.已知各组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸已知各组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸.这类这类计算主要用来验算设计的正确性，故又叫校核计算计算主要用来验算设计的正确性，故又叫校核计算n(2)反计算反计算.已知封闭环的极限尺寸和各组成环的基本尺寸，求各组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

11、偏差成环的极限偏差n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的公差.n(3)中间计算中间计算.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的极限尺寸.这类计算常用在工艺设计上这类计算常用在工艺设计上.反计算和中间计算通常称反计算和中间计算通常称为设计计算为设计计算上一页 下一页 返回9.1 尺寸链的基本概念尺寸链的基本概念n2方法方法n(1)完全互换法完全互换法(极值法极值法)n(2)大数互换法大数互换法(概率法概率法)该法是以保证大数互换为出发点的该法是以保

12、证大数互换为出发点的n(3)其他方法其他方法.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，可采用分组互换法又不允许提高组成环的制造精度时，可采用分组互换法.修配法和修配法和调整法等来完成这一任务调整法等来完成这一任务n本教材主要介绍用极值法解算尺寸链本教材主要介绍用极值法解算尺寸链上一页返回9.2 尺寸链的计算尺寸链的计算9.2.1极值法的基本公式极值法的基本公式n设尺寸链的组成环数为设尺寸链的组成环数为m，其中，其中n个增环，个增环，m-n个减环，个减环，A0为封闭为封闭环的基本尺寸，环的基本尺寸，Ai为组成环的

13、基本尺寸，则对于直线尺寸链有如为组成环的基本尺寸，则对于直线尺寸链有如下公式：下公式：n(1)封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸n(2)封闭环的极限尺寸封闭环的极限尺寸n(3)封闭环的极限偏差封闭环的极限偏差n(4)封闭环的公差封闭环的公差n9.2.2校核计算校核计算(正计算正计算)n正计算的步骤是：根据装配要求确定封闭环；寻找组成环；画尺正计算的步骤是：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；求各组成环的基本尺寸和极限偏差寸链线图；判别增环和减环；求各组成环的基本尺寸和极限偏差下一页 返回9.2 尺寸链的计算尺寸链的计算n9.2.3设计计算设计计算(反计算反计算)n设

14、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成环的公差和极限偏差，最后再进行校核计算.n在具体分配各组成环的公差时，可采用在具体分配各组成环的公差时，可采用”等公差法等公差法”或或”等精度等精度法法”n(1)等公差法等公差法.当各环的基本尺寸相差不大时，可将封闭环的公差平当各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均分配给各组成环.如果需要，可在此基础上进行必要的调整，这如果需要，可在此基础上进行必要的调整，这种方法叫种方法叫”等公差法等公差法”上一页 下一页 返回9.2

15、 尺寸链的计算尺寸链的计算n(2)等精度法等精度法.等精度法是各组成环公差等级相同，即各环公差等级等精度法是各组成环公差等级相同，即各环公差等级系数相等，设其值平均为系数相等，设其值平均为aav，则有，则有n a1=a2=am=aavn按按GB/T 1800-1998规定，当基本尺寸小于规定，当基本尺寸小于500mm，且公差等级，且公差等级在在IT5-IT18时，标准公差的计算式为时，标准公差的计算式为t=ai=a，为应用方便，将公差，为应用方便，将公差等级系数等级系数a的值和标准公差因子的值和标准公差因子i的数值列于的数值列于表表9-1和和表表9-2中中n9.2.4中间计算中间计算n中间计算

16、常用在基准换算和工序尺寸换算等工艺计算中中间计算常用在基准换算和工序尺寸换算等工艺计算中上一页返回表表9-1 公差等级系数公差等级系数a的数值的数值返回表表9-2 公差因子公差因子i的数值的数值返回9.3 解装配尺寸链的其他方法解装配尺寸链的其他方法n9.3.1 分组互换法分组互换法n分组互换法即分组装配法，其作法是将按封闭环的技术要求确定分组互换法即分组装配法，其作法是将按封闭环的技术要求确定的组成环的平均公差扩大的组成环的平均公差扩大N 倍，使组成环加工更加容易和经济，倍，使组成环加工更加容易和经济，然后根据零件完工后的实际偏差，按一定尺寸间隔分成然后根据零件完工后的实际偏差，按一定尺寸间

17、隔分成N 组，装组，装配时根据大配大，小配小的原则，按对应组进行装配，以达到封配时根据大配大，小配小的原则，按对应组进行装配，以达到封闭环规定的技术要求闭环规定的技术要求.由此可见，这种方法装配的互换性只能在同由此可见，这种方法装配的互换性只能在同一组中进行一组中进行.n另外，采用分组互换法给组成环分配公差时，为了保证分组装配另外，采用分组互换法给组成环分配公差时，为了保证分组装配后配合性质一致，其增环公差值应等于减环公差值后配合性质一致，其增环公差值应等于减环公差值下一页 返回9.3 解装配尺寸链的其他方法解装配尺寸链的其他方法n9.3.2 修配法修配法n修配法是将尺寸链组成环的基本尺寸按经

18、济加工精度的要求给定修配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，此时封闭环的公差值比技术条件要求的值有所扩大公差值，此时封闭环的公差值比技术条件要求的值有所扩大.为了为了保证封闭环的技术条件，在装配时预先选定某一组成环作为补偿保证封闭环的技术条件，在装配时预先选定某一组成环作为补偿环，用切去补偿环部分材料的方法，使封闭环达到规定的技术要环，用切去补偿环部分材料的方法，使封闭环达到规定的技术要求求.n在选择补偿环时，应注意使该环在拆装和修配时比较容易，以提在选择补偿环时，应注意使该环在拆装和修配时比较容易，以提高生产率和发挥更大的经济效益高生产率和发挥更大的经济效益.很明显，尺寸链中的公共环不宜很明显，尺寸链中的公共环不宜选作补偿环，这是因为按一个尺寸链的要求修配该环时，该环的选作补偿环，这是因为按一个尺寸链的要求修配该环时，该环的尺寸变化将影响另一尺寸链尺寸变化将影响另一尺寸链上一页 下一页 返回9.3 解装配尺寸链的其他方法解装配尺寸链的其他方法n