互换性与测量技术（第4版）课件：尺寸链的分析与计算

互换性与测量技术（第4版）10.1尺寸链及其组成章节内容10.3用大数互换法解尺寸链10.2用完全互换法解尺寸链10.4用其他方法解装配尺寸链尺寸链的分析与计算互换性与测量技术（第4版）章节提示本章主要学习尺寸链及其组成和解尺寸链方法等。重点是分析尺寸链、查找组成环、确定封闭环，难点是解尺寸链。可与机械制造类课程的相关内容联系起来。

通过学习应领悟到：尺寸链环环相扣，决定着零部件的制造和装配质量。合理确定尺寸链及其公差值，对装备制造的精度非常重要。正如每个人，与他人友好协作、密切配合，在自己的岗位上发挥着积极的作用，才能有力的推动经济发展和社会繁荣。互换性与测量技术（第4版）10.1尺寸链及其组成10.1.1尺寸链的基本概念1.尺寸链的概念

在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组,称为尺寸链。例如,图10-1所示为孔和轴零件的装配,其间隙(或过盈)A0的大小由孔径A1和轴径A2所决定,即A0=A1-A2

。这些尺寸组合A1

、A2

和A0

就是一个尺寸链。图10-1装配尺寸链互换性与测量技术（第4版）图10-2所示，零件先后按A1

、A2

加工,则尺寸A0

由A1

和A2

所确定,即A0=A1-A2

。因此,尺寸A1

、A2

和A0

也形成一个尺寸链。图10-2零件（工艺）尺寸链尺寸链具有如下两个特性:1)封闭性。组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成一个封闭系统。2)相关性。其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。互换性与测量技术（第4版）2.尺寸链的组成组成尺寸链的每一个尺寸称为环,图10-1的A0

、A1

和A2

。尺寸链的环分为封闭环和组成环。(1)封闭环加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸称为封闭环。封闭环是尺寸链中唯一的特殊环,一般以字母加下标“0”表示,如A0

、B0

等,如图10-1中的尺寸A0

。(2)组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环,即除封闭环以外的其他环称为组成环。也就是说,封闭环中任一环的变动必然引起封闭环的变动。同一尺寸链中的组成环,一般以同一字母加下标“1、2、3、…”表示,如A1

、A2…。根据它们对封闭环影响的不同,又分为增环和减环。1)增环:尺寸链中的组成环,由于该环的变动引起封闭环同向变动。同向变动指该环尺寸增大(或减小)时,封闭环也随之增大(或减小)。2)减环:尺寸链中的组成环,由于该环的变动引起封闭环反向变动。反向变动指该环尺寸增大时,封闭环尺寸减小;该环尺寸减小时,封闭环尺寸增大。互换性与测量技术（第4版）10.1.2尺寸链的建立建立尺寸链正确地确定封闭环装配尺寸链的封闭环就是产品上有装配精度要求的尺寸。(2)确定封闭环之后,应确定对封闭环有影响的各个组成环,使之与封闭环形成一个封闭的尺寸回路。2.查找组成环从封闭环的任意一端开始,找相邻零件的尺寸,然后再图10-3车床顶尖高度尺寸链找与第一个零件相邻的第二个零件的尺寸,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。互换性与测量技术（第4版）图10-3车床顶尖高度尺寸链图10-3所示,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,为封闭环。组成环可从尾架顶尖开始查找,尾架顶尖轴线到底面的高度A1、与床面相连的底板的厚度A2

、床面到主轴轴线的距离A3,最后回到封闭环。A1

、A2

和A3

均为组成环。互换性与测量技术（第4版）3.画尺寸链线图为了清楚地表达尺寸链的组成,通常不需要画出零件或部件的具体结构,也不必按照严格的比例,只需将尺寸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。4.计算尺寸链分析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,计算尺寸链的方法通常有三种:(1)正计算已知各组成环的极限尺寸,求封闭环的极限尺寸。主要用来验算设计的正确性,又称为校核计算。(2)反计算已知封闭环的极限尺寸和各组成环的公称尺寸,求各组成环的极限偏差。主要用在装配尺寸链设计上,即根据设备的使用要求来分配各零件的公差。(3)中间计算。

互换性与测量技术（第4版）10.2用完全互换法解尺寸链10.2.1基本公式互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）由式(10-6)可以看出:封闭环的公差比任何一个组成环的公差都大。在零件尺寸链中,一般选最不重要的环作为封闭环,而在装配尺寸链中,封闭环是装配的最终要求。为了减小封闭环的公差,应尽量减少尺寸链的环数,这就是在设计中应遵守的最短尺寸链原则。互换性与测量技术（第4版）10.2.2完全互换法解尺寸链实例互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）图10-5链轮箱装配尺寸链a)链轮传动机构b)装配尺寸链互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）10.3用大数互换法解尺寸链互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）10.4用其他方法解装配尺寸链10.4.1分组装配法用分组装配法解尺寸链是先用完全互换法求出各组成环的公差和极限偏差,再将相配合的各组成环公差扩大若干倍,使其达到经济加工精度的要求,然后按完工后零件的实测尺寸将零件分为若干个组,再按对应组分别进行组内零件的装配。即同组零件可以组内互换。这样既放大了组成环公差,又保证了封闭环要求的装配精度。例如,设公称尺寸为ϕ18mm的孔与轴配合,间隙要求为X=3~8μm,即封闭环的公差T0=5μm。若按完全互换法,则孔、轴的直径公差只能为2.5μm。采用分组互换法,将孔与轴的直径公差扩大4倍,即公差为10μm,将完工后的孔、轴按实际尺寸分为4组,按对应组进行装配,各组的最大间隙均为8μm,最小间隙为3μm,故能满足要求,如图10-7所示。图10-7分组装配法互换性与测量技术（第4版）10.4.2调整法常用的补偿环分为两种:(1)固定补偿环在尺寸链中选择一个合适的组成环为补偿环,一般可选垫片或轴套类零件。并把补偿环根据需要按尺寸分成若干组,装配时从合适的尺寸组中取一补偿环,装入尺寸链中预定的位置,使封闭环达到规定的技术要求。(2)可动补偿环设置一种位置可调的补偿环,装配时,调整其位置达到封闭环的精度要求。这种补偿方式在机械设计中广泛应用,它有多种结构形式,如镶条、锥套、调节螺旋副等常用形式。10.4.3修配法

修配法是在装配时,按经济精度放宽各组成环公差,由于组成环尺寸公差放大而使封闭环上产生累积误差。直接装配不能满足封闭环所要求的装配精度,就在尺寸链中选定某一组成环作为修配环,通过机械加工方法改变其尺寸,或就地配制这个环,使封闭环达到规定精度。装配时通过对修配环的辅助加工如铲、刮研等,切除少量材料,以抵偿封闭环上产生的累积误差,直到满足要求为止。修配法的主要优点是既扩大组成环制造公差,又能保证装配精度。其缺点是增加了修配工作量和费用,修配后各组成环失去互换性,使用有局限性。修配法多用于批量不大、环数较多、精度要求高的尺寸链。思考题与习题互换性与测量技术（第4版）互换性与测量技术（第4版）(2)在尺寸链计算中,下列论述正确的有。A.封闭环是根据尺寸是否重要确定的B.零件中最易加工的那一环即封闭环C.封闭环是零件加工中最后形成的那一环D.增环、减环都是最大极限尺寸时,封闭环的尺寸最小10.4如何确定一个尺寸链的封闭环?如何确定增环和减环?10.5解尺寸链的方法