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1、,设备安装精度,主讲老师：徐向阳 2017-09-17,一、概述 二、装配精度与零件精度 三、尺寸链及尺寸链计算 四、保证精度的装配方法选择 五、安装精度公差分析,目录,一、概述,在制造行业的产品设计、工艺规程设计、 零部件加工和装配、技术测量等工作中，除了 需要进行运动、强度和刚度等计算外，还必须 进行几何精度的分析与计算（即精度设计）， 以确定机器零件的尺寸公差和形位公差，其目 的是为了： 保证产品质量保证机器顺利装配 满足预定 的功能要求。,应用尺寸链理论，可以经济合理地确定构 成机器、仪器等有关零件、部件的几何精度， 以获得产品的； 高质量、低成本和高生产率 分析计算尺寸链应遵循： G
2、B/T5847-2004尺寸链计算方法,一、概述,A、装配与装配精度,按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配,把零件、组件装配成部件的过程称为部装,把零件、组件和部件装配成产品的过程称为总装,基本概念,二、装配精度与零件精度,装配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保证的，装配工艺方法对保证机器的质量有着很重要的作用,如果装配不当，即使零件的加工质量再高，仍可能出现不合格产品,相反，即使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，依然可能使产品达到规定的精度要求,二、装配精度与零件精度,产品的质量取决于：,装配精
3、度与零件精度 的关系,二、装配精度与零件精度,影响装配精度的因素,零件的加工精度,零件之间的配合要求和接触质量,零件的变形,旋转零件的不平衡,工人的装配技术,二、装配精度与零件精度,B、装配尺寸链的 基本概念及其特征,机器装配过程中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链,装配尺寸链的特点,封闭环是装配时要保证的装配精度或技术要求,各组成环分别属于不同的零件或部件,二、装配精度与零件精度,C、装配尺寸链的建立,1）看图：看清装配关系，找到各零件的装配基准,2）明确装配要求封闭环,遵守最短路线原则： 组成环数等于相关零件数，即一件一环,3）查找组成环：从封闭环起,二、装配精
4、度与零件精度,一、尺寸链的定义及特点,1. 尺寸链 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。 如下图间隙A0与其它五个尺寸连接成的封闭尺寸组，形成尺寸链。,三、尺寸链及尺寸链计算,2. 环 列入尺寸链中的每一个尺寸称为环。 如上图中的A0、A1、A2、A3、A4、A5都是环。长度环用大写斜体拉丁字母A，B，C表示；角度环用小写斜体希腊字母，等表示。 3. 封闭环 尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成 的一环，称为封闭环。 如上图中A0。封闭环的下角标“0”表示。,三、尺寸链及尺寸链计算,4. 组成环 尺寸链中对封闭环有影响的全部环，称为组 成环。 如上图中
5、A1、A2、A3、A4、A5。组成环的下角标用阿拉伯数字表示。 5. 增环 尺寸链中某一类组成环，由于该类组成环的变 动引起封闭环同向变动，该组成环为增环。 如上图中的A3。,三、尺寸链及尺寸链计算,6. 减环 尺寸链中某一类组成环，由于该类组成环的变 动引起封闭环的反向变动，该类组成环为减环。 如上图中的A1、A2、A4、A5。 7. 补偿环 尺寸链中预先选定某一组成环，可以通过改 变其大小或位置，使封闭环达到规定的要 求，该组成环为补偿环。 如下图中的L2。,三、尺寸链及尺寸链计算,二、尺寸链的形成,为分析与计算尺寸链的方便，通常按尺寸链的几何特征，功能要求，误差性质及环的相互关系与相互位
6、置等不同观点，对尺寸链加以分类，得出尺寸链的不同形式。 1. 长度尺寸链与角度尺寸链 长度尺寸链 全部环为长度尺寸的尺寸链。如图1 角度尺寸链 全部环为角度尺寸的尺寸链。如图3,三、尺寸链及尺寸链计算,2. 装配尺寸链 、零件尺寸链和工艺尺寸链 装配尺寸链与零件尺寸链统称为设计尺寸链 装配尺寸链 全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。如图4,三、尺寸链及尺寸链计算, 零件尺寸链 全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链。如图5, 工艺尺寸链 全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。如图6 工艺尺寸指工艺尺寸，定位尺寸与基准尺寸等。,三、尺寸链及尺寸链计算,C . 尺寸链的算法,1.
7、 分析确定增环及减环 用增环及减环的定义(组成环中的某类环的变动引起封闭环的同向变动为增环，引起封闭环的反向变动的环为减环)确定。如图10中，A3为增环，A1、A2、A4、A5为减环。,三、尺寸链及尺寸链计算, 用“箭头法”确定：先从任一环起画单向箭头，一个接一个的画，包括封闭环，直到最后一个形成闭合回路，然后按箭头的方向判断，凡是与封闭环箭头同向的为减环，反向的为增环。 如图10中A1、A2、A4、A5与封闭环的箭头同向，因此是减环，A3的箭头与封闭环的箭头方向相反，所以是增环。 2. 求封闭环的基本尺寸 封闭环的基本尺寸=所有增环基本尺寸之和减去所有减环基 本尺寸之和 A0 = A3 -
8、( A1 + A2 + A4 + A5 ) 已知 A3=43，A1=30，A2=5，A4=3，A5=5 故A0=43-(30+5+3+5)=0 即封闭环的尺寸A0=0,三、尺寸链及尺寸链计算,T0=T1+T2+T3+T4+T5 已知T1=0.1，T2=0.05，T3=0.1，T4=0.05，T5=0.05 故T0=0.1+0.05+0.1+0.05+0.05=0.35mm,3. 封闭环的公差： 封闭环的公差=所有增环公差之和加上所有减环公差之和,4. 封闭环的极限偏差 已知： 增环上偏差ESiy为：+0.20； 增环下偏差Eliy为：+0.10； 减环上偏差ESiz为：0，0，0，0： 减环下
9、偏差Eliz为：-0.10，-0.05，-0.05，0.05。,三、尺寸链及尺寸链计算,封闭环下偏差：所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和,故：封闭环上偏差ES0=+0.20-(-0.10-0.05-0.05-0.05)=+0.45mm 封闭环下偏差E10=+0.10-(0+0+0+0)=+0.10mm 即：封闭环上偏差ES0=+0.45mm； 下偏差E10=+0.10mm； 封闭环A0=O+0.45+0.10mm，其间隙大小为+0.10.45mm。,封闭环上偏差：所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和,三、尺寸链及尺寸链计算,例1：如图11所示，滚子与轴之间有一个轴向间隙N，试求最大与
10、最小活 动间隙。,解：确定增环和减环 从图10箭头法判断300.1和30+0.5+0.3为增环，600.1为减环，N为封闭环。 求封闭环基本尺寸： N = 30 + 30 - 60 = 0 求封闭环的极限偏差，根据公式： Eso = ( +0.1 + +0.5 ) - ( -0.1 ) = +0.7 E1o = ( -0.1 + +0.3 ) - ( +0.1 ) = +0.1 即：N=0+0.7+0.1mm 答：最大间隙为0.7mm，最小间隙为0.1mm。,三、尺寸链及尺寸链计算,例2：如图12所示零件，无法直接测量尺60.1，改测尺寸X，求X的基本尺寸和极限偏差。,解：确定封闭环和增环与减
11、环 最后保证的尺寸是60.1，所以60.1是封闭环；10 0-0.1是减环，X是增环。 求X的基本尺寸 X = 16 6 = X - 10 求X的极限偏差 X的上偏差ESX = 0 +0.1 = ESX - (-0.1) X的下偏差E1X = -0.1 -0.1 = E1X - 0 即：X = 16 0-0.1mm,三、尺寸链及尺寸链计算,例3：如图13所示零件，若内外圆的同轴度公差为0.5mm，试求壁厚N的基本尺寸和极限偏差。,解：将直径方向的尺寸变为半径方向尺寸，画尺寸链图，如图13右。 确定封闭环N和增环35 0 -0. 2与减环30+0.20、0+0.250。 求壁厚N基本尺寸 N=
12、35 - ( 30 + 0 ) = 5mm 求壁厚N的极限偏差 Eso = 0 - ( 0 + 0 ) = 0 E1o= -0.2 - ( +0.2 + +0.25 ) = -0.65 即：壁厚N=5 0-0.65,三、尺寸链及尺寸链计算,装配方法的选择 （保证装配精度的 工艺方法）,四、保证精度的装配方法选择,在产品装配工作中，用什么装配方法来达到规定的装配精度，特别是以较低的零件精度、最小的装配工作量达到较高的装配精度，是装配工艺的核心问题 利用尺寸链来达到装配精度 的工艺方法有： 互换法：完全互换法、 大数互换法（不完全互换法） 分组法 修配法 调整法,四、保证精度的装配方法选择,定义,
13、条件,（1） 完全互换法,式中：T OL 封闭环极值公差；T 装配允许公差,四、保证精度的装配方法选择,用极值法解尺寸链,与解算工艺尺寸链的计算公式相同, 计算封闭环的基本尺寸，定出其上下偏差 计算各组成环的平均公差 选协调环，分配公差，确定偏差 计算协调环的上、下偏差,计算步骤,四、保证精度的装配方法选择,特点,应用,四、保证精度的装配方法选择,（2）大数互换法（ 不完全互换法）,定义,实质,方法,四、保证精度的装配方法选择,特点,应用,条件,式中： T OS 封闭环统计公差 K 封闭环的相对分布系数 Ki 第 i 个组成环的相对分布系数,四、保证精度的装配方法选择,例：齿轮箱部件中，要求装
14、配后的轴向间隙 0.20.7mm。 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 公差及上下偏差。,四、保证精度的装配方法选择,解： 1、完全互换法（极值法） 画出装配尺寸链图, 其中A1 A2为增环，A3、A4 A5为减环，A0为封闭环。,A0 = ( A1 + A2 ) - ( A3 + A4 + A5 ) = 150 150 = 0, 确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T1+ T2+ T3+ T4+ T5 T0= 0.50 TavA= T0L/5=0.1 考虑加工难易调整各公差T1=0.2， T2=0.1， T
15、3= T5=0.05 按入体原则分配公差。 留A4为协调环，按尺寸链计算,四、保证精度的装配方法选择, 确定协调环公差及上下偏差 T4= T0 T1 T2 T3 T5=0.1 EIA0=EIA1+EIA2ESA3ESA4ESA5 ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5 ESA4= 0.20 EIA4 = 0.30 A4=140-0.20-0.30,四、保证精度的装配方法选择,2、大数互换法（概率法） ： 设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。 确定各组成环尺寸公差及偏差 i =1， k i =1 各组成环平均公差,按加工难易，调整各组成环公差：T1=0.4，T2=0.2，T3= T5=0.08， 按入体原则分配公差, 确定协调环公差及上下偏差 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 T4=0.192 中间偏差0=(1+2)-(3+4+5) i=(ESi+EIi)/2 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 EIA4=4T4/2=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！,四、保证精度的装配方法选择, 核算封闭环的极限偏差 0=(1+2)-(3+4+5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)
