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1、项目四项目四 减速箱装配减速箱装配课题一课题一 固定连接的装配固定连接的装配任务一任务一 齿轮部件装配校核计算齿轮部件装配校核计算任务一任务一 齿轮部件装配校核计算齿轮部件装配校核计算学 习 目 标1、懂得有关尺寸链的基本概念及尺寸懂得有关尺寸链的基本概念及尺寸链的建立与分析。链的建立与分析。2 2、了解分析计算尺寸链的任务和方法。、了解分析计算尺寸链的任务和方法。 3、能灵活运用完全互换法解尺寸链。能灵活运用完全互换法解尺寸链。并能在实际装配中对部件装配进并能在实际装配中对部件装配进行校正计算。行校正计算。 1 1、定义、定义尺寸链就是在尺寸链就是在零件加工零件加工或或机器装配机器装配过程中
2、，由过程中，由相互相互联系联系且按一定顺序连接的且按一定顺序连接的封闭尺寸组合封闭尺寸组合。齿轮部件装配校核齿轮部件装配校核一、尺寸链的定义、组成一、尺寸链的定义、组成学 习 内 容A2A1A01.加工面加工面2.定位面定位面3.设计基准设计基准（1）在加工中形成的尺寸链）在加工中形成的尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链A1A2A0（2）在装配中形成的尺寸链）在装配中形成的尺寸链装配尺寸链装配尺寸链 图示工件如先以图示工件如先以A面定位加工面定位加工C面，得尺寸面，得尺寸A1然后再然后再以以A面定位用调整法加工台阶面面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸，得尺寸A2，要求保证，要求保证B面与面与C面间尺寸
3、面间尺寸A0；A1、A2和和A0这三个尺寸构成了一这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。2、特征、特征3、 组成组成 1、封闭性、封闭性2、关联性。、关联性。环环尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。封闭环封闭环在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环。的环。组成环组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环。尺寸链中对封闭环有影响的全部环。 组成环又可分为组成环又可分为增环和减环。增环和减环。 增增环环若若该该环环的的变变动动引引起起封封闭闭环环的的同同向向变变动动，
4、则则该该环环为增环为增环 减减环环若若该该环环的的变变动动引引起起封封闭闭环环的的反反向向变变动动。则则该该环环为减环。为减环。4、增、减环判别方法、增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环封闭环箭头方向相反者为增环, ,与封闭环箭头方向相同者为减环。与封闭环箭头方向相同者为减环。A1A0A2A3封闭环封闭环减环减环增环增环举例：举例： 1、按应用范围分类、按应用范围分类1 1）工艺尺寸链）工艺尺寸链全部组成环为全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链同一零件工艺尺寸所形成的尺寸
5、链。2 2）装配尺寸链）装配尺寸链全部组成环为全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。3 3）零件尺寸链）零件尺寸链全部组成环为同全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链一零件设计尺寸所形成的尺寸链。4 4）设计尺寸链）设计尺寸链装配尺寸链与零装配尺寸链与零件尺寸链，统称为件尺寸链，统称为设计尺寸链设计尺寸链。二、二、尺寸链的分类尺寸链的分类1）长度尺寸链长度尺寸链全部环为长度的尺寸链全部环为长度的尺寸链2）角度尺寸链角度尺寸链全部环为角度的尺寸链全部环为角度的尺寸链3）直线尺寸链）直线尺寸链全部组成环平行于封闭全部组成环平行于封闭环的尺寸链。环的尺寸链。4
6、）平面尺寸链）平面尺寸链全部组成环位于一个或全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。封闭环的尺寸链。5）空间尺寸链空间尺寸链组成环位于几个不平行组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。平面内的尺寸链。 2、按几何特征及空间位置分类、按几何特征及空间位置分类 2、按几何特征及空间位置分类、按几何特征及空间位置分类 1、确定封闭环、确定封闭环 2、组成环确定、组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定后才、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环能确定封闭环。2 2、封闭环的基本属性为、封闭环的基本属性为“派生派生”，表现为尺寸间接获得。，表
7、现为尺寸间接获得。 关键关键 关键关键 要领要领1、设计尺寸往往是封闭环、设计尺寸往往是封闭环。2 2、加工余量往往是封闭环（靠火、加工余量往往是封闭环（靠火花磨除外）。花磨除外）。 关键关键 关键关键1、封闭环确定后才能确定、封闭环确定后才能确定。2 2、直接获得。、直接获得。3 3、对封闭环有影响、对封闭环有影响三三 、尺寸链的建立尺寸链的建立尺寸链方程尺寸链方程 确确定定尺尺寸寸链链中中封封闭闭环环（因因变变量量）和和组组成成环环（自自变变量量）的的函函数数关关系系式式，其其一一般形式为：般形式为：工艺尺寸链示例：工艺尺寸链示例： 工工件件A A、C C 面面已已加加工工好好，现现以以A
8、 A 面面定定位位用用调整法加工调整法加工B B 面，要求保证面，要求保证B B、C C 面距离面距离A0A0a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C图示尺寸链中，尺寸图示尺寸链中，尺寸A0是加工过程间接保证的，因是加工过程间接保证的，因而是尺寸链的封闭环；尺寸而是尺寸链的封闭环；尺寸A1和和A2是在加工中直是在加工中直接获得的，因而是尺寸链的组成环。其中，接获得的，因而是尺寸链的组成环。其中， A1为增为增环，环， A2为减环。为减环。尺寸链方程为：a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C 1.1.极值法极值法 （1 1
9、） 极值法各环基本尺寸之间的关系极值法各环基本尺寸之间的关系 封封闭闭环环的的基基本本尺尺寸寸A A0 0等等于于增增环环的的基基本本尺尺寸寸之之和和减减去去减减环环的的基本尺寸之和，基本尺寸之和，即即（2）各环极限尺寸之间的关系）各环极限尺寸之间的关系封封闭闭环环的的最最大大极极限限尺尺寸寸A0max等等于于增增环环的的最最大大极极限限尺尺寸寸之之和和减减去去减减环的最小极限尺寸之和，环的最小极限尺寸之和，即即四、尺寸链计算的基本公式四、尺寸链计算的基本公式封闭环的最小极限尺寸封闭环的最小极限尺寸A A0min0min等于增环的最小极限尺寸等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和
10、，之和减去减环的最大极限尺寸之和，即即(3)各环上、下偏差之间的关系各环上、下偏差之间的关系 封封闭闭环环的的上上偏偏差差ES(AES(A0 0) )等等于于增增环环的的上上偏偏差差之之和和减减去去减减环环的的下下偏偏差差之之和，和，即即封闭环的下偏差封闭环的下偏差EI(AEI(A0 0) )等于增环下偏差之和减去减等于增环下偏差之和减去减环的上偏差之和，环的上偏差之和，即即（4 4）各环公差之间的关系）各环公差之间的关系（4）各环公差之间的关系）各环公差之间的关系封封闭闭环环的的公公差差T(A0)等等于于各各组组成成环环的的公公差差T(Ai)之和，即之和，即极值法解算尺寸链的特点是：极值法解
11、算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封闭环公差较小，组成环数目较多简便、可靠，但当封闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公差可能过小，从而造成加工困时，分摊到各组成环的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加，在此情况小，常采用概率法进行尺难，制造成本增加，在此情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。寸链的计算。2.概概率率法法特特点点：以以概概率率论论理理论论为为基基础础，计计算算科科学学、复复杂杂，经经济济效效果果好好，用用于于环环数数较多的大批大量生产中。较多的大批大量生产中。 (2)(2)各各环环平平均均尺尺寸寸之之间间的的关关系系(1) (1) 各环公差之间的关系各环公差
12、之间的关系 (3)(3)各环平均偏差之间的关系各环平均偏差之间的关系 当当计计算算出出各各环环的的公公差差、平平均均尺尺寸寸、平平均均偏偏差差之之后后，应应按按将将该该环环的的公公差差对对平平均均尺尺寸寸按按双双向向对对称称分分布布，即即写写成成 ，然然后后将将之之改改写写成成上上下下偏差的形式，即偏差的形式，即假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。 (1)正正计计算算已已知知各各组组成成环环，求求封封闭闭环环。正正计计算算主主要要用用于于验验算算所所设设计计的的产产品品能能否否满满足足性性能能要要求求及及零零件件加加工工后
13、后能能否否满满足足零零件的技术要求。件的技术要求。 (2)反计算反计算已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。给各组成环，这里有一个优化的问题。 （3）中间计算）中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。差，求其余的一个或
14、几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。3. 3. 尺寸链计算的几种尺寸链计算的几种情况情况1）等公差原则等公差原则 按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差时时,各组成环的公差值取相同的平均公差值各组成环的公差值取相同的平均公差值Tav：即：即极值法极值法Tav=T0/（n-1）4. 4. 确定组成环公差大小的误确定组成环公差大小的误差分配方法差分配方法这种方法计算比较简单，但没有考虑到各组成环加工的难这种方法计算比较简单，但没有考虑到各组成环加工的难易、尺寸的大小
15、，显然是不够合理的。易、尺寸的大小，显然是不够合理的。概率法概率法 2）按等精度原则按等精度原则 按等公差级分配的方法来分配封闭环的公差时按等公差级分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环各组成环的公差取相同的公差等级，公差值的大小根据基本尺寸的大的公差取相同的公差等级，公差值的大小根据基本尺寸的大小，由标准公差数值表中查得。小，由标准公差数值表中查得。3）按实际可行性分配原则按实际可行性分配原则 按具体情况来分配封闭环的公差时按具体情况来分配封闭环的公差时,第一步先按等公差值或第一步先按等公差值或等公差级的分配原则求出各组成环所能分配到的公差，第二等公差级的分配原则求出各组成环所能分配到的公
16、差，第二步再从加工的难易程度和设计要求等具体情况调整各组成环步再从加工的难易程度和设计要求等具体情况调整各组成环的公差。的公差。1)按按“入体入体”原则标注原则标注公差带的分布按公差带的分布按“入体入体”原则标注时，对于被包容面尺寸可原则标注时，对于被包容面尺寸可标注成上偏差为零、下偏差为负的形式（即标注成上偏差为零、下偏差为负的形式（即-T）；对于包容面的）；对于包容面的尺寸可标注成下偏差为零、上偏差为正的形式（即尺寸可标注成下偏差为零、上偏差为正的形式（即+T）。）。2）按双向对称分布标注）按双向对称分布标注对于诸如孔系中心距、相对中心的两平面之间的距离等尺寸，对于诸如孔系中心距、相对中心
17、的两平面之间的距离等尺寸，一般按对称分布标注，即可标注成上、下偏差绝对值相等、符号一般按对称分布标注，即可标注成上、下偏差绝对值相等、符号相反形式（即相反形式（即 T/2）。）。当组成环是标准件时，其公差大小和分布位置按相应标准确定当组成环是标准件时，其公差大小和分布位置按相应标准确定。当组成环是公共环时，其公差大小和分布位置应根据对其有严格当组成环是公共环时，其公差大小和分布位置应根据对其有严格要求的那个尺寸链来确定。要求的那个尺寸链来确定。5. 5. 工序尺寸的标注工序尺寸的标注 1. 1. 基准不重合时的尺寸换算基准不重合时的尺寸换算五、工艺过程尺寸链的分析与五、工艺过程尺寸链的分析与解
18、算解算1 1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算 图示工件 ，以底面A定位，加工台阶面B，保证尺寸 ，试确定工序尺寸A2及平行度公差Ta2。 【例 】 尺寸链b）中，A0为封闭环，A1和A2是组成环；角度尺寸链（图4-26c）中，a0为封闭环，a1 和a2是组成环。【解】图 工艺尺寸链示例b)c)a)A1A2A0a1a2a0A1A2A0ABC0.05 A0.1 C求解图4-206和图4-26c的尺寸链，可得到：工序尺寸：平行度公差：2 2）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算 图 测量尺寸链示例A2 若若实实测测A A2 2
19、=40.30=40.30，按按上上述述要要求求判判为为废废品品，但但此此时时如如A A1 1=50=50，则则实实际际A A0 0=9.7=9.7，仍仍合合格格，即即“假假废废品品”。当当实实测测尺尺寸寸与与计计算算尺尺寸寸的的差差值值小小于于尺尺寸寸链链其其它它组组成成环环公公差差之之和和时时，可可能能为为假假废品。废品。采用专用检具可减小假废品出现的可能性。采用专用检具可减小假废品出现的可能性。 图所示零件，尺寸 A0不好测量，改测尺寸A2 ，试确定A2的大小和公差。v 由新建立的尺寸链可解出： A2是测量直接得到的尺寸，是组成环；A0是间接保证的，是封闭环。计算尺寸链可得到：【解】【例
20、】 假废品问题：假废品问题： 只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品，为此应对该尺寸公差之和，就有可能出现假废品，为此应对该零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格的零件报废而导致浪费。的零件报废而导致浪费。 假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。不重合。假废品的出现假废品的出现 2 2 2 2、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准
21、是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准1) 拉内孔至 ；2) 插键槽，保证尺寸x；试确定尺寸 x 的大小及公差。3) 热处理4) 磨内孔至 ，同时保证尺寸 。图所示键槽孔加工过程如下：图所示键槽孔加工过程如下：【例 】 xHR1R2建建立立尺尺寸寸链链如如图图b所所示示，H是是间间接接保保证证的的尺尺寸寸，因因而而是是封封闭闭环环。计计算算该该尺尺寸寸链链，可可得到：得到：【解】D1D2xHa） b）图 键槽加工尺寸链2 2 2 2、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准v
22、 讨讨论论：在在前前例例中中，认认为为镗镗孔孔与与磨磨孔孔同同轴轴，实实际际上上存存在在偏偏心心。若若两两孔孔同同轴轴度度允允差差为为0.050.05，即即两两孔孔轴轴心心偏偏心心为为 e e = = 0.0250.025。将将偏心偏心 e e 作为组成环加入尺寸链作为组成环加入尺寸链 重新进行计算，可得到：重新进行计算，可得到： 2 2 2 2、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准D1xD2H1H20.0250.025R1xHR2ea） b b）图图键槽加工尺寸链键槽加工尺寸链2 2 2 2、工序基准是尚待加工
23、的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准、工序基准是尚待加工的设计基准 如图 所示偏心零件，表面 A 要求渗碳处理，渗碳层深度规定为 0.50.8mm。与此有关的加工过程如下： 3 3 3 3、表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算、表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算、表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算、表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算 【例 】1） 精车A面，保证直径 ； 3） 精磨A面保证直径尺寸 ，同时保证规定的渗碳层深度。2） 渗碳处理，控制渗碳层深度H1； 试确定H1的数值。a)AH0H1D2D1R2R1H1H0b)图 渗碳层深度尺寸换算建立尺寸链，如图
24、b,在该尺寸链中，H0 是最终的渗碳层深度，是间接保证的，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：【解】3 3 3 3、表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算、表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算、表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算、表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算 例例4-54-5 如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是否合理。4. 4. 多尺寸保证时的尺寸换算多尺寸保证时的尺寸换算50-0.34150.210-0.3零件图零件图51-0.410 车孔及端面车孔及端面50-0.3410.4-0.220 车外圆及端面车外圆及端面14.60.230 钻孔钻孔10-0.340 磨外圆及台阶
25、磨外圆及台阶解解:1)1)分析分析 从零件图上看从零件图上看,设计尺寸有设计尺寸有1010-0.3-0.3mmmm、15150.2mm 0.2mm 以及以及5050-0.34-0.34。根据工艺过程分析。根据工艺过程分析是否全部达到图纸要求是否全部达到图纸要求. .其中其中1010-0.3-0.3、 5050-0.34-0.34直接保证，直接保证，15150.20.2间接保证，为封闭环，间接保证，为封闭环，必须校核。必须校核。 2 2）查找组成环，建立尺寸链）查找组成环，建立尺寸链10.4-0.214.614.60.20.210-0.3A0封闭环封闭环4. 4. 多尺寸保证时的尺寸换算多尺寸保
26、证时的尺寸换算5 5）重新标注尺寸，校核计算）重新标注尺寸，校核计算现将尺寸改为：现将尺寸改为：10.4-0.1 ，14.6 0.1,100.1,10-0.1 -0.1 可求得可求得: :A A0 0= 15= 150.2 0.2 符合图纸要求符合图纸要求. . 4)4)解决办法解决办法: :改变工艺过程，如将钻孔改在工序改变工艺过程，如将钻孔改在工序40之后；之后；提高加工精度，缩小组成环公差。提高加工精度，缩小组成环公差。3 3）计算尺寸及偏差）计算尺寸及偏差 求得求得 A0=15-0.4+0.5 ( 超差超差)4. 4. 多尺寸保证时的尺寸换算多尺寸保证时的尺寸换算5.5.校核工序间余量
27、校核工序间余量例例4-6 4-6 一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核工序一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核工序3030精车精车B B面的余量。面的余量。ABCA1A2A3ABCA5A41010粗车端面粗车端面A A、B B， 直接得到直接得到A A1 1=28=28-0.52-0.52 A A2 2=35=35-0.34-0.342020调头，粗、精车调头，粗、精车C C面，面， 直接得到尺寸直接得到尺寸 A3=26-0.283030调头，精车调头，精车A A、B B， 直接得到直接得到A A4 4=25=25-0.14-0.14 A A5 5=35=35-0.17-0.17解解: :根据工艺过程作轴向尺寸形成过程及余根据工艺过程作轴向尺寸形成过程及余量分布图，寻找封闭环，建立尺寸链求解。量分布图，寻找封闭环，建立尺寸链求解。ABCA1A2A3A4A5Z为封闭环为封闭环A0A3A2A4A5ZA0Z为封闭环为封闭环,求得求得，Zmin=0.380, 合适。合适。5.5.校核工序间余量校核工序间余量
