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1、基本(jbn)要求基本内容：尺寸链的基本概念、组成、分类、尺寸链的建立与分析，尺寸链的计算。重点(zhngdin)内容：尺寸链的建立与分析及基本计算。难点内容：尺寸链的建立与分析及基本计算。基本技能：通过本章节的学习能进行尺寸链的初步分析和计算.第1页/共26页第一页，共27页。尺寸(chcun)链的基本概念在设计机械零部件各要素的几何精度的同时，需要通过综合分析计算来协调和保证零部件的整体精度的要求(yoqi)。合理规定各要素的尺寸精度和形位精度，进行几何精度综合分析计算可以运用尺寸原理和相应的分析计算方法。第2页/共26页第二页，共27页。在一个零件或一台机器的结构中，总有一些(yxi)相
2、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，称为尺寸链。尺寸(chcun)链的基本概念第3页/共26页第三页，共27页。其特性有二：封闭性组成尺寸链的各个(gg)尺寸按一定顺序构成一个封闭系统；相关性其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。尺寸(chcun)链的基本概念第4页/共26页第四页，共27页。环：构成尺寸链的各个尺寸称为。封闭环:加工( jigng)或装配过程中最后自然形成的那个尺寸。组成环:尺寸链中除封闭环以外的其他环。与封闭环同向变动的组成环称为增环：与封闭环正向变动的组成环；减环：与封闭环反向变动的组成环。第5页/共26页第五页，共27页。尺寸尺寸(chcun
3、)链的分类链的分类按应用场合分：装配尺寸链、零件尺寸链、工艺尺寸链。按各环所在空间(kngjin)位置分：线性尺寸链、平面尺寸链、空间(kngjin)尺寸链。尺寸链中常见的是直线尺寸链。平面尺寸链和空间(kngjin)尺寸链可以用坐标投影法转换为直线尺寸链。本章重点讨论长度尺寸链中的线性尺寸链。HOME第6页/共26页第六页，共27页。尺寸(chcun)链的建立与分析确定封闭(fngb)环查找组成环判断增减环HOME第7页/共26页第七页，共27页。确定(qudng)封闭环HOME在装配尺寸链中，封闭环就是产品上有装配精度要求的尺寸。A 同一部件中各零件之间相互位置要求的尺寸B 保证相互配合零
4、件配合性能(xngnng)要求的间隙或过盈量。第8页/共26页第八页，共27页。确定(qudng)封闭环零件尺寸(ch cun)链的封闭环应为公差等级要求最低的环，一般在零件图上不进行标注，以免引起加工中的混乱。第9页/共26页第九页，共27页。工艺尺寸链的封闭(fngb)环是在加工中最后自然形成的环，一般为被加工零件要求达到的设计尺寸或工艺过程中需要的余量尺寸。加工顺序不同，封闭(fngb)环也不同。所以工艺尺寸链的封闭(fngb)环必须在加工顺序确定之后才能判断。一个尺寸链中只有一个封闭(fngb)环。 确定(qudng)封闭环第10页/共26页第十页，共27页。在确定封闭环之后，应确定对
5、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。在建立尺寸链时应遵守“最短尺寸链原则”，即对于某一封闭环，若存在多个(du )尺寸链时，应选择组成环数最少的尺寸链进行分析计算。确定(qudng)封闭环第11页/共26页第十一页，共27页。查找(chzho)组成环组成环是对封闭环有直接影响的那些尺寸，与此无关的尺寸要排除在外。一个尺寸链的环数应尽量少。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，这样一环接一环，直到封闭环的另一端为止，从而形成(xngchng)封闭的尺寸组。在尺寸链线图中，常用带单箭头的线段表示各
6、环，箭头仅表示查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，与封闭环箭头方向相反的环为增环。 HOME第12页/共26页第十二页，共27页。判断(pndun)增减环HOMEA3A2A0A1B0B2B4B5A1 、A3为增环，A2为减环B2、B4、B5为增环，B1、B3为减环B1B3第13页/共26页第十三页，共27页。尺寸(chcun)链的计算计算类型计算方法完全互换法解尺寸(chcun)链计算公式举例HOME第14页/共26页第十四页，共27页。计算(jsun)类型正计算 已知各组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸。这类计算主要用来验算设计的正确性，故又叫校核(xio h)计算。反
7、计算 已知封闭环的极限尺寸和各组成环的基本尺寸，求各组成环的极限偏差。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。中间计算 已知封闭环和部分组成环的极限尺寸，求某一组成环的极限尺寸、这类计算常用在工艺上。 反计算和中间计算通常称为设计计算。 HOME第15页/共26页第十五页，共27页。计算方法完全互换法（极值法）：从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况。按此法计算出来的尺寸加工各组成环，装配时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能满足封闭环的公差要求，即可实现完全互换。完全互换法是尺寸链计算中最基本的方法。 大数互换法：该法是以保
8、证大数互换为出发点的。生产实践和大量统计资料表明，在大量生产且工艺过程稳定的情况下，各组成环的实际尺寸趋近公差带中间的概率大，出现在极限值的概率小。采用概率法，不是在全部产品中，而是在绝大多数产品中，装配时不需要挑选或修配，就能满足封闭环的公差要求，即保证大数互换。 其他(qt)方法：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、修配法和调整法等来完成这一任务。 HOME第16页/共26页第十六页，共27页。完全互换法解尺寸(chcun)链的基本公式设尺寸链的组成环数为m，其中(qzhng)n个增环，mn个减环，AO为封闭环的基本尺寸，A为组成
9、环的基本尺寸，则对于直线尺寸链有如下公式：封闭环的基本尺寸 A0 =封闭环的极限尺寸 A0max= A0min=第17页/共26页第十七页，共27页。基本(jbn)公式（续）封闭环的极限偏差(pinch) ES0= EI0= 封闭环的公差 T0= HOME第18页/共26页第十八页，共27页。校核(xioh)计算举例校核计算的步骤是：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；由各组成环的基本尺寸和极限偏差验算封闭环的基本尺寸和极限偏差。如图a所示的结构(jigu)，已知各零件的尺寸：A1=30mm，A2=A5=5mm，A3=43mm，A4=3mm设计要求间隙A0为010
10、45mm，试做校核计算。第19页/共26页第十九页，共27页。校核(xioh)计算举例（续）解（l）确定封闭环为要求的间隙A0；寻找组成(z chn)环并画尺寸链线图（上图b）；判断A3为增环，A1、A2、A4和A5为减环。、 （2）封闭环的基本尺寸 A0A3（A1+A2+A4+A5）=43 （30+5+3+5）=0 即要求封闭环的尺寸为0 mm 。 （3）计算封闭环的极限偏差 ES。ES3（EI1+EI2+EI4+EI5） +018（01300750040075）=+050 EI。EI3（ES1+ES2+ES4+ES5） 002mm（0000）mm002mm （4）计算封闭环的公差 T。T1
11、+T1+ T2+T3+T4 +T5 =0130075十0160075十004=048mm 校核结果表明，封闭环的上、下偏差及公差均已超过规定范围。第20页/共26页第二十页，共27页。中间(zhngjin)计算举例如图所示零件(lnjin)，按图样注出的尺寸A1和A3加工时不易测量，现改为按尺寸A1和A2加工，为了保证原设计要求，试计算A2的基本尺寸和偏差。第21页/共26页第二十一页，共27页。中间(zhngjin)计算举例解 ： 据 题 意 ， 按 尺 寸 A1、 A2加 工 ， 则 A3必 须(bx)为封闭环，A2则为工序尺寸。A3=A1-A2A2=A1-A3=50-10=40mmES3
12、=ES1-EI2EI2=ES1-ES3=0-0=0EI3=EI1-ES2ES2=EI1-EI3=-0.06-（-0.36）=+0.30mm故 A2尺 寸 为 40mm。 HOMEA2第22页/共26页第二十二页，共27页。分组互换分组互换法是把组成环的公差扩大N倍使之达到经济加工精度(jn d)要求，然后修完工后零件实际尺寸分成N组，装配时根据大配大、小配小的原则，按对应组进行装配，以满足封闭环要求。 例如，设基本尺寸为18mm的孔、轴配合间隙要求为x=38m，这意味着封闭环的公差T。=5m，若按完全互换法，则孔、轴的制造公差只能为2.5m。若采用分组互换法，将孔、轴的制造公差扩大四倍，公差为
13、10m，将完工后的孔、轴按实际尺寸分为四组，按对应组进行装配，各组的最大间隙均为8m，最小间隙为3m，故能满足要求。分组互换仅组内零件可以互换。 第23页/共26页第二十三页，共27页。修配(xipi)法修配法是根据零件加工的可能性，对各组成环规定经济可行的制造公差，装配时，通过修配方法改变尺寸链中预先规定的某组成环的尺寸（该环叫补偿环），以满足装配精度要求。如图所示，将A1、A2和A3的公差放大到经济可行的程度，为保证主轴和尾架等高性的要求，选面积最小、重量最轻的尾架底座A2为补偿环，装配时通过对A2环的辅助加工（如铲、刮等）切除少量材料，以抵偿封闭环上产生的累积误差，直到满足A。要求为止。
14、补偿环切莫选择各尺寸链的公共环，以免因修配而影响(yngxing)其他尺寸链的封闭环精度。 修配法的优点也是既扩大了组成环的制造公差，又能得到较高的装配精度。主要缺点是增加了修配工作量和费用。第24页/共26页第二十四页，共27页。调整法 HOME调整法是将尺寸链各组成环按经济公差制造，由于组成环尺寸公差放大而使封闭环上产生的累积误差，可在装配时采用调整补偿环的尺寸或位置来补偿。常用的补偿环可分为两种：固定补偿环：在尺寸链中选择一个(y )合适的组成环作为补偿环（如垫片、垫圈或轴套等）。补偿环可根据需要按尺寸大小分为若干组，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
15、到规定的技术要求。 可动补偿环：装配时调整可动补偿环的位置以达到封闭环的精度要求。这种补偿环在机械设计中应用很广，结果形式很多，如机床中常用的镶条、调节螺旋副等。 主要优点是：加大组成环的制造公差，使制造容易，同时可得到很高的装配精度；装配时不需修配；使用过程中可以调整补偿环的位置或更换补偿环，以恢复机器原有精度。它的主要缺点是有时需要额外增加尺寸链零件数（补偿环），使结构复杂，制造费用增高，降低结构的刚性。 第25页/共26页第二十五页，共27页。谢谢大家(dji)观赏！第26页/共26页第二十六页，共27页。内容(nirng)总结基本要求。基本技能：通过本章节的学习能进行尺寸链的初步分析和计算.。一个尺寸链中只有一个封闭环。A1 、A3为增环，A2为减环。这类计算主要用在设计上，即根据(gnj)机器的使用要求来分配各零件的公差。如图a所示的结构，已知各零件的尺寸：。分组互换仅组内零件可以互换。修配法的优点也是既扩大了组成环的制造公差，又能得到较高的装配精度。谢谢大家观赏第二十七页，共27页。
