互換性與測量技術基礎第十二章ppt課件

1、第十二章第十二章 尺尺 寸寸 鏈鏈 在充分思索整機、部件的裝配精度與零件加工在充分思索整機、部件的裝配精度與零件加工精度的前提下，可以運用尺寸鏈計算方法，合理地精度的前提下，可以運用尺寸鏈計算方法，合理地確定零件的尺寸公差與位置公差，使產品獲得盡能確定零件的尺寸公差與位置公差，使產品獲得盡能夠高的性能價錢比，發(fā)明最正確的技術經濟效益。夠高的性能價錢比，發(fā)明最正確的技術經濟效益。 GB/T 58472004，供設，供設計時參考運用。計時參考運用。 尺寸鏈原理是用來分析和研討整機與零部件尺寸鏈原理是用來分析和研討整機與零部件間精度關系的根本實際。間精度關系的根本實際。1 尺寸鏈的根本概念尺寸鏈的根

2、本概念 一、尺寸鏈的根本術語及其定義一、尺寸鏈的根本術語及其定義 1. 尺寸鏈的定義尺寸鏈的定義 在機器裝配或零件加工過程中，由相互銜在機器裝配或零件加工過程中，由相互銜接的尺寸構成封鎖的尺寸組稱為尺寸鏈。接的尺寸構成封鎖的尺寸組稱為尺寸鏈。 a裝配尺寸鏈 b零件尺寸鏈 c工藝尺寸鏈圖12-1 尺寸鏈dXDB0B1B2B3特點：特點：1封鎖性 組成尺寸鏈的各個尺寸應按一定順序構成一個 封鎖系統(tǒng)。2相關性制約性相關性制約性 其中一個尺寸變動將影響其它尺寸其中一個尺寸變動將影響其它尺寸 變動。變動。(a)(b)1環(huán)環(huán) 尺寸鏈中，每一個尺寸簡稱為環(huán)。尺寸鏈的尺寸鏈中，每一個尺寸簡稱為環(huán)。尺寸鏈的 環(huán)

3、可分為封鎖環(huán)和組成環(huán)。環(huán)可分為封鎖環(huán)和組成環(huán)。2封鎖環(huán)封鎖環(huán) 加工或裝配過程中最后自然構成的那個加工或裝配過程中最后自然構成的那個尺寸稱為封鎖環(huán)。封鎖環(huán)常用下標為尺寸稱為封鎖環(huán)。封鎖環(huán)常用下標為“0的字母表示。的字母表示。 3組成環(huán)組成環(huán) 尺寸鏈中除封鎖環(huán)以外的其它環(huán)稱為組成環(huán)。尺寸鏈中除封鎖環(huán)以外的其它環(huán)稱為組成環(huán)。組成環(huán)通常用下標為組成環(huán)通常用下標為“1，2，3，的字母表示。根據的字母表示。根據它它們對封鎖環(huán)影響的不同，又分為增環(huán)和減環(huán)。們對封鎖環(huán)影響的不同，又分為增環(huán)和減環(huán)。1增環(huán)增環(huán) 與封鎖環(huán)同向變動的組成環(huán)稱為增環(huán)，即當其它與封鎖環(huán)同向變動的組成環(huán)稱為增環(huán)，即當其它組成環(huán)尺寸不變時，

4、該組成環(huán)尺寸增大組成環(huán)尺寸不變時，該組成環(huán)尺寸增大(或減小或減小)而封鎖環(huán)而封鎖環(huán)尺寸也隨之增大尺寸也隨之增大(或減小或減小)。 2減環(huán)減環(huán) 與封鎖環(huán)反向變動的組成環(huán)稱為減環(huán)，即當其它與封鎖環(huán)反向變動的組成環(huán)稱為減環(huán)，即當其它組成環(huán)尺寸不變時，該組成環(huán)尺寸增大組成環(huán)尺寸不變時，該組成環(huán)尺寸增大(或減小或減小)而封鎖環(huán)而封鎖環(huán)的尺寸卻隨之減小的尺寸卻隨之減小(或增大或增大) 5傳送系數傳送系數 各組成環(huán)對封鎖環(huán)影響大小的各組成環(huán)對封鎖環(huán)影響大小的系數稱為傳送系數，用系數稱為傳送系數，用表示。表示。4補償環(huán)補償環(huán) 指尺寸鏈中預先選定的某一組成指尺寸鏈中預先選定的某一組成環(huán)，經過改動其大小和位置，使

5、封鎖環(huán)到達規(guī)定環(huán)，經過改動其大小和位置，使封鎖環(huán)到達規(guī)定的要求。的要求。 直線尺寸鏈：直線尺寸鏈：增環(huán)、減環(huán)的傳送系數增環(huán)、減環(huán)的傳送系數分別為分別為+1和和-1。 如圖如圖1-1所示的減速器中，用墊片所示的減速器中，用墊片(件號件號9)作為補償件，作為補償件，它的厚度作為補償環(huán)，裝配時選擇并安裝不同厚度的墊片它的厚度作為補償環(huán)，裝配時選擇并安裝不同厚度的墊片來調整端蓋的底端與對應滾動軸承的端面之間的軸向間隙來調整端蓋的底端與對應滾動軸承的端面之間的軸向間隙的大小。的大小。二、尺寸鏈的分類 尺寸鏈有各種不同的方式，可以按不同的方法來分類。1. 按尺寸鏈功能分1 1裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈 dXD2

6、 2零件尺寸鏈零件尺寸鏈 B0B1B2B33 3工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈 BC0C1C22. 按各環(huán)所在空間位置分按各環(huán)所在空間位置分 ,主要有：主要有： 1直線線性尺寸鏈；直線線性尺寸鏈； 2平面尺寸鏈平面尺寸鏈 3空間尺寸鏈空間尺寸鏈1 1直線線性尺寸鏈直線線性尺寸鏈 A2A0A1B0B1B2B3BC0C1C22 2平面尺寸鏈平面尺寸鏈 L0L1L2L1L0L23.3.按尺寸鏈之間相互聯(lián)絡的形狀分按尺寸鏈之間相互聯(lián)絡的形狀分 獨立尺寸鏈 尺寸鏈中一切的組成環(huán)和封鎖 環(huán)只從屬于一個尺寸鏈。 并聯(lián)尺寸鏈 兩個或兩個以上的尺寸鏈，經過公共環(huán)將它們聯(lián)絡起來組成并聯(lián)方式的尺寸鏈。 (a)(b) 三、尺寸

7、鏈的建立三、尺寸鏈的建立 1. 1. 確定封鎖環(huán)確定封鎖環(huán) 2. 2. 查找組成環(huán)并畫出尺寸鏈圖查找組成環(huán)并畫出尺寸鏈圖 查找組成環(huán)的方法是：從封鎖環(huán)的一端查找組成環(huán)的方法是：從封鎖環(huán)的一端開場，依次找出那些會引起封鎖環(huán)變動的開場，依次找出那些會引起封鎖環(huán)變動的相互銜接的各個零件尺寸，直到最后一個相互銜接的各個零件尺寸，直到最后一個零件尺寸與封鎖環(huán)的另一端銜接為止，其零件尺寸與封鎖環(huán)的另一端銜接為止，其中每一個尺寸就是一個組成環(huán)。中每一個尺寸就是一個組成環(huán)。 在查找組成環(huán)時，應留意遵照在查找組成環(huán)時，應留意遵照“最短尺寸最短尺寸鏈原那么。鏈原那么。 3. 位置誤差按尺寸鏈中的尺寸來處置位置誤差

8、按尺寸鏈中的尺寸來處置a齒輪機構 b尺寸鏈圖 圖12-3 齒輪機構的尺寸鏈1軸；2檔圈；3齒輪；4軸套 當齒輪輪轂寬度當齒輪輪轂寬度L1L1的尺寸公差與兩端面的端面圓的尺寸公差與兩端面的端面圓跳動公差跳動公差t1t1之間的關系采用獨立原那么時，齒輪的之間的關系采用獨立原那么時，齒輪的任一個端面圓跳動任一個端面圓跳動f1f1或或f1f1會影響封鎖環(huán)的大小。會影響封鎖環(huán)的大小。因此，端面圓跳動公差因此，端面圓跳動公差t1t1應作為組成環(huán)減環(huán)列應作為組成環(huán)減環(huán)列入尺寸鏈。入尺寸鏈。a零件圖樣標注 b實踐零件圖圖12-5 齒輪齒輪 當軸上兩臺肩之間的長度當軸上兩臺肩之間的長度L3的尺寸公差與臺肩的尺寸

9、公差與臺肩的端面圓跳動公差的端面圓跳動公差t3之間的關系采用獨立原那么時之間的關系采用獨立原那么時，大臺肩的端面圓跳動，大臺肩的端面圓跳動f3會影響封鎖環(huán)的大小。因會影響封鎖環(huán)的大小。因此，端面圓跳動公差此，端面圓跳動公差t3應作為組成環(huán)減環(huán)列入應作為組成環(huán)減環(huán)列入尺寸鏈。尺寸鏈。a零件圖樣標注 b實踐零件 圖圖12-6 軸軸 1. 設計計算設計計算 設計計算是指知封鎖環(huán)的極限尺寸和各組成環(huán)的設計計算是指知封鎖環(huán)的極限尺寸和各組成環(huán)的根本尺寸，計算各組成環(huán)的極限偏向。根本尺寸，計算各組成環(huán)的極限偏向。 這種計算通常用于產品設計過程中由機器或部這種計算通常用于產品設計過程中由機器或部件的裝配精度

10、確定各組成環(huán)的尺寸公差和極限偏向，件的裝配精度確定各組成環(huán)的尺寸公差和極限偏向，把封鎖環(huán)公差合理地分配給各組成環(huán)。把封鎖環(huán)公差合理地分配給各組成環(huán)。四、尺寸鏈的計算四、尺寸鏈的計算2. 校核計算校核計算 校核計算是指知各組成環(huán)的根本尺寸和極限偏向，計算校核計算是指知各組成環(huán)的根本尺寸和極限偏向，計算封鎖環(huán)的根本尺寸和極限偏向。這種計算主要用于驗算零件圖封鎖環(huán)的根本尺寸和極限偏向。這種計算主要用于驗算零件圖上標注的各組成環(huán)的根本尺寸和極限偏向在加工之后能否滿足上標注的各組成環(huán)的根本尺寸和極限偏向在加工之后能否滿足所設計產品的技術要求。所設計產品的技術要求。3. 工藝尺寸計算工藝尺寸計算 工藝尺寸

11、計算是指知封鎖環(huán)和某些組成環(huán)的根本尺寸和工藝尺寸計算是指知封鎖環(huán)和某些組成環(huán)的根本尺寸和極限偏向，計算某一組成環(huán)的根本尺寸和極限偏向。這種計極限偏向，計算某一組成環(huán)的根本尺寸和極限偏向。這種計算通常用于零件加工過程中計算某工序需求確定而在該零件算通常用于零件加工過程中計算某工序需求確定而在該零件的圖樣上沒有標注的工序尺寸。的圖樣上沒有標注的工序尺寸。 2 極值法計算尺寸鏈極值法計算尺寸鏈 完全互換法也稱極值法是指在全部產品中，裝配完全互換法也稱極值法是指在全部產品中，裝配時各組成環(huán)不需挑選，也不需改動其大小或位置，裝入后時各組成環(huán)不需挑選，也不需改動其大小或位置，裝入后即能到達封鎖環(huán)的公差要求

12、的尺寸鏈計算方法。即能到達封鎖環(huán)的公差要求的尺寸鏈計算方法。 該方法采用極值公差公式計算。該方法采用極值公差公式計算。一、根本步驟和計算公式一、根本步驟和計算公式 mliiliiLLL1min1maxmax0 12-4mliiliiLLL1max1minmin012-5miimliiliiTTTT111012-6 將式將式12-4減去式減去式12-5得出封鎖環(huán)公差得出封鎖環(huán)公差T0與各組與各組成環(huán)公差成環(huán)公差Ti 之間的關系如下極值公差公式：之間的關系如下極值公差公式： 由根本尺寸、極限尺寸與極限偏向的關系可知由根本尺寸、極限尺寸與極限偏向的關系可知: :1011mniiiimE SE SE

13、I 12-71011mniiiimE IE IE S 12-8 二、設計計算00.10-135L例例1 1 圖圖12-312-3所示的齒輪機構尺寸鏈，知各組成環(huán)根本尺寸分別為所示的齒輪機構尺寸鏈，知各組成環(huán)根本尺寸分別為 L1 L135mm , L235mm , L214mm, L314mm, L349mm49mm，要求裝配后齒輪右端的間隙，要求裝配后齒輪右端的間隙 L0 L0 在在0.10.10.35mm0.35mm之間。試用完全互換法計算尺寸鏈，確定各組成環(huán)的極限偏向之間。試用完全互換法計算尺寸鏈，確定各組成環(huán)的極限偏向 。(a)(b)mm41-0.150.20-2Lmm3500.10-1

14、L0.05mm493LLavT, 三、工藝尺寸計算三、工藝尺寸計算例例2 參看參看12-10附圖附圖a所示的輪轂孔和鍵槽尺寸標注。該孔和鍵槽的加工順序如所示的輪轂孔和鍵槽尺寸標注。該孔和鍵槽的加工順序如下：首先按工序尺寸下：首先按工序尺寸 鏜孔，再按工序尺寸鏜孔，再按工序尺寸 插鍵槽，然后插鍵槽，然后淬火，最后按圖樣標注的尺寸淬火，最后按圖樣標注的尺寸 磨孔。孔完工后要求鍵槽深度磨孔?？淄旯ず笠箧I槽深度尺寸尺寸 符合圖樣標注的尺寸符合圖樣標注的尺寸 的規(guī)定。試用完全互換法計算尺寸鏈，的規(guī)定。試用完全互換法計算尺寸鏈，確定工序尺寸確定工序尺寸 的極限尺寸。的極限尺寸。 a b c圖12-10m

15、m8 .57074. 00 1A2Amm5803. 00 3A0Amm3 .622 . 00 2Amm3 .62085. 0063. 02A 大數互換法也稱統(tǒng)計法是指在絕大數產品中，裝配時各組成環(huán)不需挑選，也不需改動其大小或位置，裝入后即能到達封鎖環(huán)的公差要求的尺寸鏈計算方法。 大數互換法是根據各組成環(huán)的實踐尺寸在其公差帶內的分布情況，按某一置信概率求得封鎖環(huán)尺寸實踐分布范圍，由此決議封鎖環(huán)公差的大小。當設計時給定的封鎖環(huán)公差一定時，那么按大數互換法確定的各組成環(huán)的公差將大于按完全互換法確定的組成組公差，因此提高技術經效益。 3 用大數互換法計算尺寸鏈 4用分組法、修配法和調整法保證裝配精度用

16、分組法、修配法和調整法保證裝配精度 一、分組法一、分組法 當封鎖環(huán)的精度要求高且消費批量較大時，為了當封鎖環(huán)的精度要求高且消費批量較大時，為了降低零件的制造本錢，可以采用分組法裝配。降低零件的制造本錢，可以采用分組法裝配。 分組法裝配的特點是各組成環(huán)按經濟加工精分組法裝配的特點是各組成環(huán)按經濟加工精度制造，然后將各組成環(huán)按實踐尺寸的大小分為假度制造，然后將各組成環(huán)按實踐尺寸的大小分為假設干組，各對應組進展裝配，同組內零件具有互換設干組，各對應組進展裝配，同組內零件具有互換性。性。 該方法采用極值公差公式計算。該方法采用極值公差公式計算。 例例 參看圖參看圖12-13所示的活塞、連桿機構，所示的

17、活塞、連桿機構， 活塞銷與連桿小頭活塞銷與連桿小頭孔的根本尺寸為孔的根本尺寸為?25mm，它們的配合為小間隙配合，間隙應，它們的配合為小間隙配合，間隙應在在0.00050.0055mm范圍內。范圍內。 mm250100. 00125. 0mm250070. 00095. 0NoImage圖圖12-13 活塞、連桿機構裝配簡圖活塞、連桿機構裝配簡圖1活塞；活塞；2活塞銷；活塞銷；3連桿連桿 假設采用完全互換，那么假設采用完全互換，那么要求：活塞銷直徑按要求：活塞銷直徑按 加工；連桿小頭孔直徑按加工；連桿小頭孔直徑按 加工。顯然，制造直徑公差為加工。顯然，制造直徑公差為2.5m的活塞銷和孔徑公差為

18、的活塞銷和孔徑公差為2.5m的連桿小頭孔極為困難，的連桿小頭孔極為困難，也是極不經濟的。因此，有必要也是極不經濟的。因此，有必要采用分組法來處理運用要求與加采用分組法來處理運用要求與加工精度的矛盾。工精度的矛盾。 二、二、 修配法修配法 修配法裝配是指各組成環(huán)都按經濟加工精度制造，修配法裝配是指各組成環(huán)都按經濟加工精度制造，在組成環(huán)中選擇一個修配環(huán)補償環(huán)的一種，預在組成環(huán)中選擇一個修配環(huán)補償環(huán)的一種，預先留出修配量，裝配時用去除修配環(huán)的部分資料的先留出修配量，裝配時用去除修配環(huán)的部分資料的方法改動其實踐尺寸，使封鎖環(huán)到達其公差與極限方法改動其實踐尺寸，使封鎖環(huán)到達其公差與極限偏向要求。偏向要求。 修配法裝配通常用于單件小批消費，組成環(huán)數目修配法裝配通常用于單件小批消費，組成環(huán)數目較多而裝配精度要求較高的場所，應選擇容易加工較多而裝配精度要求較高的場所，應選擇容易加工并且對其他裝配尺寸鏈沒有影響的組成環(huán)作為修配并且對其他裝配尺寸鏈沒有影響的組成環(huán)作為修配環(huán)。環(huán)。 三、三、 調整法調整法 調整法裝配是指各組成環(huán)按經濟加工精度制造，在調整法裝配是指各組成環(huán)按經濟加工精度制造，在組成環(huán)中選擇一個調整