機械制造基礎(chǔ)讀書報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上尺寸鏈一 基本概念機械零件無論在設(shè)計或制造中，一個重要的問題就是如何保證產(chǎn)品的質(zhì)量。也就是說，設(shè)計一部機器，除了要正確選擇材料，進行強度、剛度、運動精度計算外，還必須進行幾何精度計算，合理地確定機器零件的尺寸、幾何形狀和相互位置公差，在滿足產(chǎn)品設(shè)計預(yù)定技術(shù)要求的前提下，能使零件、機器獲得經(jīng)濟地加工和順利地裝配。為此，需對設(shè)計圖樣上要素與要素之間，零件與零件之間有相互尺寸、位置關(guān)系要求，且能構(gòu)成首尾銜接、形成封閉形式的尺寸組加以分析，研究他們之間的變化；計算各個尺寸的極限偏差及公差；以便選擇保證達到產(chǎn)品規(guī)定公差要求的設(shè)計方案與經(jīng)濟的工藝方法。1 術(shù)語定義1. 尺寸鏈在機

2、器裝配或零件加工過程中,由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組,該尺寸組稱為尺寸鏈。如圖1a所示，零件經(jīng)過加工依次得尺寸A1、A2和A3，則尺寸A0也就隨之確定。A0、A1、A2和A3形成尺寸鏈，如圖1b所示，A0尺寸在零件圖上是根據(jù) 加工順序來確定，在零件圖上是不標注的。 a) b)圖1 零件尺寸鏈圖2a所示，車床主軸軸線與尾架頂尖軸線之間的高度差A(yù)0，尾架頂尖軸線高度A1、尾架底板高度A2和主軸軸線高度A3等設(shè)計尺寸相互連接成封閉的尺寸組，形成尺寸鏈，如圖2b所示。 a) b)圖2 裝配尺寸鏈2. 環(huán)尺寸鏈中的每一個尺寸，都稱為環(huán)。如圖1和圖2中的A0、A1、A2和A3 ,都是環(huán)。（1）封閉環(huán)

3、尺寸鏈中在裝配過程或加工過程最后自然形成的一環(huán)，它也是確保機器裝配精度要求或零件加工質(zhì)量的一環(huán)，封閉環(huán)加下角標“0”表示。任何一個尺寸鏈中，只有一個封閉環(huán)。如圖1和圖2所示的A0都是封閉環(huán)。（2）組成環(huán) 尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他各環(huán)都稱為組成環(huán)，如圖1和圖2中的A1、A2和A3。組成環(huán)用拉丁字母A、B、C、或希臘字母、等再加下角標“i”表示，序號i=1、2、3、m。同一尺寸鏈的各組成環(huán)，一般用同一字母表示。組成環(huán)按其對封閉環(huán)影響的不同，又分為增環(huán)與減環(huán)。增環(huán) 當尺寸鏈中其他組成環(huán)不變時，某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)亦隨之增大，則該組成環(huán)稱為增環(huán)。如圖1中，若A1增大，A0將隨之增大，所以A1為增環(huán)

4、。減環(huán) 當尺寸鏈中其他組成環(huán)不變時，某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)反而隨之減小，則該組成環(huán)稱為減環(huán)。如圖1中，若A2和A3增大，A0將隨之減小，所以A2和A3為減環(huán)。有時增減環(huán)的判別不是很容易，如圖8.3所示的尺寸鏈，當A0為封閉環(huán)時，增、減環(huán)的判別就較困難，這時可用回路法進行判別。方法是從封閉環(huán)A0開始順著一定的路線標箭頭，凡是箭頭方向與封閉環(huán)的箭頭方向相反的環(huán)，便是增環(huán)，箭頭方向與封閉環(huán)的箭頭方向相同的環(huán)，便為減環(huán)。如圖3所示，A1、 圖3 回路法判別增、減環(huán)A3、A5和A7為增環(huán)，A2、A4、A6為減環(huán)。3. 傳遞系數(shù)表示各組成環(huán)對封閉環(huán)影響大小的系數(shù)，稱為傳遞系數(shù)。尺寸鏈中封閉環(huán)與組成環(huán)的關(guān)系

5、，表現(xiàn)為函數(shù)關(guān)系，即 A0=f(A1、A2、Am) （1）式中 A0封閉環(huán)； A1，A2，Am組成環(huán)對于第個組成環(huán)的傳遞系數(shù)為，則有 1 (2)一般直線尺寸鏈=1，且對增環(huán)為正值；對減環(huán)為負值。例如圖8.1中的尺寸鏈，（，）按上式計算可得 2 尺寸鏈的類型1. 按在不同生產(chǎn)過程中的應(yīng)用情況，可分為：（1） 裝配尺寸鏈 在機器設(shè)計或裝配過程中，由一些相關(guān)零件形成有聯(lián)系封閉的尺寸組，稱為裝配尺寸鏈，如圖2 。（2） 零件尺寸鏈 同一零件上由各個設(shè)計尺寸構(gòu)成相互有聯(lián)系封閉的尺寸組，稱為零件尺寸鏈, 如圖1。設(shè)計尺寸是指圖樣上標注的尺寸。 （3） 工藝尺寸鏈 零件在機械加工過程中，同一零件上由各個工藝

6、尺寸構(gòu)成相互有聯(lián)系封閉的尺寸組，稱為工藝尺寸鏈。工藝尺寸是指工序尺寸、定位尺寸、基準尺寸。裝配尺寸鏈與零件尺寸鏈統(tǒng)稱為設(shè)計尺寸鏈。2. 按組成尺寸鏈各環(huán)在空間所處的形態(tài)，可分為：（1） 直線尺寸鏈 尺寸鏈的全部環(huán)都位于兩條或幾條平行的直線上，稱為直線尺寸鏈。如圖1、圖2、圖3所示尺寸鏈。（2） 平面尺寸鏈 尺寸鏈的全部環(huán)都位于一個或幾個平行的平面上，但其中某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)，這類尺寸鏈，稱為平面尺寸鏈。如圖8.4即為平面尺寸鏈。將平面尺寸鏈中各有關(guān)組成環(huán)按平行于封閉環(huán)方向投影，就可將平面尺寸鏈簡化為直線尺寸鏈來計算。圖4 平面尺寸鏈（3） 空間尺寸鏈 尺寸鏈的全部環(huán)位于空間不平行的平面上

7、，稱為空間尺寸鏈。對于空間尺寸鏈，一般按三維坐標分解，化成平面尺寸鏈或直線尺寸鏈，然后根據(jù)需要，在某特定平面上求解。3. 按構(gòu)成尺寸鏈各環(huán)的幾何特征可分為：（1） 長度尺寸鏈 表示零件兩要素之間距離的，為長度尺寸，由長度尺寸構(gòu)成的尺寸鏈，稱為長度尺寸鏈，如圖1、圖2所示尺寸鏈。其各環(huán)位于平行線上。（2） 角度尺寸鏈 表示兩要素之間位置的，為角度尺寸，由角度尺寸構(gòu)成的尺寸鏈，稱為角度尺寸鏈。其各環(huán)尺寸為角度量，或平行度、垂直度等等。如圖5為由各角度 圖5 角度尺寸鏈所組成的封閉多邊形，這時、及構(gòu)成一個角度尺寸鏈。二極值法極值法是按各環(huán)的極限值進行尺寸鏈計算的方法。這種方法的特點是從保證完全互換著

8、眼，由各組成環(huán)的極限尺寸計算封閉環(huán)的極限尺寸，從而求得封閉環(huán)公差，所以這種方法又稱為完全互換法。1 極值法解尺寸鏈的基本公式1. 封閉環(huán)的基本尺寸：等于所有增環(huán)的基本尺寸Ai之和減去所有減環(huán)的基本尺寸Aj之和。用公式表示為：(式中：n 增環(huán)環(huán)數(shù)；m 全部組成環(huán)數(shù)。) ( 3) 2. 封閉環(huán)的最大極限尺寸：等于所有增環(huán)的最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和。用公式表示為： (4)3. 封閉環(huán)的最小極限尺寸：等于所有增環(huán)的最小極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和。用公式表示為： (5)4. 封閉環(huán)的上偏差：由式 (4) 減式 (3) 得： (6)即封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差

9、之和減去所有減環(huán)的下偏差之和。5. 封閉環(huán)的下偏差：由式 (5) 減式 (3) 得： (7)即封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和。6. 封閉環(huán)公差：由式 (4) 減式 (5) 得： (8)即封閉環(huán)公差等于所有組成環(huán)公差之和。由式(8)看出：(1) ，即封閉環(huán)公差最大，精度最低。因此在零件尺寸鏈中應(yīng)盡可能選取最不重要的尺寸作為封閉環(huán)。在裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)往往是裝配后應(yīng)達到的要求，不能隨意選定。(2) 一定時，組成環(huán)數(shù)越多，則各組成環(huán)公差必然越小，經(jīng)濟性越差。因此，設(shè)計中應(yīng)遵守“最短尺寸鏈”原則，即使組成環(huán)數(shù)盡可能少。2 校核計算已知各組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差，求封

10、閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差，以校核幾何精度設(shè)計的正確性。三例題分析例題1 在圖6a所示齒輪部件中，軸是固定的，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，設(shè)計要求齒輪左右端面與擋環(huán)之間有間隙，現(xiàn)將此間隙集中在齒輪右端面與右擋環(huán)左端面之間，按工作條件，要求A0=0.100.45mm，已知：，。試問所規(guī)定的零件公差及極限偏差能否保證齒輪部件裝配后的技術(shù)要求?a) b)圖6 校核計算示例解: 畫尺寸鏈圖,區(qū)分增環(huán)、減環(huán)齒輪部件的間隙A0是裝配過程最后形成的，是尺寸鏈的封閉環(huán),A1A5是5個組成環(huán)，如圖6b所示，其中A1是增環(huán)，A2、A3、A4、A5是減環(huán)。 封閉環(huán)的基本尺寸 將各組成環(huán)的基本尺寸，代入式(3) 校核封閉環(huán)的極限尺

11、寸 由式(4)和式(5)mmmm 校核封閉環(huán)的公差 將各組成環(huán)的公差，代入式(8)mm計算結(jié)果表明，所規(guī)定的零件公差及極限偏差恰好保證齒輪部件裝配的技術(shù)要求。3 設(shè)計計算已知封閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差，求各組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差，即合理分配各組成環(huán)公差問題。各組成環(huán)公差的確定可用兩種方法，即等公差法和等公差等級法。1. 等公差法等公差法是假設(shè)各組成環(huán)的公差值是相等的，按照已知的封閉環(huán)公差和組成環(huán)環(huán)數(shù)，計算各組成環(huán)的平均公差，即 (9)在此基礎(chǔ)上，根據(jù)各組成環(huán)的尺寸大小、加工的難易程度對各組成環(huán)公差作適當調(diào)整，并滿足組成環(huán)公差之和等于封閉環(huán)公差的關(guān)系。2. 等公差等級法等公差等級法是假設(shè)各組

12、成環(huán)的公差等級是相等的。對于尺寸500mm，公差等級在IT5IT18范圍內(nèi)，公差值的計算公式為：IT=（如第1章所述）， 按照已知的封閉環(huán)公差和各組成環(huán)的公差因子，計算各組成環(huán)的平均公差等級系數(shù)，即 (10)為方便計算,各尺寸分段的值列于表1。表1 尺寸500mm，各尺寸分段的公差因子值分段尺寸336610101818303050508080 120120180180250250315315400400500i(m)0.540.730.901.081.311.561.862.172.522.903.233.543.89求出值后，將其與標準公差計算公式表相比較，得出最接近的公差等級后，可按該等級

13、查標準公差表，求出組成環(huán)的公差值，從而進一步確定各組成環(huán)的極限偏差。各組成環(huán)的公差應(yīng)滿足組成環(huán)公差之和等于封閉環(huán)公差的關(guān)系。例題2 圖7a所示為某齒輪箱的一部分，根據(jù)使用要求，間隙A0=11.75mm之間，若已知：A1=140mm，A2=5mm，A3=101mm，A4=50mm，A5=5mm。試按極值法計算A1A5各尺寸的極限偏差與公差。 a a) b)圖7 設(shè)計計算示例解: 畫尺寸鏈圖,區(qū)分增環(huán)、減環(huán)間隙A0是裝配過程最后形成的，是尺寸鏈的封閉環(huán),A1A5是5個組成環(huán)，如圖7b所示，其中A3、A4是增環(huán)，A1、A2、A5是減環(huán)。 計算封閉環(huán)的基本尺寸,由式(3)mm所以mm 用等公差等級法確

14、定各組成環(huán)的公差首先計算各組成環(huán)的平均公差等級系數(shù)，由式(10)并查表1得 由標準公差計算公式表1.2查得，接近IT11級。根據(jù)各組成環(huán)的基本尺寸，從標準公差表1.4查得各組成環(huán)的公差為:T2=T5=75m，T3=220m，T4=160m。 根據(jù)各組成環(huán)的公差之和不得大于封閉環(huán)公差，由式(8)計算T1T1= T0- (T2+T3+T4+T5)=750-(75+220+160+75)=220m 確定各組成環(huán)的極限偏差組成環(huán)A1作為調(diào)整尺寸，其余按“入體原則”確定各組成環(huán)的極限偏差如下:， 計算組成環(huán)A1的極限偏差,由式(6)和(7)mm所以A1的極限偏差為mm3 對工藝尺寸鏈的認識和學(xué)習(xí)體會 尺寸鏈是機械制造工藝學(xué)課程的重點和難點之一，學(xué)好該章節(jié)的內(nèi)容，對工藝學(xué)課程的理解和掌握起著至關(guān)重要的作用。通過學(xué)習(xí)本章內(nèi)容對尺寸鏈的幾個概念及難點內(nèi)容進行了闡述和比較分析；書本對尺寸鏈的幾種計算方法進行了概括及舉例說明。對我學(xué)習(xí)和掌握該章節(jié)內(nèi)容有了很大的幫助。 尺寸鏈章節(jié)的內(nèi)容在確定工序尺寸和公差時起著至關(guān)重要的作用。我在本章的學(xué)習(xí)中，也覺得有些不易學(xué)透的地方。在學(xué)習(xí)過程中極易把設(shè)計尺寸鏈、工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈的概念混淆，導(dǎo)致封閉環(huán)、組成環(huán)判定錯誤。但也有所總結(jié)，比如對其封閉環(huán)、組成環(huán)，零件圖上標注的相關(guān)聯(lián)的表面、軸線之間的尺寸組合成一封閉的尺寸鏈圖之后，沒有標注尺寸的那個環(huán)就是