第十二章 尺寸链(wz).pptVIP

第十二章 尺寸链 在设计各类机器及其零部件时，除了进行运动、刚度、强度等的分析与计算以外，还需进行几何精度的分析与计算。通过几何精度的分析与计算来经济而合理地规定机器中各零件的尺寸公差和形位公差，以确保产品的质量。进行几何精度分析与计算可以运用尺寸链原理与计算方法。我国目前已发布的有关国标是： GB5847-86《尺寸链?计算方法》。  基本要求 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。 重点内容：尺寸链的建立、分析及基本计算。 难点内容：尺寸链的建立与分析 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，并逐步建立机构精度设计的概念。 §1 尺寸链的基本概念 一、尺寸链的基本术语及定义 1.尺寸链的定义 在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。如图所示。 2.有关尺寸链组成部分的术语及定义 （1）环 构成尺寸链的各个尺寸称为环。尺寸链的环分为封闭环和组成环。 （2）封闭环: 加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸。如上图中的x、B0和A0。 （3）组成环: 尺寸链中除封闭环以外的其他环。根据它们对封闭环影响的不同，又分为增环和减环。 1)增环：与封闭环同向变动的组成环称为增环，即当该组成环尺寸增大（或减小）而其它组成环不变时，封闭环也随之增大（或减小），如上图a中的D； 2)减环：与封闭环反向变动的组成环称为减环，即当该组成环尺寸增大（或减小）而其他组成环不变时，封闭环的尺寸却随之减小（或增大），如上图a中的d。 二、尺寸链的分类 1.按尺寸链的功能要求分应用： 装配尺寸链、 零件尺寸链、工艺尺寸链。 按尺寸链中各环的相互位置分： 直线尺寸链、平面尺寸链 、空间尺寸链。 尺寸链中常见的是直线尺寸链。平面尺寸链和空间尺寸链可以用坐标投影法转换为直线尺寸链。 本章重点讨论直线尺寸链。 三、尺寸链的建立与分析 确定封闭环 查找组成环 判断增减环 1.确定封闭环 在装配尺寸链中，封闭环就是装配后应达到的装配精度要求。 零件尺寸链的封闭环应为公差等级要求最低的环，该尺寸一般在零件图上不进行标注。 工艺尺寸链的封闭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，封闭环也不同。所以工艺尺寸链的封闭环必须在加工顺序确定之后才能判断。 注：一个尺寸链中只有一个封闭环。 在确定封闭环之后，应确定对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，若存在多个尺寸链时，应选择组成环数最少的尺寸链进行分析计算。 2.查找组成环 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，即应遵守“最短尺寸链原则” 。 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，从而形成封闭的尺寸组。 3.判断增减环 在封闭环A0上面按任意指向画一箭头，见下图，沿已定箭头方向 在每个组成环符号A1、A2、A3、（或B1、B2、B3、B4、B5）上各画一箭头，使所画各箭头依次彼此头尾相连，组成环中箭头与封闭环箭头方向相同者为减环，相反者为增环。按此方法可以判定： A2为减环； A1、 A3为增环。（同理判断B1、B2、B3、B4、B5） 四、尺寸链的计算 1.设计计算--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。 2.校核计算--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，故又叫校核计算。 3.工艺尺寸--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。 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。 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。 §2 用完全互换法计算尺寸链 一、极值公差公式 设尺寸链的组成环数为m，其中n个增环，m—n个减环，A0为封闭环的基本尺寸，Aｉ为组成环的基本尺寸，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