第6章尺寸链.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第6章尺寸链,尺寸链,设计弯臂图样时形成尺寸链；标注支架的形位公差时形成角度尺寸链；另外复杂的零件也 形成平面或空间尺寸链。,6.1.1尺寸链的构成,尺寸链由环组成。列入尺寸链中的每一个尺寸称为环。将台阶轴的加工尺寸抽象出来，就形成尺寸链。其中，A,0,，A,1,，A,2,称做环。,按几何特征分 长度环，角度环。,1.环：,按环的变动性质分 标量环，矢量环。,2.封闭环：在装配和加工过程中最后自然形成的环为封闭环，亦称终结环。,(1)装配-技术要求，间隙，过盈，位置精度等,(2)加工或设计-未标注的尺寸或加工中最后形成的尺寸，即最不重要的尺寸。,3.组成环：对封闭环有影响的全部环称为组成环。,(1)增环亦称正环：该环的变动引起封闭环同向变动也称正变。,(2)减环亦称负环：该环的变动引起封闭环反向变动也称反变。,(3)补偿环(协调环)：预先选定的某一组成环，通过改变它的大小或位置，使封闭环达到规定的要求。,(4)传递系数,i,：第i 个组成环对封闭环影响大小的系数。,封闭环与组成环的关系，表现为函数关系。,A,0,=f（A,1,，A,2,，A,m,）,式中 A,0,-封闭环。,A,1,，A,2,，A,m,-组成环。,有 1im m为组成环环数。,例如有尺寸链,有函数关系,A,0,=A,1,A,2,，则有：,1,=1，,2,=1。,在弯臂尺寸链中，也有函数关系,A,0,=A,1,+A,2,COS，同理，又有：,1,=1，,2,=COS。,其中，,i,为正值是增环；,i,为负值是减环。,6.1.2尺寸链的特征,尺寸链具有以下四个特征：,1.封闭性：各环必须依次连接封闭，不封闭不成为尺寸链。,2.关联性（函数性）：任一组成环尺寸或公差的变化，都必然引起封闭环尺寸或公差的变化。例如，增环或减环的变动，都将引起封闭环的相应的变动。,3.唯一性：一个尺寸链只有一个封闭环，不能没有也不能出现两个或两个以上的封闭环。,同一个零件的加工顺序不同，不能增加或减少封闭环数，只能改变封闭环A,0,的位置。,4.最少三环：一个尺寸链最少有三环，少于三环的尺寸链不存在。,6.1.3尺寸链的种类,1.按功能要求分:可分为设计尺寸链；装配尺寸链；工艺尺寸链。,2.按相互位置分:可分为直线尺寸链；平面尺寸链；空间尺寸链。,3.按几何特征分:可分为长度尺寸链；角度尺寸链。,4.按环变动性质分:可分为标量尺寸链；矢量尺寸链。,5.按链与链间的包容关系分:可分为基本尺寸链；派生尺寸链。,6.1.4尺寸链图,要进行尺寸链的解算，首先必须画出尺寸链图。所谓尺寸链图，就是从具体的零件或部件装配关系中，抽象出由封闭环和组成环构成的一个封闭回路。,1.绘制尺寸链图：从加工（装配）某一基准出发，按加工（装配）顺序，依次画出各环，环与环之间不得间断，最后用封闭环构成一个封闭回路。,2.判断增，减环：用尺寸链图很容易确定封闭环及断定组成环中的增环或减环。,(1)按定义上判断，对逐个组成环分析其尺寸的增减对封闭环尺寸的影响，以判断其为增环还是减环。,(2)按箭头方向来判断。先在封闭环上，按任意指向画一箭头，然后，顺A,0,箭头的相反方向，依次在各组成环上画一箭头，使所画各箭头彼此头尾相连，与封闭环形成一封闭回路。同向变动者，为增环；反向变动者，为减环。,A,2,和A,3,/2为增环，而A,1,/2为减环。,6.1.5尺寸链的作用,1.合理地分配公差。,按封闭环的公差与极限偏差，合理地分配各组成环的公差与极限偏差。,2.分析结构设计的合理性。,在机器、机构和部件设计中，通过对各种方案的装配尺寸链的分析比较，可确定较合理的结构。,3.检校图样。,在生产实践中，常用尺寸链来检查、校核零件图上得尺寸、公差与极限偏差是否合理。,4.合理地标注尺寸。,零件图上的尺寸标注反映零件的加工要求，应按零件尺寸链分析。一般按最短尺寸链原则，并选用最不重要的环作为封闭环，不需注出其公差与极限偏差。,5.基面换算。,当按零件图上的尺寸和公差标注不便加工和测量时，应按零件尺寸链进行基面换算。或者是，机械加工中，当定位基准与设计基准不重合时，为达到零件原设计的精度，需要进行尺寸的换算。,6.工序尺寸计算。,若零件的某一表面需要经过几道工序加工才能完成，则在工艺规程设计中，每道工序都需要规定相应的工序尺寸和公差。这些工序尺寸和公差的计算称做工序尺寸的计算。,尺寸链的分析计算在机器的精度设计中有重要的作用，我国已颁布了国家标准GB584786尺寸链 计算方法，作为分析计算尺寸链的参考准则。,6.2尺寸链的解算,1.正计算（验算计算）：已知组成环的基本尺寸和极限偏差，求封闭环的基本尺寸和极限偏差。常用来与技术要求比较，验算设计的正确性。,2.反计算（设计计算）：已知封闭环的基本尺寸和极限偏差及各组成环的基本尺寸，求各组成环公差和极限偏差。常常是依据技术要求来确定各组成环的上下偏差。也可理解为解决公差的分配问题。在设计尺寸和工序尺寸的计算中常常遇到。,3.中间计算：已知封闭环及某些组成环的基本尺寸和极限偏差，求某一组成环的基本尺寸和极限偏差。此类问题常属于工艺方面的问题，如基准的换算，工序尺寸的确定。,6.2.1极值法解尺寸链,1.基本关系式,(1)基本尺寸,有关系式：,A,0,=A,1,A,2,式中A,1,为增环，A,2,为减环，对于直线尺寸链，推广一下，又有关系式：,其中，m表示组成环数；n表示增环环数。,(2)极限尺寸,极限尺寸的基本公式可由下列极限情况导出：,a.所有增环皆为最大极限尺寸，而所有减环皆为最小极限尺寸；,封闭环最大极限尺寸：,b.所有增环皆为最小极限尺寸，而所有减环皆为最大极限尺寸。,封闭环最小极限尺寸：,(3)极限偏差,将极限尺寸公式减去基本尺寸公式得：,(4)公差,将极限偏差公式相减得：,(5)结论,封闭环的公差比任何一个组成环的公差都大；,为了减小封闭环的公差，应使组成环数目尽可能减小，这叫做最短尺寸链原则。,例如，最短尺寸链原则用于齿轮轴X方向的尺寸标注：,2.极值法解正计算问题,解正计算问题就是已知组成环的基本尺寸和极限偏差，求封闭环的基本尺寸和极限偏差。,例1 加工一圆套，已知工序是先车外圆A,1,=70 ，然后镗内孔A,2,=60 ，同时保证内外圆同轴度公差A,3,=0.02，求壁厚。,解：分析：按加工顺序，车外圆，镗内孔，最后自然形成壁厚，所以取壁厚为封闭环。,依题意，是求封闭环的基本尺寸和偏差，是正计算问题。,用极值法解，步骤如下：,(1)画尺寸链图,由于此例A,1,、A,2,尺寸相对加工基准具有对称性，故应取半值画尺寸链图，,同轴度A,3,在此例中可作一个线性尺寸来处理，根据同轴度公差带对实际被测要素的限定情况，可定A,3,为00.01。以外圆圆心为基准，按加工顺序分别画出A,1,/2，A,3,，A,2,/2，并用A,0,把它们连接成封闭回路。,(2)确定封闭环,因为壁厚A,0,为最后自然形成的尺寸，故为封闭环。,(3)确定增、减环,先画出封闭环的箭头，然后以相反的方向依次画出各组成环的箭头，根据箭头的方向，可以判断，A,1,/2，A,3,为增环，A,2,/2为减环。,(4)计算壁厚基本尺寸和极限偏差：,A,0,=（A,1,/2+A,3,）A,2,/2=3530=5,ES,0,=（0.02）+（+0.01）0=0.01,EI,0,=（0.04）+（0.01）（0.03）=0.08 则有：,(5)验算：T,0,=ES,0,EI,0,=（0.01）+（0.08）=0.07,由公式T0=Ti T,0,=（0.02）（0.04）+（+0.03）0+0.02=0.07,校核结果说明计算无误，所以壁厚为：,A0=5,需指出的是，同轴度A,3,如作为减环处理，结果仍然不变。,结束,