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第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社第6章 装配工艺规程6.1 装配与装配精度6.2 装配的组织形式及生产纲领6.3 装配尺寸链6.4 保证装配精度的装配方法6.5 装配工艺规程的制定1.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.1 装配与装配精度机器装配是机械制造中机器装配是机械制造中较难实现较难实现自自动动化的生化的生产过产过程程。目前，在多数工厂中，装配的主要工作是手工完成的，所以目前，在多数工厂中，装配的主要工作是手工完成的，所以选择选择合适的装配方法，制定合理的装配工合适的装配方法，制定合理的装配工艺规艺规程，不程，不仅仅是保是保证证机器装配机器装配质质量的手段，也是提高生量的手段，也是提高生产产效率，降低制造成本的有力措施。效率，降低制造成本的有力措施。2.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.1.1机器装配概念机器装配概念任何机器都是由任何机器都是由许许多零件装配而成的，多零件装配而成的，零件零件是机器的最小制造是机器的最小制造单单元。元。机器装配是按照机器的技机器装配是按照机器的技术术要求，将零件要求，将零件进进行配合和行配合和连连接，使之成接，使之成为为机器的工机器的工艺过艺过程。机器装配是整个机器制造程。机器装配是整个机器制造过过程中的最后程中的最后阶阶段。机器装配段。机器装配包括装配、包括装配、调调整、整、检验检验和和试验试验等工作。等工作。为为了有效地了有效地组织组织装配工作装配工作进进行，一般将机器划分行，一般将机器划分为为若干可以独立开展若干可以独立开展装配工作的部分，称之装配工作的部分，称之为为装配装配单单元元。机器装配机器装配单单元主要有合件、元主要有合件、组组件、部件和机器等。件、部件和机器等。合件合件是由若干零件固定是由若干零件固定连连接接(铆铆或或焊焊)而成，或而成，或连连接后再接后再经经加工而成，加工而成，如装配式如装配式齿轮齿轮，发动发动机机连连杆小杆小头头孔孔压压入入衬衬套后再套后再镗镗孔。合件也被称孔。合件也被称为为套件。套件。3.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社组组件件是指一个或几是指一个或几个合件与零件的个合件与零件的组组合，没合，没有有显显著完整的作用著完整的作用.如主如主轴轴箱中箱中轴轴与其与其上的上的齿轮齿轮、套、套、垫垫片、片、链链和和轴轴承的承的组组合体。合体。4.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社部件部件是若干是若干组组件、合件件、合件及零件的及零件的组组合体，部件在机合体，部件在机器中具有完整的功能与用途。器中具有完整的功能与用途。例如汽例如汽车车的的发动发动机、机、变变速箱速箱;车车床主床主轴轴箱和溜板箱等。箱和溜板箱等。5.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社机器是由零件、合件、机器是由零件、合件、组组件和部件等件和部件等组组成。成。机器装配一般机器装配一般过过程程是零件是零件预预先装成合件、先装成合件、组组件和部件，然后件和部件，然后进进一一步装配成机器。步装配成机器。合件装配合件装配是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件形成一个是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件形成一个最小装配最小装配单单元的装配元的装配过过程。程。组组件装配件装配是在一个基准零件上装上若干个合件及零件构成是在一个基准零件上装上若干个合件及零件构成组组件装件装配配单单元的装配元的装配过过程，程，简简称称为组为组装。装。部件装配部件装配是在一个基准零件上装上若干个是在一个基准零件上装上若干个组组件、合件和零件构成件、合件和零件构成部件装配部件装配单单元的装配元的装配过过程。程。总总装配装配是在一个基准件上安装若干个部件、是在一个基准件上安装若干个部件、组组件、合件和零件，件、合件和零件，最最终组终组成一台机器的装配成一台机器的装配过过程。程。总总装配装配简简称称总总装。装。7.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.1.2装配系装配系统图统图与装配工与装配工艺艺系系统图统图常用装配常用装配单单元系元系统图统图来清晰表示装配来清晰表示装配顺顺序。序。装配装配单单元系元系统图统图的的绘绘制方法如下：制方法如下：用一个用一个长长方格表示一个零件或装配方格表示一个零件或装配单单元。即用元。即用该长该长方格可以方格可以表示参加装配的零件、合件、表示参加装配的零件、合件、组组件、部件和机器。件、部件和机器。在在该该方格内，上方注明零件或装配方格内，上方注明零件或装配单单元名称，左下方填写零元名称，左下方填写零件或装配件或装配单单元的元的编编号，右下方填写零件或装配号，右下方填写零件或装配单单元的件数，如元的件数，如图图6.1所示。所示。零件零件部件部件8.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社装配装配单单元系元系统图绘统图绘制方法与步制方法与步骤骤如入：如入：首先，画一条首先，画一条较较粗的横粗的横线线横横线线右端指向装配右端指向装配单单元的元的长长方格，方格，横横线线左端左端为为基准件的基准件的长长方格。方格。其次，按装配先后其次，按装配先后顺顺序，从左向右依次将装入基准件的零件、序，从左向右依次将装入基准件的零件、合件、合件、组组件和部件引入。件和部件引入。表示零件的表示零件的长长方格画在横方格画在横线线上方；表示合件、上方；表示合件、组组件和部件的件和部件的长长方格画在横方格画在横线线下方。下方。合件装配系合件装配系统图统图如如图图6.2所示所示 9.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社组组件装配系件装配系统图统图10.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社部件装配系部件装配系统图统图11.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社机器装配系机器装配系统图统图如如图图6.5所示所示 12.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社13.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社比比较较简单简单的的产产品品也可把所有装配也可把所有装配单单元的装配系元的装配系统图统图画在机器装配系画在机器装配系统图统图中，称之中，称之为为装配装配单单元系元系统统合成合成图图，如，如图图6.6所示。所示。14.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社在装配在装配单单元系元系统图统图上加注所需的工上加注所需的工艺说艺说明内容，如明内容，如焊焊接、配接、配钻钻、配、配刮、冷刮、冷压压、热压热压和和检验检验等，就形成等，就形成装配工装配工艺艺系系统图统图，如，如图图6.7所示。所示。装配工装配工艺艺系系统图统图比比较较清楚而全面地反清楚而全面地反应应了了装配装配单单元的划分元的划分、装配装配顺顺序序和和装配工装配工艺艺方法方法。它是装配工它是装配工艺规艺规程制定中的主要文件之一，也是划分装配工序的依程制定中的主要文件之一，也是划分装配工序的依据。据。15.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.1.3装配精度装配精度1.基本概念基本概念装配精度装配精度是机器是机器质质量的重要指量的重要指标标之一，它是保之一，它是保证证机器具有正常工作性机器具有正常工作性能的必要条件，凡是装配完成的机器必能的必要条件，凡是装配完成的机器必须满须满足足规规定的装配精度，装配精度定的装配精度，装配精度既是制定装配工既是制定装配工艺规艺规程的主要依据，也是确定零件加工精度的依据。程的主要依据，也是确定零件加工精度的依据。机器的装配精度主要内容包括：机器的装配精度主要内容包括：相互尺寸精度相互尺寸精度、相互位置精度相互位置精度、相相对对运运动动精度精度、相互配合精度相互配合精度。相互尺寸精度相互尺寸精度是指机器中相关零部件是指机器中相关零部件间间的相互尺寸关系的精度。例如，的相互尺寸关系的精度。例如，机床主机床主轴锥轴锥孔中心距床身孔中心距床身导轨导轨的距离；尾架的距离；尾架顶顶尖套中心距尖套中心距导轨导轨的距离；主的距离；主轴锥轴锥孔中心距尾架孔中心距尾架顶顶尖套中心距尖套中心距导轨导轨的距离等等。的距离等等。相互位置精度相互位置精度是指机器中相关零部件是指机器中相关零部件间间的相互位置关系的精度。如机的相互位置关系的精度。如机床主床主轴轴箱中相关箱中相关轴间轴间中心距尺寸精度和同中心距尺寸精度和同轴轴度、平行度、垂直度等。度、平行度、垂直度等。相相对对运运动动精度精度是指机器中作相是指机器中作相对对运运动动的零部件之的零部件之间间在运在运动动方向和相方向和相对对运运动动速度上的精度。如运速度上的精度。如运动动方向与基准方向与基准间间的平行度和垂直度，相的平行度和垂直度，相对对运运动动部部件件间间的的传动传动精度等。精度等。相互配合精度相互配合精度包括配合表面包括配合表面间间的配合的配合质质量和接触量和接触质质量。量。配合配合质质量量是指是指机器中零件配合表面之机器中零件配合表面之间间到达到达规规定的配合定的配合间间隙或隙或过过盈盈间间隙的程度。隙的程度。接触接触质质量量是指机器中两配合或是指机器中两配合或连连接表面接表面间间达到达到规规定的接触面定的接触面积积的大小和接触点分的大小和接触点分布的情况。布的情况。16.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2.影响机器装配精度的因素影响机器装配精度的因素一般情况下，装配精度是由有关一般情况下，装配精度是由有关组组成零件的加工精度来保成零件的加工精度来保证证的，的，这这些零件的加工些零件的加工误误差的累差的累积积将影响装配精度。将影响装配精度。在加工条件允在加工条件允许时许时，可以合理地，可以合理地规规定有关零部件的制造精度，使定有关零部件的制造精度，使它它们们的累的累积误积误差仍不超出装配精度所差仍不超出装配精度所规规定的范定的范围围，从而，从而简简化装配化装配过过程，程，这对这对于大批大量生于大批大量生产过产过程是十分必要的。程是十分必要的。对对于某些装配精度要求高的装配于某些装配精度要求高的装配单单元，特元，特别别是装配是装配单单元包含零件元包含零件较较多多时时，如果装配精度完全由有关零件的加工精度来直接保，如果装配精度完全由有关零件的加工精度来直接保证证，则对则对各各零件的加工精度要求很高，零件的加工精度要求很高，这样这样会造成加工困会造成加工困难难，其至无法加工。，其至无法加工。遇到遇到这这种情况，常按种情况，常按经济经济加工精度来确定大部分零件的精度要求，加工精度来确定大部分零件的精度要求，使之易于加工，而在装配使之易于加工，而在装配阶阶段采用一定的装配工段采用一定的装配工艺艺措施（如修配、措施（如修配、调调整、整、选选配等）来保配等）来保证证装配精度。装配精度。17.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社如果机器的装配精度是由一个零件的精度来控制与保如果机器的装配精度是由一个零件的精度来控制与保证证，则则称称这这种情况是种情况是“单单件自保件自保”。受相。受相应应零件精度（特零件精度（特别别是关是关键键零件精度）的影零件精度）的影响，如响，如车车床尾座移床尾座移动动相相对对溜板移溜板移动动的平行度要求，主要取决于溜板用的平行度要求，主要取决于溜板用导轨导轨与尾座用与尾座用导轨导轨之之间间的平行度，如的平行度，如图图6.8所示。所示。18.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.2装配的组织形式及生产纲领 1.装配的装配的组织组织形式形式装配的装配的组织组织形式的形式的选择选择主要取决于机器的主要取决于机器的结结构特点构特点(包括重量、包括重量、尺寸和复尺寸和复杂杂程度程度)、生、生产纲领产纲领和和现现有生有生产产条件。条件。按机器按机器产产品在装配品在装配过过程中移程中移动动与否，装配的与否，装配的组织组织形式分形式分为为固定固定式和移式和移动动式两种。式两种。固定式装配固定式装配组织组织形式是在一个固定的地点形式是在一个固定的地点进进行全部装配工作，行全部装配工作，机器在装配机器在装配过过程中不移程中不移动动，多用于，多用于单单件小批生件小批生产产或重型或重型产产品的成批品的成批生生产产。固定式装配也可以按装。固定式装配也可以按装组织组织工人工人专业专业分工和按照装配分工和按照装配顺顺序序轮轮流到各流到各产产品点品点进进行装配，行装配，这这种装配种装配组织组织形式称形式称为为固定流水装配，多固定流水装配，多用于成批生用于成批生产结产结构比构比较较复复杂杂、工序数多的大型、重型机器，如机床、工序数多的大型、重型机器，如机床、汽汽轮轮机的装配。机的装配。19.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社移移动动式装配式装配是将零、部件用是将零、部件用输输送送带带或小或小车车按装配按装配顺顺序从一个装序从一个装配地点移配地点移动动到下一个装配地点，各装配地点分到下一个装配地点，各装配地点分别别完成一部分装配工完成一部分装配工作，全部装配工作分散到各个装配地点分作，全部装配工作分散到各个装配地点分别进别进行，全部装配地点完行，全部装配地点完成机器的全部装配工作。成机器的全部装配工作。移移动动式装配按移式装配按移动动的形式可分的形式可分为连续为连续移移动动和和间间歇移歇移动动两种。两种。连续连续移移动动式装配式装配即装配即装配线连续线连续按按节节拍移拍移动动。在每一个装配地点，。在每一个装配地点，工人一工人一边边装配机器，一装配机器，一边边跟随装配跟随装配线线走走动动，工序装配工作完，工序装配工作完毕毕立即立即回到原位回到原位继续继续重复装配；重复装配；间间歇移歇移动动式装配式装配是每一个装配地点装配是每一个装配地点装配时产时产品不品不动动，工人在，工人在规规定定时间时间 节节拍拍)内完成装配内完成装配规规定工作后，机器再被生定工作后，机器再被生产线输产线输送到下一送到下一工作地点。工作地点。移移动动式装配按移式装配按移动时节动时节拍拍变变化与否又可分化与否又可分为为强强制制节节拍拍和和变节变节拍拍两种。两种。变节变节拍式移拍式移动动比比较较灵活，具有柔性适合多品种装配。移灵活，具有柔性适合多品种装配。移动动式装式装配常用于大批大量生配常用于大批大量生产组产组成流水作成流水作业线业线或自或自动线动线，如汽，如汽车车、拖拉机、拖拉机、仪仪器器仪仪表等表等产产品的装配。品的装配。20.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2.生生产纲领产纲领及其工及其工艺艺特点特点生生产纲领产纲领决定了决定了产产品的生品的生产类产类型。不同的生型。不同的生产类产类型致使机器装配型致使机器装配的的组织组织形式、装配方法、工形式、装配方法、工艺过艺过程的划分、程的划分、设备设备及工及工艺艺装装备专业备专业化或化或通用化水平、手工操作工作量的比例、通用化水平、手工操作工作量的比例、对对工人技工人技术术水平的要求和工水平的要求和工艺艺文件格式等均有不同。文件格式等均有不同。各种生各种生产类产类型的装配工型的装配工艺艺特征如表特征如表6.1所示。所示。21.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社22.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.3 装配尺寸链6.3.1装配尺寸装配尺寸链链的概念的概念在机器装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所在机器装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组组成的成的尺寸尺寸链链，称，称为为装配尺寸装配尺寸链链。装配尺寸装配尺寸链链的的封封闭环闭环是装配是装配过过程所要保程所要保证证的机器装配精度或技的机器装配精度或技术术要求。封要求。封闭环闭环（装配精度）是通（装配精度）是通过过装配装配过过程最程最终终形成或保形成或保证证的尺寸或位的尺寸或位置关系。置关系。装配尺寸装配尺寸链链也是一种尺寸也是一种尺寸链链，具有尺寸，具有尺寸链链的共性。装配尺寸的共性。装配尺寸链链也也具有具有封封闭闭性性和和关关联联性性等。等。同同样样，按照各个，按照各个组组成成环环和封和封闭环闭环的几何特征和所的几何特征和所处处空空间间位置分布位置分布情况可以分情况可以分为为直直线线尺寸尺寸链链、平面尺寸平面尺寸链链和和空空间间尺寸尺寸链链和和角度尺寸角度尺寸链链。工程上，直工程上，直线线尺寸尺寸链链是最常是最常见见的尺寸的尺寸链链。限于篇幅，本。限于篇幅，本书书以直以直线线尺寸尺寸链为链为例探例探讨讨装配尺寸装配尺寸链问题链问题。其它。其它类类型尺寸型尺寸链问题链问题，读读者可以参者可以参阅阅相关手册及参考相关手册及参考资资料。料。23.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2.查查找找组组成成环环装配尺寸装配尺寸链链的的组组成成环环是是对对装配精度装配精度发发生生直接影响的那些零、部件的尺寸。在直接影响的那些零、部件的尺寸。在查查找装找装配尺寸配尺寸链组链组成成环时环时，遵循，遵循最短路最短路线线原原则则。最短路最短路线线原原则则要求每个装配相关的零、要求每个装配相关的零、部件只部件只应应有一个尺寸作有一个尺寸作为组为组成成环环列入装配尺列入装配尺寸寸链链，即将，即将连连接两个装配基准面接两个装配基准面间间的位置尺的位置尺寸直接寸直接标标注在零件注在零件图图上。上。这样这样，组组成成环环的数的数目就等于有关零、部件的数目，即目就等于有关零、部件的数目，即“一件一一件一环环”，此，此时时装配尺寸装配尺寸链环链环数最少。数最少。链轮链轮装配尺寸装配尺寸链链中，中，组组成成环为环为A1、A2、A3、A4和和A5。24.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.3.2装配尺寸装配尺寸链链的建立的建立依据机器装配精度要求，准确地从机依据机器装配精度要求，准确地从机械部件械部件图图或或总总装装图图中找出相中找出相应应的装配尺寸的装配尺寸关系并建立装配尺寸关系并建立装配尺寸链链是解算装配尺寸是解算装配尺寸链链的关的关键键。例如。例如链轮链轮装配装配图结图结构构见图见图6.9，装，装配精度要求控制配精度要求控制轴轴向装配向装配间间隙隙A0。与。与轴轴向向装配装配间间隙隙A0直接相关的零件尺寸有直接相关的零件尺寸有A1、A2、A3、A4和和A5。下面下面结结合合实实例例说说明建立装配尺寸明建立装配尺寸链链的的步步骤骤。1.确定封确定封闭环闭环装配尺寸装配尺寸链链的封的封闭环闭环是有关零、部件是有关零、部件装配后形成的，具有装配精度要求或装配装配后形成的，具有装配精度要求或装配技技术术要求的尺寸，一般要求的尺寸，一般为为某一个配合某一个配合间间隙隙量或配合量或配合过过盈量。盈量。链轮链轮装配尺寸装配尺寸链链中，封中，封闭环为闭环为A0。25.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.画尺寸画尺寸链图链图并确定并确定组组成成环环的性的性质质根据封根据封闭环闭环和找到的和找到的组组成成环环画出尺寸画出尺寸链图链图，并根据尺寸，并根据尺寸链链理理论论可以确定增减可以确定增减环环（见见第一章）。第一章）。建立建立链轮链轮装配尺寸装配尺寸链图见图链图见图6.10，其，其中中A2是增是增环环，A1、A3、A4和和A5是减是减环环。26.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.3.3装配尺寸装配尺寸链链的的计计算方法算方法 装配尺寸装配尺寸链链的的应应用也可分用也可分为为正正计计算和反算和反计计算。算。已知与装配精度有关的各零部件的基本尺寸及其偏差求解装配已知与装配精度有关的各零部件的基本尺寸及其偏差求解装配精度要求的基本尺寸及偏差的精度要求的基本尺寸及偏差的计计算算过过程程为为正正计计算算，主要用于，主要用于校核校核验验算算。当已知装配精度要求（即已知装配尺寸当已知装配精度要求（即已知装配尺寸链链封封闭环闭环的基本尺寸及其的基本尺寸及其偏差），求解与偏差），求解与该项该项装配精度有关的各零部件基本尺寸及其偏差的装配精度有关的各零部件基本尺寸及其偏差的计计算算过过程称程称为为反反计计算算，装配尺寸，装配尺寸链链的反的反计计算算应应用主要用于用主要用于产产品的品的设计设计。为为了了简简便起便起见见，装配尺寸，装配尺寸链计链计算常用算常用对对称公差法称公差法。对对称公差法称公差法是将所有是将所有组组成成环环的尺寸的尺寸变为对变为对称公差，注意称公差，注意变换过变换过程程中中组组成成环环的基本尺寸也会的基本尺寸也会发发生改生改变变，采用，采用平均尺寸平均尺寸。然后，利用。然后，利用变换变换后后的基本尺寸和的基本尺寸和对对称公差称公差进进行行计计算。算。根据需要，将根据需要，将计计算算结结果重新改写果重新改写为为极限偏差形式。极限偏差形式。27.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社假假设设装配尺寸装配尺寸链链由由m个个组组成成环环和一个装配和一个装配环组环组成。成。对对称公差法称公差法计计算公式如下：算公式如下：式中，式中，k=0，1，2，3.m。装配尺寸装配尺寸链链的解算可根据不同需要，的解算可根据不同需要，选择选择极极值值法或概率法。法或概率法。28.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社1极极值值法法极极值值法的法的优优点是点是计计算算简单简单，极，极值值法法设计设计的零件具有完全的互的零件具有完全的互换换性。性。装配尺寸装配尺寸链链极极值值法法计计算公式和第一章工算公式和第一章工艺艺尺寸尺寸链链的的计计算公式相同，算公式相同，在此从略。在此从略。由于装配尺寸由于装配尺寸链链的的环环数往往数往往较较多，装配尺寸多，装配尺寸链链极极值值法法计计算常采用算常采用对对称公差法。称公差法。极极值值法的公式是根据极大极小的极端情况推法的公式是根据极大极小的极端情况推导导出来的，故在既定封出来的，故在既定封闭环闭环的情况下，的情况下，计计算出的算出的组组成成环环公差往往公差往往过过于于严严格。格。特特别别是在封是在封闭环闭环精度要求高、精度要求高、组组成成环环数目多数目多时时，计计算出的算出的组组成成环环公公差差过过小，甚至无法用机械加工来保小，甚至无法用机械加工来保证证。29.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社式中式中 为为封封闭环闭环极极值值公差；公差；为为封封闭环闭环极极值值公差要求公差要求值值；为为第第i个个组组成成环环公差；公差；为为第第i个个组组成成环传递环传递系数；系数；m为组为组成成环环环环数。数。在利用极在利用极值值法法对对直直线线尺寸尺寸链进链进行正行正计计算算时时，为为保保证证装配精度要装配精度要求，求，各各组组成成环环公差之和必公差之和必须须小于或等于封小于或等于封闭环闭环公差公差，即，即 在在进进行直行直线线尺寸尺寸链链反反计计算算时时，可按，可按“等公差等公差”原原则则确定各确定各组组成成环环的平均极的平均极值值公差公差 然后，根据各然后，根据各组组成成环环尺才的加工尺才的加工难难易程度易程度对对它它们们的公差的公差进进行适当的行适当的调调整。整。30.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社调调整其他整其他组组成成环环尺寸公差尺寸公差时时，可参照以下原，可参照以下原则则：(1)当当组组成成环为环为标标准件准件尺寸尺寸时时(如如轴轴承承环环或或弹弹性性垫垫圈的厚度等圈的厚度等)，其公，其公差大小和极限偏差在相差大小和极限偏差在相应标应标准中已有准中已有规规定，是定，是已知已知值值。(2)对对于于同同时为时为几个不同装配尺寸几个不同装配尺寸链链的的组组成成环环(称称为为公共公共环环)，其公差，其公差及分布位置的确定，及分布位置的确定，应应根据根据对对其有其有严严格公差要求的那个装配尺寸格公差要求的那个装配尺寸链链的的计计算算来确定来确定。在其余尺寸。在其余尺寸链计链计算中，算中，该环该环的尺寸已的尺寸已经经成成为为已知已知值值。(3)尺寸相近、加工方法相同的尺寸相近、加工方法相同的组组成成环环，可取相等的公差，可取相等的公差值值。(4)难难加工或加工或难测难测量的量的组组成成环环，可取，可取较较大的公差大的公差值值。在确定各在确定各组组成成环环的极限偏差的极限偏差时时，按，按入体原入体原则则确定各尺寸偏差。确定各尺寸偏差。显显然，如果待定的各然，如果待定的各组组成成环环公差都按上述公差都按上述办办法确定，往往不能法确定，往往不能满满足足装配后封装配后封闭环闭环的要求。的要求。为为此，需要从此，需要从组组成成环环中中选择选择一个一个环环，其公差大小和，其公差大小和分布位置不按上述方法确定，而是用它来分布位置不按上述方法确定，而是用它来协调协调各各组组成成环环与封与封闭环闭环的关系，的关系，以以满满足封足封闭环闭环的要求。的要求。这这个个预预定在尺寸定在尺寸链链中起中起协调协调作用的作用的组组成成环环称称为为协调环协调环，也称，也称补偿环补偿环，调调整整环环。一般。一般选选用便于制造及便于用便于制造及便于测测量的零件尺寸作量的零件尺寸作为协调环为协调环，取，取较较小的小的制造公差，制造公差，这样这样可放可放宽难宽难加工零件的尺寸公差。加工零件的尺寸公差。协调环协调环的尺寸是通的尺寸是通过过解算尺寸解算尺寸链链求得的。求得的。31.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社封封闭环闭环的基本尺寸的基本尺寸 式中式中 为为封封闭环闭环的基本尺寸；的基本尺寸；为为第第i个个组组成成环环基本尺寸。基本尺寸。例例6.1图图6.9所示所示链轮链轮装配，装配装配，装配技技术术要求要求链轮轴链轮轴向向间间隙隙A0应应在在0.050.45mm之之间间。已知：已知：A1=2.5，A2=52，A3=4.5，A4=40，Ak=5。试试用极用极值值法确定装配尺寸法确定装配尺寸关系中各关系中各组组成的成的设计设计尺寸。尺寸。32.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社解解：(1)建立尺寸建立尺寸链链如如图图6.10所示。所示。确定确定A0为为封封闭环闭环，mm。(2)计计算算组组成成环环平均公差。平均公差。(3)选择选择 为为协调环协调环，记为记为(4)按按经济经济加工精度确定除了加工精度确定除了协调环协调环之外的之外的组组成成环环的公差及偏差的公差及偏差mm，mm，mm，mm，按照入体原按照入体原则则，确定上述各，确定上述各组组成成环环的尺寸如下：的尺寸如下：mm，mm，mm，mm。33.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(5)计计算算协调环协调环公差公差 （或者（或者 ），代入数，代入数值值，经计经计算算 mm。(6)计计算算协调环协调环平均尺寸平均尺寸计计算除算除协调环协调环之外的各之外的各环环的中的中间间偏差：偏差：mm；mm；mm；mm；mm。计计算除算除协调环协调环的中的中间间偏差偏差 ，代入数，代入数值值，经计经计算算 mm。计计算算协调环协调环名名义义尺寸尺寸 代入数代入数值值，经计经计算算 mm。则则 mm。34.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(7)整理整理计计算算结结果果见见表表6.2 35.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2.概率法概率法根据数理根据数理统计统计理理论论，每个，每个组组成成环环尺寸尺寸处处于极限情况的机会是很少于极限情况的机会是很少的，特的，特别别是在大批量生是在大批量生产产中，若中，若组组成成环环数目数目较较多。装配多。装配过过程中各零件程中各零件的的组组合均合均趋趋于极限情况的概率非常小，因此采用概率解法于极限情况的概率非常小，因此采用概率解法计计算装配尺算装配尺寸寸链链更更为为合理。采用概率法合理。采用概率法计计算装配尺寸算装配尺寸链链，可以，可以扩扩大各零件的制造大各零件的制造公差，降低制造成本。公差，降低制造成本。装配尺寸装配尺寸链链的各的各组组成成环环是有关零件的加工尺寸或相是有关零件的加工尺寸或相对对位置精度，位置精度，是彼此独立的随机是彼此独立的随机变变量。因此，作量。因此，作为组为组成成环环合成量的封合成量的封闭环闭环也是一个也是一个随机随机变变量。量。36.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社在直在直线线尺寸尺寸链链中，由概率中，由概率论论知：各独立随机知：各独立随机变变量量(装配尺寸装配尺寸链链的的组组成成环环)的均方根偏差的均方根偏差i与与这这些随机些随机变变量之和量之和(尺寸尺寸链链的封的封闭环闭环)的均方的均方根偏差根偏差0的关系的关系为为 当尺寸当尺寸链链各各组组成成环环均均为为正正态态分布分布时时，其封，其封闭环闭环也也为为正正态态分布。此分布。此时时，各，各组组成成环环的尺寸的尺寸误误差分散范差分散范围围i与其均方根偏差与其均方根偏差i的关系的关系为为i6i 当当误误差分散中心与正差分散中心与正态态分布中心重合，且分布中心重合，且误误差分散范差分散范围围等于公差等于公差值值（即置信水平（即置信水平为为99.73%情况下），即情况下），即iTi 时时，则则 上式上式说说明，当各明，当各组组成成环环都都为为正正态态分布分布时时，封，封闭环闭环的公差等于各的公差等于各组组成成环环公差平方和的平方根。公差平方和的平方根。37.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社如取各如取各组组成成环环公差相等，公差相等，则则各各组组成成环环平均平方公差平均平方公差为为 比比较较式式(6.12)和和(6.14)可知，与极可知，与极值值解法反解法反计计算装配尺寸算装配尺寸链链相比，概相比，概率解法可将率解法可将组组成成环环的公差的公差值扩值扩大大 倍，倍，这这是概率法的突出是概率法的突出优优点。点。上述情况是上述情况是针对针对直直线线尺寸尺寸链链情况。若尺寸情况。若尺寸链为链为非直非直线线尺寸尺寸链链，则则需需要引入要引入传递传递系数系数 。如果置信水平。如果置信水平P不不为为99.73%，则则需要引入系数需要引入系数K0。利用概率法解尺寸利用概率法解尺寸链计链计算算问题时问题时，封，封闭环闭环的公差的公差值为值为38.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社概率法概率法的的计计算以一定算以一定置信水平置信水平P(%)为为依据。依据。置信水平表示了装配后合格品所占的百分比，置信水平表示了装配后合格品所占的百分比，1-P表示了超差品的百表示了超差品的百分数。分数。相相对对分布系数分布系数K0与置信水平的关系与置信水平的关系见见表表6.3。39.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社例例6.2 图图6.9所示所示链轮链轮装配，装配技装配，装配技术术要求要求链轮轴链轮轴向向间间隙隙A0应应在在0.050.45mm之之间间。已知：已知：A1=2.5，A2=52，A3=4.5，A4=40，Ak=5。各加工尺寸符合正各加工尺寸符合正态态分布。分布。试试用概率法确定装配尺寸关系中各用概率法确定装配尺寸关系中各组组成的成的设计设计尺寸。尺寸。问题问题分析分析：从装配精度看，例：从装配精度看，例6.2链轮链轮轴轴向向间间隙隙A0应应在在0.050.45mm之之间间，装配，装配精度与例精度与例6.1相同。极相同。极值值法法计计算算结结果看果看补偿补偿环环公差公差较较小，小，补偿环补偿环加工精度要求加工精度要求较较高。高。概率法概率法计计算算结结果可用于果可用于对对比分析：在比分析：在同等装配精度要求下，概率法同等装配精度要求下，概率法设计组设计组成成环环尺尺寸能否降低寸能否降低对组对组成成环环加工精度要求，加工精度要求，显显示出示出概率法的特点。概率法的特点。40.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社解解：(1)建立尺寸建立尺寸链链如如图图6.10所示。所示。确定确定A0为为封封闭环闭环，mm。(2)计计算算组组成成环环平均公差。平均公差。(3)选择选择 为为协调环协调环，记为记为(4)按按经济经济加工精度确定除了加工精度确定除了协调环协调环之外的之外的组组成成环环的公差及偏差的公差及偏差mm，mm，mm，mm，按照入体原按照入体原则则，确定上述各，确定上述各组组成成环环的尺寸如下：的尺寸如下：mm，mm，mm，mm。41.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(5)计计算算协调环协调环公差公差 （或者（或者 ），代入数，代入数值值，经计经计算算 mm。(6)计计算算协调环协调环平均尺寸平均尺寸计计算除算除协调环协调环之外的各之外的各环环的中的中间间偏差：偏差：mm；mm；mm；mm；mm。计计算除算除协调环协调环的中的中间间偏差偏差 ，代入数，代入数值值，经计经计算算 mm。计计算算协调环协调环名名义义尺寸尺寸 代入数代入数值值，经计经计算算 mm。则则 mm。42.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(7)整理整理计计算算结结果果见见表表6.4 43.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.4 保证装配精度的装配方法机械机械产产品的精度要求最品的精度要求最终终要靠装配来达到。要靠装配来达到。为为了减少装配了减少装配劳动劳动量、降低零件加工精度，并量、降低零件加工精度，并获获得或保持得或保持较较高的装配精度，需要根据高的装配精度，需要根据产产品的性能要求、品的性能要求、结结构特点、生构特点、生产纲产纲领领、生、生产产技技术术条件等条件等诸诸因素因素选择选择合适的装配方法。合适的装配方法。在生在生产产中，常用的保中，常用的保证产证产品装配精度的方法有：品装配精度的方法有：互互换换装配装配法法、分分组组装配法装配法、修配装配法修配装配法与与调调整装配法整装配法等四等四类类。44.第6章 装配工艺规程制定机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6.4.1互互换换装配法装配法互互换换装配法装配法是从制造合格的同是从制造合格的同规规格零件中任取一个用来装配均能达到装格零件中任取一个用来装配均能达到装配精度要求的装配方法。配精度要求的装配方法。互互换换法装配法装配产产品的装配精度是靠控制零件的加工精度来保品的装配精度是靠控制零件的加工精度来保证证的，因此需的，因此需要零件的制造要要零件的制造要满满足互足互换换性。性。按互按互换换程度的不同，互程度的不同，互换换装配法分装配法分为为完全互完全互换换装配法装配法与与大数互大数互换换装配法装配法。1完全互完全互换换装配法装配法在在产产品装配品装配时时各各组组成成环环零件不需挑零件不需挑选选或改或改变变其大小或位置，全部其大小或位置，全部产产品装品装配后即能达到封配后即能达到封闭环闭环的公差要求，的公差要求，这这种装配方法称种装配方法称为为完全互完全互换换装配法装配法。完全互完全互换换装配法装配法采用极采用极值值法法计计算。算。为为保保证证装配精度要求，尺寸装配精度要求，尺寸链链中封中封闭闭环环的极的极值值公差公差应应小于或等于封小于或等于封闭环闭环的公差要求的公差要求值值。2大数互大数互换换装配法装配法大数互大数互换换装配法装配法是指在是指在产产品装配品装配时时，各，各组组成成环环零件不需挑零件不需挑选选或改或改变变其大其大小或位置，小或位置，绝绝大多数装配后即能达到封大多数装配后即能达到封闭环闭环的公差要求。的公差要求。大数互大数互换换装配法是采用装配法是采用统计统计法法计计算。算。为为保保证绝证绝大多数大多数产产品的装配精度要品的装配精度要求，尺寸求，尺寸链链中封中封闭环闭环的的统计统计公差公差应应小于或等于封小于或等于封闭环闭环的公差要求的公差要求值值。45.第6章 装配工艺规程制定机械