公差配合与技术测量 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 张皓阳 第6章
30页1、第6章 尺寸公差设计-尺寸链,6.1 概述 6.2 圆锥公差 6.3 圆锥配合 6.4 圆锥角测量 思考题与练习,6.1 概述 6.1.1 尺寸链的基本概念 一个零件或一台机器的结构尺寸总存在着一些相互联系,这些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组,称为尺寸链。 尺寸链具有两个特性。 (1)封闭性。组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成一个封闭系统。 (2)相关性。其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。,例如,图6-1的孔和轴零件的装配过程,其间隙(过盈)A0的大小由孔径A1和轴径A2所决定,即A0 = A1A2。这些尺寸组合A1、A2和A0就是一个尺寸链。又如,图6-2所示的零件,先后按A1、A2加工,则尺寸A0由A1和A2所确定,即A0 = A1A2。这样,尺寸A1、A2和A0也形成一个尺寸链。,图6-1 装配尺寸链,图6-2 工艺尺寸链,6.1.2 尺寸链的组成和分类 1尺寸链的组成 组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。 (1)封闭环。加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸称封闭环。封闭环是尺寸链中唯一的特殊环,一般以字母加下标“0”表示,如A0、B0等
2、。如图6-1中的尺寸A0就是封闭环。 (2)组成环。尺寸链中除封闭环以外的其他环称组成环。同一尺寸链中的组成环一般以同一字母加下标1,2,3,”表示,如A1、A2根据它们对封闭环影响的不同,又分为增环和减环。 增环。与封闭环同向变动的组成环,即当该组成环尺寸增大(减小)而其他组成环不变时,封闭环的尺寸也随之增大(减小)。 减环。与封闭环反向变动的组成环,即当该组成环尺寸增大(减小)而其他组成环不变时,封闭环的尺寸却随之减小(增大)。,2尺寸链的分类 装配尺寸链按照计量单位的不同可分为长度尺寸链、角度尺寸链;按几何特征和所处的空间位置可分为线性尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链;按尺寸应用类型可分为零件尺寸链、装配尺寸链(见图6-1)和工艺尺寸链(见图6-2)。,6.1.3 尺寸链线图的建立 1建立尺寸链 正确建立和描述尺寸链是进行尺寸链综合精度分析计算的基础。建立装配尺寸链时,应了解零件的装配关系、装配方法及装配性能要求;建立工艺尺寸链时,应了解零、部件的设计要求及其制造工艺过程。同一零件的不同工艺过程所形成的尺寸链是不同的。 (1)正确地确定封闭环。 (2)正确地确定组成环。,2查找组成
3、环 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。 例如,图4-3所示的车床主轴轴线与尾架轴线高度差的允许值A0是装配技术要求,为封闭环。组成环可从尾架顶尖开始査找,经过尾架顶尖轴线到底面的高度A1、与床面相连的底板的厚度A2、床面到主轴轴线的距离A3,最后回到封闭环。其中A1、A2和A3均为组成环。,图6-3 车床顶尖高度尺寸链,3画尺寸链线图 为了清楚地表达尺寸链的组成,只须将尺寸链中各尺寸依次画出,形成封闭的图形即可,这样的图形称为尺寸链线图,如图6-3(b)所示。画出装配尺寸链图后,要判别组成环的性质。判别组成环性质的方法有两种:定义法和箭头法。 定义法:当组成环尺寸增大(减小)时,封闭环尺寸也随之同向增大(减小),则该组成环为增环;反之,则该组成环为减环。 箭头法:在尺寸链线图中,用带单箭头的线段表示各环,箭头仅表示査找尺寸链组成环的方向。与封闭环箭头方向相同的环为减环,与封闭环箭头方向相反的环为增环。在图6-3(b)中,用箭头法判断A1为减环,A
4、2、A3为增环。,6.1.4 尺寸链的计算方法 分析计算尺寸链是为了正确合理地确定尺寸链中各环的尺寸和精度,计算尺寸链的方法通常有以下3种。 (1)正计算。已知各组成环的极限尺寸,求封闭环的极限尺寸。 用于校核验算 。 (2)反计算。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。用于设计上 。 (3)中间计算。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。用于加工工艺上。 反计算和中间计算通常称为设计计算。,6.2 用完全互换法解尺寸链 完全互换法也叫极值法、极大极小法,即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。 6.2.1 基本公式 设尺寸链的组成环数为m,其中有n个增环,Ai为组成环的基本尺寸,对于直线尺寸链有如下计算公式。 1封闭环的基本尺寸 封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和,即 (6-1),2封闭环的极限尺寸 封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环最小极限尺寸之和;封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和,
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