19第11章----尺寸链的精度设计基础课件.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,*,*,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,*,*,内 容 提 要:,第11 章 尺寸链的精度设计基础,1.尺寸链的含义、组成和分类；,2.尺寸链图的画法与封闭环和增、减环的判别方法；,3.尺寸链的计算种类和计算方法；,4.用极值法和用概率法计算尺寸链1,第11章 尺寸链的精度设计基础,机械精度设计，就是零件、部件、整机的精 度设计零件,根 据 机 器 的 精 度 要 求,整 机 或 部 件 的 精 度,计算,分配,保证零件的精度,达到,满足,尺寸链理论就是协调它们之间的公差关系，合理地确定各零件的,T,尺,和,t,几何,，,提高产品性能的价格比2,11.1 尺寸链的基本概念,11.1.1 尺寸链的定义和特征,在机器装配或零件加工过程中，由,相互连接的尺寸形 成的尺寸组，该尺寸组,称为,尺寸链,dimensional chain,),1.定义：,图11.1 零件尺寸链,如图11.1中由尺寸,A,1、,A,2,和,A,0,形成一个零件尺寸链3,2.特征,封闭性,:,相互关联的尺寸形成一个封闭的回路,函数性,:,图11.2 装配尺寸链,4,1 .组成：,A,0,装配或加工后自然形成 的环。

减环,：,A,i,(-),(,n,-,m,-1),decreasing,link,环,link,尺寸,封闭环,：,A,0,(,1),closing link,组成环,：,A,i,(,n,-1),component link,A,i,(-),或,环,n,11.1.2 尺寸链的组成和分类,增环,：,A,i,(+),(,m,),increasing link,A,i,(+),或,A,0,或,A,0,或,其他环,不变时,其他环,不变时,5,2.分类,(1)按应用,场合分,(2)按环的相,互位置分,零件尺寸链:,装配尺寸链：,工艺尺寸链：,直线尺寸链:,平面尺寸链:,空间尺寸链:,全部,A,i,为,同一零件,的,设计,尺寸全部,A,i,为,不同零件,的,设计,尺寸全部,A,i,为,同一零件,的,工艺,尺寸6,11.1.3 尺寸链图及其画法,1.尺寸链图：,从,基准,开始，按加工或装配,顺序,，,依次,画出各环，环与环不间断形成一个,封闭的回路图,由组成环和封闭环的尺寸形成的一个,封闭回路图,2.画法,：,图11.2,例11.1 请画出图11.2的尺寸链图图11.4尺寸链图,A,1,A,0,A,2,A,3,7,3.,A,0,、,A,i,(+),、,A,i,(-),判断,A,0,：,加工或装配后自然,形成的尺寸。

A,i,(+),、,A,i,(-),：,按箭头的方向判断A,i,的方向与封闭环,A,0,的方向,相反,为,A,i,(+),A,i,的方向与封闭环,A,0,的方向,相同,为,A,i,(-),箭头的画法(见图11.4,)：,在,A,0,上面任意指向画一箭头，使所画各箭头依次彼此头尾相连图11.4尺寸链图,A,1,A,0,A,2,A,3,8,A,1,、,A,3,A,2,、,A,4,、,A,5,A,2,/2,9,例11.2,（1）镗孔,A,1,，（2）,插键槽,A,2,，（3）,磨内孔,A,3,解：,（,1）按加工顺序画尺寸链图2)判断,A,0,、,A,i,(+),、,A,i,(-),：,加工顺序（见图11.5）,：,o,A,1,/2,A,3,/2,A,2,A,0,10,口诀：,(1)制造先后确定好，闭环才能找得到，,(2)依次画出尺寸线，环环相连且勿断，,(3)按照顺序画箭头，根据异同定增减，,基准重要；,对称取半；,彼此相关11,11.1.4 尺寸链的计算,1.计算方法,极值法 (完全互换法),概率法 (大数互换法),2.计算分类,正计算 (校核计算),中间计算 (工艺尺寸计算),反计算 (设计计算),上极限尺寸,下极限尺寸,T,尺寸,平均尺寸,12,11.2 极值法计算尺寸链,11.2.1 基本步骤和计算公式,1.,基本步骤,(1)画尺寸链图,(2)判断,A,0,、,A,i,(+),、,A,i,(-),(3)按公式计算,(4)校核计算结果,13,2,.,计算公式,(1)基本尺寸,(2)上极限尺寸、下极限尺寸（极限尺寸）,封闭环的基本尺寸,等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和。

14,(3),上极限偏差、下极限偏差,（,极限偏差）,ES,0,=,A,0max,A,0,15,(4),公差,封闭环的公差等于所有组,成环的公差之和T,0,=ES,0,-EI,0,T,0,一定，,所以设计时应遵循,最短尺寸链原则,16,根据组成环的公称尺寸和极限偏差,，,计算封闭环的公称尺寸及其极限偏差,11.2.2 正计算（校核计算）,例11.3 图11.7 加工顺序为:,试求壁厚,N,1)车外圆得,A,1,(2),镗孔得,A,2,，,为保证,A,2,轴线对,A,1,轴线的同轴，规定其公差为,t,=,0.02N,17,(1),画尺寸链图,解,：,A,1,、,A,2,相对加工基准具有对称性，应取半值2)判断,A,0,、,A,i(+),、,A,i(-),尺寸链图的画法为,：,、,A,3(+)，,减环为,增环为,壁厚是封闭环为,A,0,同轴度作线性尺寸,A,3,处理A,1,/2,A,0,A,3,A,2,/2,N,18,(3),计算,=,70/2+0,60/2=5,=(,0.02)+(+0.01),0=,0.01,=(,0.04)+(,0.01),(+0.03)=,0.08,A,0,=,ES,0,=,EI,0,=,（,A,1,=70 ，,A,2,=60,A3=00.01）,-0.04,-0.08,+0.06,A,1,/2,A,0,A,3,A,2,/2,19,(4),校核计算结果,计算无误，则壁厚,=0.02+0.03+0.02,=,0.07,=0.07,ES,0,0.01 ，EI,0,0.08,（,A,1,=70 ，,A,2,=60,A3=00.01）,-0.04,-0.08,+0.06,A,1,/2,A,0,A,3,A,2,/2,20,例11.4 图11.8,试画出滑块与导轨大端右侧接触时，滑块与导轨小端面右侧和左侧间隙的尺寸链图。

解：导轨、滑块均为对称零件，,设导轨对称度为,A,5,滑块对称度为,A,6,21,(1)右侧间隙尺寸链图画的顺序为(导轨和滑 块大端右侧面为基准)：,A,4,A,2,A,3,A,1,基准,A,5,A,4,/2,A,2,/2,A,0,A,1,/2,A,3,/2,A,6,22,(2),左侧间隙尺寸链图画的顺序为（画法同上）：,A,1,A,4,A,2,A,3,基准,B,C,0.14,B,0.14,C,23,11.2.3 中间计算(工艺尺寸计算),根据封闭环的公称尺寸和极限偏差及部分组成环的公称尺寸和其极限偏差，,计算工艺尺寸,A,2,例11.6 图11.6 加工顺序为：,铣键槽,A,2,车外圆得,磨外圆得,要求保证,图11.9,A,A,1,A,A,0,计算某一 个组成环的公称尺寸及其极限偏差,24,解：,(1)画尺寸链图,(2)判断,A,0,、,A,i(+),、,A,i(-),磨后形成的尺寸为,A,0,从基准轴线开始按加工顺序画尺寸链图0,A,1,/2,A,3,/2,A,2,A,0,增环为,A,2,和,A,3,/2，,减环为,A,1,/2图11.9,A,A,1,A,A,0,o,在,A,0,上面任意指向画一箭头，使所画各箭头依次彼此头尾相连。

25,校核结果计算无误，,(3),按公式计算,(4),校核计算结果,A,2,=,A,0,+,A,1,/2,-,A,3,/2=62.25,A,0,=(,A,2,+,A,3,/2)-,A,1,/2,26,11.2.4 反计算（设计计算）,根据封闭环的公称尺寸和上、下偏差以及组成环的公称尺寸1.,计算各组成环公差的方法,(1),相等公差法,计算各,组成环的公差和上、下偏差,各组成环公差相等,27,(2),相同公差等级法,得公差等级,得,各组成环的公差值设各组成环公差等级相等，即,查表3.1,和,D,i,查表3.2,28,2.,确定各组成环的上、下偏差,组成环的上、下偏差按“,偏差向体内原则,”确定对包容面（即孔）：,下偏差为零（,EI=0,)如,30,0,+0.033,对被包容面（轴）：,30,-0.021,0,上偏差为零（,es=0,)29,例11.7 图11.10为对开齿轮箱的一部分解,：,(1)画尺寸链图,计算各组成环的公差和上、下偏差图11.10,A,2,A,3,A,1,A,4,A,5,A,0,按装配顺序画尺寸 链图如下A,0,=11.75,A,1,=101、,A,2,=50、,A,3,=,A,5,=5、,A,4,=140。

A,1,A,2,A,5,A,4,A,3,A,0,例11.7 的尺寸链图,30,(2)判断,A,0,、,A,i(+),、,A,i(-),(,见尺寸链图）,(3)计算各组成环公差和上、下偏差,确定协调环：,选,A,4,为协调环,A,1,A,2,A,5,A,4,A,3,A,0,例11.7 的尺寸链图,在尺寸链图中各个环上画箭头,由装配图可见,装配后自然形成的间隙,A,0,为封闭环增环为：,减环为：,使所画各箭头依次彼此头尾相连31,计算,A,0,、ES,0,、EI,0,及,T,0,=(101+50)(5+140+5)=,1,1.75,1=,+,0.75,1,1=,0,=|+0.750|=,0.75,A,1,A,2,A,5,A,4,A,3,A,0,例11.7 的尺寸链图,32,计算,T,i,(,用,相等公差法,),按式11.6 得,根据加工的难易和尺寸大小进行调整为,：,A,1,A,2,A,5,A,4,A,3,A,0,例11.7 的尺寸链图,33,确定除“协调环”外所有组成环的上、下偏差,用中间计算方法计算,A,4,的上、下偏差,根据,“偏差向体内原则”,确定各组成环的上、下,偏差,为,34,(,4)校核计算结果,计算无误，所以各尺寸为,由时计算可见，,相等公差,法比较简单，但要求有经验，否则，主观随意性太大。

35,下面用,相同等级法,解例11.7用,相同等级法,解例11.7的基本步骤同上1）,用相同等级法,求组成环的公差,根据式（11.8）和各组成环的基本尺寸，求平均公差等级系数,A,1,（,D,1,）=101、,A,2,（,D,2,）,=50、,A,3,（,D,3,）,=,A,5,（,D,5,）,=5、,A,4,（,D,4,）,=140,代入式（11.8）,查表11.1,36,根 据,a,平均,=97,各组成环（除协调环外）的公差为11级（,a,=100）,查表3.1,查表3.2,协调环公差为,37,（2）确定各组成环的极限偏差,同样，按“,偏差向体内原则,”确定各组成环,的极限偏差除协调环外，各组成环均为标准公差和极限偏差，方便合理极值法可以保证完全互换，而且计算简单它一般用于34个环，或精度要求不高的场合对于精度要求较高、环数较多的尺寸链，采用概率法比较合理38,作业:,思考题2、5，作业题 1、2、3,本章重点:,1.尺寸链图的画法；,2.尺寸链的组成以及封闭环和增减环的判别方法；,3.极值法解尺寸链的基本计算公式；,4.极值法计算尺寸链正计算和中间计算39,作 业 题 说 明 及 答 案,壁厚=5,+0.01,-0.06,1.套筒零件尺寸如11.12所示,，,加工顺序：,（1）车外圆得,30 ，（2）,钻内孔得,20 ，,内孔对外圆轴线的同轴度公差为,0.02。

试计算其壁厚尺寸0,-0.04,+0.06,图11.12,40,2.上题外圆镀铬时，镀层厚度是多少才能保证壁厚为50.05镀层厚度变化范围为：0,+0.04,+0。