尺寸链的基本概念

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1、第8章尺寸链8.1概述一、有关尺寸链的基本概念在一个零件或一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，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。尺寸链具有如下两个特性：（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。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。（1）封闭环加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸。（2）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。与封闭环同向变动的组成环称为增环，

2、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），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）。尺寸链的类型1.按在不同生产过程中的应用情况，可分为：（1）装配尺寸链在机器设计或装配过程中，由一些相关零件形成有联系封闭的尺寸组，称为装配尺寸链。（2）零件尺寸链同一零件上由各个设计尺寸构成相互有联系封闭的尺寸组，称为零件尺寸链。设计尺寸是指图样上标注的尺寸。（3）工艺尺寸链零件在机械加工过程中，同一零件上由各个工艺尺寸构成相互

3、有联系封闭的尺寸组，称为工艺尺寸链。工艺尺寸是指工序尺寸、定位尺寸、基准尺寸。装配尺寸链与零件尺寸链统称为设计尺寸链。2.按组成尺寸链各环在空间所处的形态，可分为：（1）直线尺寸链尺寸链的全部环都位于两条或几条平行的直线上，称为直线尺寸链。（2）平面尺寸链11尺寸链的全部环都位于一个或几个平行的平面上，但其中某些组成环不平行于封闭环，这类尺寸链，称为平面尺寸链。将平面尺寸链中各有关组成环按平行于封闭环方向投影，就可将平面尺寸链简化为直线尺寸链来计算。（3）空间尺寸链尺寸链的全部环位于空间不平行的平面上，称为空间尺寸链。对于

4、空间尺寸链，一般按三维坐标分解，化成平面尺寸链或直线尺寸链，然后根据需要，在某特定平面上求解。3.按构成尺寸链各环的几何特征可分为：（1）长度尺寸链表示零件两要素之间距离的，为长度尺寸，由长度尺寸构成的尺寸链，称为长度尺寸链（2）角度尺寸链表示两要素之间位置的，为角度尺寸，由角度尺寸构成的尺寸链，称为角度尺寸链。其各环尺寸为角度量，或平行度、垂直度等等。二、尺寸链的建立与分析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。应根据实际应用情况查明和建立尺寸链关系。建立装配尺寸时，应了解产品的装配关系、产

5、品装配方法及产品装配性能要求；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。正确建立和分析尺寸链的首要条件是要正确地确定封闭环。在装配尺寸链中，封闭环就是产品上有装配精度要求的尺寸。如同一部件中各零件之间相互位置要求的尺寸或保证相互配合零件配合性能要求的间隙或过盈量。零件尺寸链的封闭环应为公差等级要求最低的环，一般在零件图上不进行标注，以免引起加工中的混乱。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

6、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。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，形位公差也可以是尺寸链的组成环。在一般情况下，形位公差可以理解为基本尺寸为零的线性尺寸。形位公差参与尺寸链分析计算的情况较为复杂，应根据形位公差项目及应用情况分析确定。必须指出，在建立尺寸链时应遵守“最短尺寸链原则”11，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。一个尺寸链中只有一个封闭环。2.查找组成环组成

7、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。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。如图a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查找，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。A1、A2和A3均为组成环。a）b）车床顶尖高度尺寸链一个尺

8、寸链中最少要有两个组成环。组成环中，可能只有增环没有减环，但不可能只有减环没有增环。在封闭环有较高技术要求或形位误差较大的情况下，建立尺寸链时，还要考虑形位误差对封闭环的影响。3、画尺寸链线图为清楚表达尺寸链的组成，通常不需要画出零件或部件的具体结构，也不必按照严格的比例，只需将链中各尺寸依次画出，形成