尺寸链原理及其应用

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1、第六章　尺寸链原理及其应用第一节　尺寸链的基本概念第二节　工艺尺寸链、装配尺寸链的应用第一节　尺寸链的基本概念一、尺寸链定义、特征及尺寸链图(一)、尺寸链的定义把一组构成封闭形式的有相互联系的尺寸组合称为“尺寸链”。图6-1　发动机曲轴第一主轴颈与轴承装配结构图图6-2　轴加工工序简图(二)尺寸链特征及尺寸链图(1)尺寸链的封闭性即尺寸链中的各尺寸按一定顺序排列最后形成一个封闭的图形，如图6-1b、6-2b、6-3b、6-4b。(2)尺寸链的关联性尺寸链中任何一个尺寸的变化都会引起其他尺寸的变化。(3)尺寸链至少由三个或以上的尺寸组成例如，6-1b中有5个尺寸；图

2、6-2b中有3个尺寸；图6-3b中有3个角度量；图6-4b中有3个尺寸。图6-3　拖拉机制动器轴承套结构简图图6-4　轴零件设计图显然，尺寸链是由若干个尺寸组成的。我们把构成尺寸链的每一尺寸称为“环”。根据每个环在尺寸链中位置和性质的不同，尺寸链的环可分为：1.封闭环：在零件加工或机器装配过程中，最后形成（即间接获得或间接保证）的尺寸。因此，每个尺寸链只有一个也必有一个封闭环。如图4—2和图4—4中的A0，是在加工或装配完成后形成的一个环，故是封闭环。二、尺寸链的组成2.组成环：一个尺寸链中，除封闭环以外的所有其他各环。它们是在加工或装配过程中，直接得到或直接保证

3、的尺寸。如图4—2和图4—4中的A1、A2和A3。此外，按对封闭环影响性质的不同，组成环再可分为：A.增环：在尺寸链中，当其余组成环不变，将某一组成环增大，封闭环也随之增大，该组成环即为“增环”。如图4—2和图4—4中的A3。B.减环：在尺寸链中，当其余组成环不变，将某一组成环增大，封闭环却随之减小，该组成环即为“减环”。如图4—2和图4—4中的A1和A2。图6-5　判断增、减环的方法C.增环与减环的判定分析与计算尺寸链时，首先判断尺寸链中各组成环是增环还是减环。三、尺寸链分类(一)按构成尺寸链各环的几何特征分类(1)长度尺寸链全部环为长度尺寸的尺寸链；或者组成环

4、既有长度尺寸又有角度量而封闭环为长度尺寸的尺寸链。(2)角度尺寸链全部环为角度量的尺寸链；或者组成环既有角度量又有长度尺寸而封闭环为角度量的尺寸链。图6-6　角度尺寸链(二)按尺寸链的作用分类(1)装配尺寸链全部组成环为不同零件的设计尺寸所形成的尺寸链。(2)零件设计尺寸链全部组成环为同一零件的设计尺寸所形成的尺寸链。(3)工艺尺寸链全部组成环为同一零件的工艺尺寸所形成的尺寸链。(三)按构成尺寸链各环的空间位置分类(1)直线尺寸链全部组成环平行于封闭环的尺寸链，亦称为线性尺寸链，是尺寸链的基本形式。(2)平面尺寸链全部组成环位于一个或几个平行平面上，但可能某些组成

5、环不平行于封闭环的尺寸链。(3)空间尺寸链组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。图6-7　平面工艺尺寸链(四)按尺寸链间相互关系分类(1)独立尺寸链系指组成环与封闭环只属于同一尺寸链，不属任何其他尺寸链。(2)并联尺寸链由若干个独立尺寸链通过一个(或几个)共存于两个(或以上)独立尺寸链的环相互联系起来的，这种联系形式称为并联尺寸链，共存于独立尺寸链中的公用环称为公共环，组成环与封闭环都有可能成为公共环。(3)串联尺寸链如图6-8b所示，每一个后继尺寸链是从前面一个尺寸链的基面开始的，即每两个相邻尺寸链有一个共同基面。图6-8　相关尺寸链a)并联尺寸链　b)串联尺寸链

6、四、尺寸链的计算1.公差校核计算已知组成环，求封闭环。根据各组成环基本尺寸及公差(或偏差)，来计算封闭环的基本尺寸及公差(或偏差)。亦称为尺寸链的正计算。这种计算主要用在审核图样，验证设计的正确性。2.公差设计计算已知封闭环，求组成环。根据设计要求的封闭环基本尺寸及公差(偏差)，反过来计算各组成环基本尺寸及公差(偏差)。亦称为尺链的反计算。这种计算一般用于汽车或机械产品设计或工艺设计。3.中间计算已知封闭环及部分组成环，求其余组成环。根据封闭环和其他组成环的基本尺寸及公差(偏差)来计算尺寸链中某一组成环的基本尺寸及公差(偏差)，其实质属于反计算的一种，称为尺寸链的

7、中间计算。这种计算在工艺设计上应用较多，如基准的换算、工序尺寸的确定等。五、尺寸链计算的基本公式(一)直线尺寸链的计算1.封闭环基本尺寸计算图6-9　尺寸链计算简图a)直线尺寸链　b)角度尺寸链2.极值法(1)封闭环极限尺寸封闭环最大尺寸等于所有增环最大尺寸之和减去所有减环最小尺寸之和(2)封闭环公差等于所有各组成环公差之和由式(6-3)减去式(6-4)得(3)封闭环极限偏差上偏差等于所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和由式(6-3)减去式(6-1)得(4)封闭环实际误差即在零件制造加工过程中，当各环的实际误差不等于各环公差时此时封闭环的实际误差等于所有组成环

8、的实际误差