尺寸链的精度设计基础.ppt

1,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。,2,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。,3,11.1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。,1.定义,图11.1零件尺寸链,,,,如图11.1中由尺寸A1、A2和A0形成一个零件尺寸链。,4,2.特征,,封闭性,函数性,图11.2装配尺寸链,,,,,,5,1.组成,,A0装配或加工后自然形成的环。,,减环Ai-n-m-1,环尺寸,封闭环A01,组成环Ain-1,Ai-↑或↓,环n,11.1.2尺寸链的组成和分类,增环Aim,Ai↑或↓,A0↑或↓,A0↓或↑,其他环不变时,其他环不变时,6,2.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Ai为同一零件的设计尺寸。,全部Ai为不同零件的设计尺寸。,全部Ai为同一零件的工艺尺寸。,7,11.1.3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迴路图。,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,,,,,,,,,A1,A0,A2,A3,8,3.A0、Ai、Ai-判断,A0,加工或装配后自然形成的尺寸。,Ai、Ai-,按箭头的方向判断。,Ai的方向与封闭环A0的方向相反为Ai。,Ai的方向与封闭环A0的方向相同为Ai-。,箭头的画法见图11.4,在A0上面任意指向画一箭头，使所画各箭头依次彼此头尾相连。,,,,,9,例11.2,（1）镗孔A1，（2）插键槽A2，（3）磨内孔A3。,解（1）按加工顺序画尺寸链图。,2判断A0、Ai、Ai-,,,,,加工顺序（见图11.5）,,A1/2,A3/2,A2,A0,,,,,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,T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A0、Ai、Ai-,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）,ES0A0max－A0,15,4公差,封闭环的公差等于所有组成环的公差之和。,T0｜ES0-EI0｜,T0一定，,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A1,,2镗孔得A2，,为保证A2轴线对A1轴线的同轴，规定其公差为tΦ0.02。,,17,1画尺寸链图,解,A1、A2相对加工基准具有对称性，应取半值。,2判断A0、Ai、Ai-,尺寸链图的画法为,、A3，,减环为,增环为,同轴度作线性尺寸A3处理。,,,,,18,3计算,70/20–60/25,–0.020.01–0–0.01,–0.04–0.01–0.03–0.08,19,4校核计算结果,∴计算无误，则壁厚,0.020.030.02,0.07,0.07,∵ES0＝－0.01，EI0＝－0.08,20,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A5,滑块对称度为A6。,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,基准,,22,2左侧间隙尺寸链图画的顺序为（画法同上）,,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A2。,例11.6图11.6加工顺序为,铣键槽A2,,车外圆得,磨外圆得,要求保证,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A0、Ai、Ai-,磨后形成的尺寸为A0。,从基准轴线开始按加工顺序画尺寸链图。,增环为A2和A3/2，减环为A1/2。,,,,,,,,,在A0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,A2A0A1/2-A3/262.25,A0A2A3/2-A1/2,26,11.2.4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Di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（EI0。,如,对被包容面（轴）,,,上偏差为零（es0。,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。,按装配顺序画尺寸链图如下。,A011.75,A1101、A250、A3A55、A4140。,,30,2判断A0、Ai、Ai-见尺寸链图）,3计算各组成环公差和上、下偏差,①确定协调环,选A4为协调环,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A0为封闭环。,增环为,减环为,使所画各箭头依次彼此头尾相连。,31,②计算A0、ES0、EI0及T0,10150–514051,1.75–10.75,1–10,|0.75–0|0.75,32,③计算Ti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,33,④确定除“协调环”外所有组成环的上、下偏差,⑤用中间计算方法计算A4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,A1（D1）101、A2（D2）50、A3（D3）A5（D5）5、A4（D4）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（a100）,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,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。,A350.05,求A2,41,3.有一孔轴配合,装配前轴和孔均需镀铬，镀层厚为102（μm）镀后应符合Φ30H7／f7要求,轴和孔在镀前尺寸是多少,