尺寸链计算方法.ppt

第10章尺寸链计算方法
尺寸链的基本概念
尺寸链的计算方法
第10章尺寸链计算方法
机器设计时,需要进行三方面的分析和计算:运动链的分析和计算,强度刚度分析和计算、几何精度分析和计算。通过运动链及强度刚度的分析计算,可以确定零件的尺寸和传动关系;但为了保证机器的顺利装配和使用性能要求,还应进一步确定构成机器零件的尺寸精度。保证机器精度的各尺寸不是孤立的,而是相互关联的统一的有机整体,它们之间的关系可以用尺寸链理论进行分析研究。本章介绍国家标准GB/T 5847-1986《尺寸链计算方法》的主要内容。
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尺寸链的基本概念
尺寸链的定义及特点
在机器装配或零件加工过程中,由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组合,称为尺寸链。
如图10-1所示,普通车床的主轴中心与尾座孔的中心应当等高,按机床有关标准规定:允许尾座孔中心略高于主轴中心,。由图可知,构成普通车床中心高的几个主要尺寸有:主轴中心高A1、垫板厚度A2、尾座底面到尾座孔中心高A3,以及装配后自然形成的尺寸A0 ,它们之间存在着这样的关系
这种由装配尺寸A1、A2 、A3及A0首位相连形成的封闭尺寸组合,称为装配尺寸链。
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对于具体零件来说,加工过程中形成的各尺寸也存在上述关系。例如图10-2所示零件的加工过程为:1)以面Ⅰ为基准,按尺寸A1加工面Ⅲ;2)再以面Ⅰ为基准,按尺寸A2加工面Ⅱ;3)最后自然形成尺寸A0。它们之间的关系为:
这种由加工尺寸A1、A2 及A0首位相连形成的封闭尺寸组合,称为加工尺寸链。加工尺寸链又称为零件工艺尺寸链。
在进行尺寸链分析和计算时,往往不画出零件或机器的具体结构图,而是采用一种简单的尺寸关系图进行表示,这叫尺寸链图。如图10-1所示的车床装配尺寸链,可以采用图10-3的尺寸链图表示。
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在尺寸链中,所有尺寸全都在一个零件上的,称为零件尺寸链,如图10-2所示;若这些尺寸不都在同一个零件上,则称为装配尺寸链,如图10-3所示。
尺寸链的特点为:
(1)尺寸链的封闭性,即必须由一系列互相关联的尺寸排列成为封闭的形式;
(2)尺寸链的制约性,即某一尺寸的变化将影响其他尺寸的变化。
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尺寸链的基本术语及其分类
1. 基本术语
(1)环:列入尺寸链中的每一个尺寸,称为环。环可分为封闭环和组成环。
(2)封闭环:尺寸链中,在装配过程或加工过程中最后自然形成的那个尺寸称为封闭环。封闭环是尺寸链中最后自动生成的尺寸,它的实际尺寸受尺寸链其他各环的影响和制约。在图样上,封闭环的尺寸符号右下角加注角标“0”表示,如图10-1、图10-2、图10-3中的尺寸。
(3)组成环:尺寸链中除封闭环外的其他环,均称为组成环!组成环中任一环的变动,必然引起封闭环的变动。在图样上,组成环的尺寸符号右下角应加注阿拉伯数字角标,数字表示各组成环的序号,如图10-1、图10-2、图10-3中的尺寸A1、A2 、A3等。
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根据组成环对封闭环的影响,还可将组成环分为增环和减环。
1)增环:在其他组成环不变的条件下,若某一组成环的变动引起封闭环的同向变动,则该组成环称为增环,如图10-3中的尺寸A2 、A3 。
2)减环:在其他组成环不变的条件下,若由于某一组成环的变动引起封闭环的反向变动,则该组成环称为减环,如图10-3中的A1。
(4)补偿环:在尺寸链中预先选定的某一组成环,可以通过改变其大小或位置使封闭环达到规定要求,具有这种功能的组成环称为补偿环。
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(5)传递系数:表示各组成环对封闭环影响大小的系数,称为传递系数,用ξi表示。若封闭环L0与各组成环Li的关系为L0=f(Li) ,则传递系数
式中, 为对封闭环误差影响的变动量; 为组成环的误差变动量。
对于增环,传递系数的符号为正,即ξi>0;对于减环,传递系数的符号为负,即ξi<0 。
(10-1)
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2. 尺寸链的分类
尺寸链可以按下述特征分类。
(1)按应用范围分:
1)装配尺寸链—全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。
2)零件尺寸链—全部组成环为同一零件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工艺尺寸所形成的尺寸链。
设计尺寸指零件图上标注的尺寸;工艺尺寸指工序尺寸、定位尺寸与基准尺寸。装配尺寸链与零件尺寸链,又统称为设计尺寸链。
(2)按各环在空间的位