尺寸链计算详解
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n%Oq"`w4 一、尺寸链的基本术语:
}KT$J G? 00@F?|-j 1.尺寸链——在机器装配或零件加工过程中,由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组,称为尺寸链。如下图间隙A0与其它五个尺寸连接成的封闭尺寸组,形成尺寸链。
Lcf?VV} <'\! 2.环——列入尺寸链中的每一个尺寸称为环。如上图中的A0、A1、A2、A3、A4、A5都是环。长度环用大写斜体拉丁字母A,B,C……表示;
角度环用小写斜体希腊字母α,β等表示。
{a15s6'd x+b.9f4xJ
#qv!1$}2 (LJ7xoJ^ 3.封闭环——尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一环,称为封闭环。如上图中A0。封闭环的下角标“0”表示。
?Ezy0>j 8U}+9 4.组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部环,称为组成环。如上图中A1、A2、A3、A4、A5。组成环的下角标用阿拉伯数字表示。
rV} 5&N*c oTrit_@3 5.增环——尺寸链中某一类组成环,由于该类组成环的变动引起封闭环同向变动,该组成环为增环。如上图中的A3。
.[Qi4jm>` NE4]i 6.减环——尺寸链中某一类组成环,由于该类组成环的变动引起封闭环的反向变动,该类组成环为减环。如上图中的A1、A2、A4、A5。
X*9-P9x(6 "=LeHY=9 7.补偿环——尺寸链中预先选定某一组成环,可以通过改变其大小或位置,使封闭环达到规定的要求,该组成环为补偿环。如下图中的L2。

二、尺寸链的形成
K(HrwH`a{ ;#mm_*L%@ 为分析与计算尺寸链的方便,通常按尺寸链的几何特征,功能要求,误差性质及环的相互关系与相互位置等不同观点,对尺寸链加以分类,得出尺寸链的不同形式。
=woP~+ /F6"uZSt4 1.长度尺寸链与角度尺寸链
q_9 8=fyE6 Q<KF<K'0hg ①长度尺寸链——全部环为长度尺寸的尺寸链,如图1
f4&;l|R0a ②角度尺寸链——全部环为角度尺寸的尺寸链,如图3
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%e)?Mem Ya(3Z_f+VZ 2.装配尺寸链,零件尺寸链与
工艺尺寸链
&Pc.[k m/,80J8L+f 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,如图4
+ej5C:El_} h<8c{RuoZC
C](djkA$ wQ[!~>A 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,如图5
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1_l)$" /a)^) 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,如图6。工艺尺寸指工艺尺寸,定位尺寸与基准尺寸等。
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_dW#[TCF O+/{[9s 装配尺寸链与零件尺寸链统称为设计尺寸链。
*{5/" H5 A/"2a55 3.基本尺寸链与派生尺寸链
RCoDdtMo $yq76 ①基本尺寸链——全部组成环皆直接影响封闭环的尺寸链,如图7中尺寸链β。
d1D=R8P_u ZkO2*;
f2&6NC; R%q:]. ②派生尺寸链——这一尺寸链的封闭环成为另一尺寸链组成环的尺寸链,如图7中γ。
dvz6 06Q9X!xD 4.直线尺寸链,平面尺寸链与空间尺寸链
UZmo?&y }RKsS3} ①直线尺寸链——全部组成环平行于封闭环的尺寸链,如图1、图2、图5。
g3^:)$m *YGj^+ ②平面尺寸链——全部组成环位于一个或几个平行平面内,但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链,如图8。
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③空间尺寸链——组成环位于几个不平行平面内的尺寸链,如图9。
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_wX(OB ~)[pL(4 三.尺寸链的算法
y>#kT og~a*my3 1.分析确定增环及减环
0c1=M|2 SuNc&e#( ①用增环及减环的定义(组成环中的某类环的变动引起封闭环的同向变动为增环,引起封闭环的反向变动的环为减环)确定。如图10中,A3为增环,A1、A2、A4、A5为减环。
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J!G92A~*] Fy!s$!\C0 ②用“箭头法”确定:先从任一环起画单向箭头,一个接一个的画,包括封闭环,直到最后一个形成闭合回路,然后按箭头的方向判断,凡是与封闭环箭头同向的为减环,反向的为增环。如图10中A1、A2、A4、A5与封闭环的箭头同向,因此是减环,A3的箭头与封闭环的箭头方向相反,所以是增环。
Sa0IRC<LV _[i.)8$7 2.求封闭环的基本尺寸
U2tgBF?)A 7/_|/4& 封闭环的基本尺寸=所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和。
>j*0fb!:] }_}
A0=A3-(A1+A2+A4+A5)
L/,gD.h^ A f!`7l- 已知 A3=43,A1=30,A2=5,A4=3,A5=5
#<U@SMv [O|c3; 故A0=43-(30+5+3+5)=0
*uP;rUY 6ecx!uc$ 即封闭环的尺寸A0=0
o?~27 E[=&6T4 3.求封闭环的
公差 c,ct=m.|6A CdcBE.%< 封闭环的公差=所有组成环的公差之和
oL }d=x/ _ouZd. T0=T1+T2+T3+T4+T5
b"`fS`@/MW H!,V7R 已知T1=0.1,T2=0.05,T3=0.1,T4=0.05,T5=0.05
gkq~0/ ,?Vxcr 故T0=0.1+0.05+0.1+0.05+0.05=0.35mm
UEm4):/} Z![#Uz.z 4.求封闭环的极限偏差
yp@cn(:~ .i*ja* 封闭环上偏差=所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和封闭环下偏差=所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和
";jAH GbO <Hz11
}<( 已知:增环上偏差ESiy为:+0.20;
B6\/xKmv?8 wdV)M? 减环下偏差Eliz为:-0.10,-0.05,-0.05,0.05;
fIatp %u<r_^w5 增环下偏差Eliy为:+0.10;
{!{T,_ J QfM^J5j.M? 减环上偏差ESiz为:0,0,0,0。
a8%T*mk( A)d0Z6G` 故:封闭环上偏差ES0=+0.20-(-0.10-0.05-0.05-0.05)=+0.45mm
glKPjL * N[O_}_ 封闭环下偏差E10=+0.10-(0+0+0+0)=+0.10mm
<S;YNHLC 9)j"|5H 即:封闭环上偏差ES0=+0.45mm;
}v?l0Gk( W=|'&UU Ul 下偏差E10=+0.10mm;
QV*la= j/ CUjRz5L 封闭环A0=O+0.45+0.10mm,其间隙大小为+0.1~0.45mm。
,'l.u?SKyd U~c9PqjZ 例1:如图11所示,滚子与轴之间有一个轴向间隙N,试求最大与最小活动间隙。
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!y!s/i&P%
/^&$ma\
>Yv#t.! 解:确定增环和减环
,5K&f\ =FFs8&PKys 从图10箭头法判断30±0.1和30+0.5+0.3为增环,60±0.1为减环,N为封闭环。
b+Vlq7Bc 4xFAFK~lx 求封闭环基本尺寸
c]z^(:_> wJvk N=30+30-60=0
@e7_&EGR? R\$6_ 求封闭环的极限偏差,根据公式:ESo=(+0.1+0.5)-(-0.1)=+0.7
5VfpeA` X\<a|/{V A E1o=(-0.1+0.3)-(+0.1)=+0.1
~wGjr7Wt 2Y=Q% 即:N=0+0.7+0.1mm
Vt9o8naz 0{?%"t\/f 答:最大间隙为0.7mm,最小间隙为0.1mm。
A?)(^ 6Hd^qouid 例2:如图12所示零件,无法直接测量尺6±0.1,改测尺寸X,求X的基本尺寸和极限偏差。
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U[#q"'P|l W^3'9nYU 解:确定封闭环和增环与减环
jd
8g0^ 'XSHl?+q 最后保证的尺寸是6±0.1,所以6±0.1是封闭环;10
0-0.1是减环,X是增环。
;hFB]/.v ~H]d9C 求X的基本尺寸
y>RqA*J r&L1jT. 6=X-10
~i}/ H@k$sZ. X=16
Z@Qf0
c ]7h;MR 求X的极限偏差
PKs$Q=Ol<| rmI@ #' +0.1=ESX- (-0.1)
I+Fr#1 uuCVI2| X的上偏差ESX=0
$,T3vX]< V<REcII. -0.1=E1X-0
^$lsmF]^ er !+QD,EM X的下偏差E1X=-0.1
_)#~D*3 [|HQfTp$ X16
0-0.1mm
):Ekf2 `7',RUj|D 例3:如图13所示零件,若内外圆的同轴度公差为Φ0.5mm,试求壁厚N的基本尺寸和极限偏差。
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['0^gN$:e x1:1Jj: 解:将直径方向的尺寸变为半径方向尺寸,画尺寸链图,如图13右。确定封闭环N和增环350-0. 2与减环30+0.250。
-ktYS(8& Zo,]Dx 求壁厚N基本尺寸
z&[[4[ )#Y:Bj7H@2 N=35-(30+0)=5mm
W8!8/IZbN 8@I.\u)0 求壁厚N的极限偏差
6r,zOs-I] K%vGfQ8Er- ESo=0-(0+0)=0
.MRLAG .GPuKP| E1o=-0.2-(+0.2+0.25)=-0.65
h^b= sZU
Ao& 壁厚N=5
0-0.65 sY'dN_F cuQ=bRIb (作者:北京南口轨道交通
机械有限责任公司 郑文虎)