尺寸链计算详解
Xj6?,J K}dvXO@=|c 一、尺寸链的基本术语:
?D@WXE0a r [n vgzv@ 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。
XJ1<!tl M;X}v#l|XI 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。
"V4ru&a QlnI &o
2,6|l.WFpE Dv BRK}' 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。
vcp[$-$QGJ IDt7KJ@hc 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。
/kFw(l_. {@67'jL 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。
UTxqqcqEny YLNJ4nE 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。
RZ9chTX/ <`=(Ui$fD 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
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yN J+nUxF;EE 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。
d/I*$UC G4K3qD#+H 1.长度尺寸链与角度尺寸链
sTzt 1NU@k6UHl ①长度尺寸链——全部环为长度尺寸的尺寸链,如图1
}C{wGK+o[ ②角度尺寸链——全部环为角度尺寸的尺寸链,如图3
7,D6RP(b }FAO.
Z'\{hL S .5YW>P V 2.装配尺寸链,零件尺寸链与
工艺尺寸链
ujoJ6UOG v?#W/].C+ ①装配尺寸链——全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链,如图4
~i9'9PHX@ iriF'(1
ty)~]!tA mT#ebeBaf ②零件尺寸链——全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链,如图5
A:Kit_A \oV g(J&o
A}(Q^|6 p V`) ③工艺尺寸链——全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链,如图6。工艺尺寸指工艺尺寸,定位尺寸与基准尺寸等。
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+FlO_=Bu 0r'<aA`=I 装配尺寸链与零件尺寸链统称为设计尺寸链。
3q$"`w P4 dhP-t 3.基本尺寸链与派生尺寸链
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FYl 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。
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;=E!xfp5U t8upS
u| 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。
-|3feYb' tFYod# 4.直线尺寸链,平面尺寸链与空间尺寸链
.l ufE )Uu! x6 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。
"~ eF%}. L{AfrgN 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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nEboet-#D0 YgW 50)q^ 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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L<MH: 6,UW5389 三.尺寸链的算法
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cQ`L 1.分析确定增环及减环
]Geg;[t FJ(}@U}57 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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U%E364;F YVS~|4hu?i 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。
ftwn<B &5o ln@YL 2.求封闭环的基本尺寸
r*XEne /#xx,?~xx0 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。
y ZR\(\?< 86<[!ZM A0=A3-(A1+A2+A4+A5)
`c%{M4bF\ &'d3Yt 已知 A3=43,A1=30,A2=5,A4=3,A5=5
:B"Y3~I Fl0 :Z 故A0=43-(30+5+3+5)=0
<maYS2 6y+}=)J 即封闭环的尺寸A0=0
?kKr/f4N z*B-`i. 3.求封闭环的
公差 K \_JG$(9 UUaC@Rs2 封闭环的公差=所有组成环的公差之和
oVYW'~OID s(MLBV5)w T0=T1+T2+T3+T4+T5
C)xM>M_CB rf]'VJg#3 已知T1=0.1,T2=0.05,T3=0.1,T4=0.05,T5=0.05
TZYz`l+v $PE{}`#g 故T0=0.1+0.05+0.1+0.05+0.05=0.35mm
sxFkpf_h 2{fPQQ;# 4.求封闭环的极限偏差
~s4o1^6L }10ZPaHjl+ 封闭环上偏差=所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和封闭环下偏差=所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和
nYbI =_- W2W4w 已知:增环上偏差ESiy为:+0.20;
G~N$bF^R) qVMBZ\`Qm 减环下偏差Eliz为:-0.10,-0.05,-0.05,0.05;
\4 5%K|
2GC{+* 增环下偏差Eliy为:+0.10;
7t~12m8x QkU6eE<M* 减环上偏差ESiz为:0,0,0,0。
moT*r?l GB\1' 故:封闭环上偏差ES0=+0.20-(-0.10-0.05-0.05-0.05)=+0.45mm
N^;rLrm* ,J)wn;@ 封闭环下偏差E10=+0.10-(0+0+0+0)=+0.10mm
,3~[cE<4 nOj0"c 即:封闭环上偏差ES0=+0.45mm;
FvVR \a Xah-*]ET 下偏差E10=+0.10mm;
nkii0YB! ?f'iS#XL 封闭环A0=O+0.45+0.10mm,其间隙大小为+0.1~0.45mm。
&2\^S+4 I@jXW>$ 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。
j'M=+ :j}4F
|h(05Kbk 5,Hj$v7fe 解:确定增环和减环
vE<z0l )o%sN'U,1 从图10箭头法判断30±0.1和30+0.5+0.3为增环,60±0.1为减环,N为封闭环。
u/>+cT6} VS
?n pH 求封闭环基本尺寸
L$Yg*]\ F*rsi7#!pG N=30+30-60=0
3tu:Vc.:M "B3&v%b 求封闭环的极限偏差,根据公式:ESo=(+0.1+0.5)-(-0.1)=+0.7
$9}jU#Z|hd lZ>j:/R8^& E1o=(-0.1+0.3)-(+0.1)=+0.1
rf= ndjrH OuuN~yC 即:N=0+0.7+0.1mm
8k|&&3_[?
q-|j
= 答:最大间隙为0.7mm,最小间隙为0.1mm。
'%y5Dh @4xV3Xkf&C 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。
tS:/:0HnA) k=M_2T'
}K'gjs/N; {#C)S&o)6 解:确定封闭环和增环与减环
fjP(r+[ X5w_ }Nhe 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。
Uuq*;L yi&6HNb 求X的基本尺寸
3<R8_p _6!@>`u~ 6=X-10
ScCA8JgY <TQ,7M4X X=16
|zCT~# DqN<bu2 求X的极限偏差
(N[R`LN 5 ^867
+0.1=ESX- (-0.1)
:pXY/Pa aPRXK1 X的上偏差ESX=0
(mOL<h[)IP a4E{7c -0.1=E1X-0
$rV4JROb u0{R;) X的下偏差E1X=-0.1
oGvk,mh"( LTlbrB X16
0-0.1mm
;6AanwR6 b9RJ>K 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。
#w6ty<b; V ah&)&n
ec3zoKtV 'dvi@Jx 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。
^{{0ajI9C f~t5[D(\Q, 求壁厚N基本尺寸
dKJ-{LV Y5z5LG4 N=35-(30+0)=5mm
OuMj%I [MXyOE 求壁厚N的极限偏差
x^~@`]TV^ F_.1^XM ESo=0-(0+0)=0
7#+>1 "\ ?XllPnuKt% E1o=-0.2-(+0.2+0.25)=-0.65
U
uEm{ \]|(w*C 壁厚N=5
0-0.65 \&\U&^? @fh:lsw (作者:北京南口轨道交通
机械有限责任公司 郑文虎)