尺寸链原理与应用.ppt

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1、第五章尺寸链原理与应用,第一节尺寸链的基本概念第二节尺寸链计算的基本公式第三节装配尺寸链的建立第四节保证装配精度的方法和装配尺寸链的解算第五节工艺尺寸链的计算,第五章尺寸链原理与应用,第一节尺寸链的基本概念第二节尺寸链计算的基本公式第三节装配尺寸链的建立第四节保证装配精度的方法和装配尺寸链的解算第五节工艺尺寸链的计算,第一节尺寸链的基本概念,一、尺寸链的定义及其组成二、尺寸链的形式三、尺寸链计算的任务,1.尺寸链的定义及尺寸链图,图5-1汽车变速器倒挡装置尺寸链图1变速器壳体2、4止推垫片3倒档中间齿轮,尺寸链：在装配和加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组。或：零件加工或机器装配过程中

2、，相互联系且按一定顺序连接的封闭尺寸组合。,1.尺寸链的定义及尺寸链图,图5-2内燃机活塞尺寸链图,设计尺寸,工序尺寸,1.尺寸链的定义及尺寸链图,图5-3变速器壳体尺寸链图,1.尺寸链的定义及尺寸链图,2.尺寸链的组成,增、减环判别方法,在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。判别方法有回路法和符号法（定义法）。,增环,二、尺寸链的形式,1.按尺寸链各环的几何特征和所处空间位置的不同分类 直线尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链2.按尺寸链相互关系分类 独立尺寸链、并联尺寸链3.按尺寸链的应用范围分类 装配尺寸链

3、、设计尺寸链、工艺尺寸链,1.按尺寸链各环的几何特征和所处空间位置的不同分类,图5-5角度尺寸链,1.按尺寸链各环的几何特征和所处空间位置的不同分类,图5-6平面尺寸链,2.按尺寸链相互关系分类,图5-7并联尺寸链分解为多个独立尺寸链，封闭环多个！,3.按尺寸链的应用范围分类,(1)装配尺寸链装配尺寸链是指全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。(2)零件设计尺寸链零件设计尺寸链是指全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链，简称为零件尺寸链。(3)工艺尺寸链工艺尺寸链是指全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。,三、尺寸链计算的任务,(1)公差设计计算已知封闭环，求解各组成环。为反计

4、算，主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。(2)公差校核计算已知组成环，求解封闭环。为正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求（结果唯一）,补充一种情况：,中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。解可能不是唯一。,第二节尺寸链计算的基本公式,尺寸一般采用基本尺寸及其上、下偏差来表达。在尺寸链计算中，封闭环与组成环之间的基本尺寸、公差和极限偏

5、差的关系，需要按不同的公式计算。一、直线尺寸链的计算 角度尺寸链计算与之类似。二、平面尺寸链的计算 可分解为直线尺寸链计算。,一、直线尺寸链的计算,(一)封闭环基本尺寸的计算(二)极值法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差(三)统计法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差,(一)封闭环基本尺寸的计算,图5-8典型的尺寸链图,等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环尺寸之和，即,(二)极值法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差,按组成环均处于极限尺寸条件下，对封闭环极限尺寸、公差进行计算。,封闭环极限尺寸计算：最大值等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和；最小值等于所有增环的最小极限尺

6、寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和，即,封闭环的上、下偏差计算：最大极限尺寸和最小极限尺寸分别减去基本尺寸,(二)极值法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差,封闭环公差计算：封闭环的公差等于各组成环公差之和，封闭环的误差等于各组成环误差之和。,(二)极值法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差,图5-9尺寸与极限偏差关系图,封闭环中间尺寸、中间偏差和极限偏差计算（很少用到！）：,增环平均尺寸,减环平均尺寸,(三)统计法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差（略）,图5-10组成环为正态分布时的公差带,(三)统计法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差（略）,表5-1不同分布曲线的相对分布系数和相对不对称系

7、数,(三)统计法计算封闭环极限尺寸、公差及极限偏差,图5-11组成环为非对称分布时的公差带,二、平面尺寸链的计算,1.封闭环基本尺寸的计算2.封闭环公差的计算,1.封闭环基本尺寸的计算,2.封闭环公差的计算,第三节装配尺寸链的建立,已知装配要求，可以通过装配尺寸链计算设计分配各组成环的偏差保证装配精度，或在各组成环按经济精度加工的前提下，采取相应措施保证装配精度。一、装配精度 装配后不同零件表面间形成的几何参数（尺寸、位置公差）及工作性能与理想值的接近程度。装配精度不仅影响机器或部件的工作性能，而且影响它们的使用寿命。装配精度主要包括：各部件的相互位置精度；各运动部件间的相对运动精度；配合表面

8、间的配合精度和接触质量。二、尺寸链最短原则三、装配尺寸链的建立,一、装配精度,1)轴与孔配合的间隙或过盈量。2)旋转体零件与固定不动零件间的轴向间隙。,图5-12曲轴的轴向间隙1曲轴2、4止推垫片 3气缸体轴承座,一、装配精度,3)为避免零件间互相碰撞，须在不同旋转速度零件间设置轴向间隙。,图5-17变速器第一轴及第二轴的组件装配图及装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承4第一轴5四、五速固定齿座6衬套7五速齿轮止推环8第二轴9后轴承10后盖11后纸垫12变速器壳体13三速齿轮止推环14三速齿轮15五速齿轮16锁环,4与5之间的间隙A0,一、装配精度,5)使用轴用或孔用弹性挡圈固定零件的轴向位置和锁

9、环，为便于装于槽中而规定一定的轴向间隙。,图5-17变速器第一轴及第二轴的组件装配图及装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承4第一轴5四、五速固定齿座6衬套7五速齿轮止推环8第二轴9后轴承10后盖11后纸垫12变速器壳体13三速齿轮止推环14三速齿轮15五速齿轮16锁环,挡圈右端与轴承左端,一、装配精度,5)使用轴用或孔用弹性挡圈固定零件的轴向位置和锁环，为便于装于槽中而规定一定的轴向间隙。,图5-18变速器第一轴上前轴承外圈、锁环和前盖等局部图及其装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承外圈4锁环5变速器壳体,锁环与前轴承外圈槽内轴向间隙,一、装配精度,6)为保证齿轮正常啮合传动，对圆柱齿轮副和蜗杆副中心

10、距极限偏差提出的要求。7)为保证蜗杆副正确啮合接触，对蜗杆副提出蜗轮中间平面对蜗杆回转中心的偏移(称为蜗杆副中心平面偏移)B0要求(参看图5-53)。8)为保证锥齿轮副的正确啮合传动，对锥齿轮齿圈提出齿圈轴向位移极限偏差A=要求，如图5-13所示。,图5-13锥齿轮副齿圈端面的位移,一、装配精度,9)为保证活动件运动自如，活动件相对于固定件间应留有一定的间隙值。,图5-26转向节叉架与前轴拳部装配图及装配尺寸链1转向节2止推轴承3前轴4调整垫片5主销,转向节相对前轴之间的间隙,一、装配精度,10)汽车传动装置中使用了多种滚动轴承，如角接触球轴承、圆锥滚子轴承、深沟球轴承和推力球轴承等。,图5-

11、14圆锥滚子轴承的预紧位移量1壳体2轴承外圈3轴承内圈,装配精度要求,一、装配精度,11)在汽车某些总成中，要求运动的可动件与固定件应保证一定的间隙，并且应具有一定的可调整量。,图5-15离合器分离杆端部与分离轴承间的间隙1离合器分离杆2分离轴承,图5-28气门间隙的可动调整装配法1调整螺钉2摇臂3气门,一、装配精度,12)产品设计时规定的某些性能参数，如内燃机的压缩比等。13)往复运动件的行程位置。如上止点处活塞顶与气缸套顶平面余隙。14)总成或部件零件表面的位置公差等。,二、尺寸链最短原则,在装配精度要求一定的条件下进行公差设计计算时，希望得到的组成环公差要大一些。零件设计尺寸公差大，零件

12、加工就容易，经济性就好。为此，在建立装配尺寸链时应遵循尺寸链最短原则。所谓尺寸链最短原则，就是装配尺寸链所包含的组成环数目最少。,三、装配尺寸链的建立,1)明确装配精度的含义，它是装配尺寸链的封闭环，是装配后间接得到的尺寸(或位置公差)。2)看懂与装配精度相关的装配单元的装配图样，明了零件的装配关系和相关零件沿封闭环尺寸方向上的装配基准。3)掌握建立装配尺寸链的规律。,确定装配尺寸链，通常办法是从封闭环两端的那两个零件为起点，沿着装配精度方向，以相邻零件装配基准间的联系为线索，分别由近及远地去查找装配关系中影响装配精度的有关零件尺寸，直到找到同一基准件或基础件的两个装配基准为止。然后用一尺寸联

13、系这两个装配基准面，形成封闭的尺寸图形。,3)掌握建立装配尺寸链的规律。,图5-16主减速器主动锥齿轮轴承座1调整垫片2主动锥齿轮3圆锥滚子轴承4轴承座5圆锥滚子轴承外圈6圆锥滚子轴承内圈7垫片8突缘9紧固螺母,例1：,3)掌握建立装配尺寸链的规律。,图5-17变速器第一轴及第二轴的组件装配图及装配尺寸链1前纸垫2前盖3前轴承4第一轴5四、五速固定齿座6衬套7五速齿轮止推环8第二轴9后轴承10后盖11后纸垫12变速器壳体13三速齿轮止推环14三速齿轮15五速齿轮16锁环,例2：,3)掌握建立装配尺寸链的规律。,图5-18变速器第一轴上前轴承外圈、锁环和前盖等局部图及其装配尺寸链1前纸垫2前盖3

14、前轴承外圈4锁环5变速器壳体,例3：,三、装配尺寸链的建立,1.装配尺寸链应进行必要的简化;,2.应遵循最短路线原则(一件一环）；,3.装配尺寸链的方向性。,第四节保证装配精度的方法和装配尺寸链的解算,一、完全互换装配法二、不完全互换装配法（略）三、选择装配法四、调整装配法五、修配装配法,一、完全互换装配法,零件按图样规定的公差及极限偏差进行加工。装配时相关零件不需挑选、调整和修配，就能达到规定的装配精度要求。1.公差的设计计算 先等分，再调整，留一组成环作为协调环。,为降低加工难度按相等来设计,实现平衡,一、完全互换装配法,2.组成环极限偏差的确定标准件按标准的规定确定；除协调环外，组成环按

15、“偏差注向体内”原则，即入体原则标注，即外尺寸（被包容尺寸）按h、内尺寸（包容尺寸）按H、孔中心距按对称偏差确定极限偏差。协调换极限偏差通过前面的公式计算。,1.公差的设计计算,图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链,例4：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向间隙B0为。相关设计尺寸B8=39mm,B13=4mm,B14=35mm。试确定各组成环的公差和极限偏差。,1）计算封闭环基本尺寸、公差及极限偏差B0=B8-(B13+B14)=0TB0=B0max-B0min=0.35-0.10=0.25mm所以B0=0+0.10+0.35mm,1.公差的设计

16、计算,图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链,例4：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向间隙B0为。相关设计尺寸B8=39mm,B13=4mm,B14=35mm。试确定各组成环的公差和极限偏差。,2）确定组成环公差Tav,L=TB0/(n-1)=0.25/3=0.083mm选择B8为协调环，修正其它组成环公差为TB13=0.03mm(IT9);TB14=0.10mm(IT10)协调环公差为TB8=0.25-(0.03+0.10)mm=0.12mm,1.公差的设计计算,图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链,例4：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速

17、常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向间隙B0为。相关设计尺寸B8=39mm,B13=4mm,B14=35mm。试确定各组成环的公差和极限偏差。,3）确定组成环公差B13=40-0.03mm(h9)B14=350-0.10mm(h10)B8协调环的极限偏差：ESB8=ESB0+(EIB13+EIB14)=0.35+(-0.03-0.100)=0.22mmEIB8=EIB0+(ESB13+ESB14)=0.1+(0+0)=0.1mmB8=39+0.100+0.220,1.公差的设计计算,图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链,例5：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活

18、，规定装配精度：轴向间隙B0为。相关设计尺寸B8=39+0.12+0.24mm,B13=4-0.030mm,B14=350-0.100mm。试校核尺寸的正确性并修正。,1）计算封闭环基本尺寸、公差及极限偏差B0=B8-(B13+B14)=0TB0=B0max-B0min=0.35-0.10=0.25mm所以B0=0+0.10+0.35mm,1.公差的设计计算,图5-19常啮合三速齿轮组件图及装配尺寸链,2）校核封闭换公差TB0=TB8+TB13+TB14=0.12+0.03+0.10=0.25mm满足设计要求。3）校核封闭环实际极限偏差ESB0=ESB8-(EIB13+EIB14)=0.240

19、-(-0.030-0.100)=0.37mmESB0=0.35mmEIB0=EIB8-(ESB13+ESB14)=0.02-(0+0)=0.02EIB0=0.1mm不满足要求，可修正为例4所设计尺寸。,例5：为保证空套在第二轴滚针轴承上的三速常啮合齿轮14旋转灵活，规定装配精度：轴向间隙B0为。相关设计尺寸B8=39+0.12+0.24mm,B13=4-0.030mm,B14=350-0.100mm。试校核尺寸的正确性并修正。,2.完全互换装配法的特点及应用,通过上述的分析及计算知，完全互换装配法的优点是，装配精度由零件制造精度保证，只要组成环尺寸按零件图样的规定制造，就可保证装配精度要求，并

20、且零件尺寸具有互换性；由于零件具有互换性，便于组织零部件专业化生产，也易于组织流水式装配。但当装配精度要求较高，组成环较多时，零件难以按经济精度制造。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。,二、不完全互换装配法（略）,1.公差的设计计算2.不完全互换装配法的特点及应用,二、不完全互换装配法,图5-20统计互换法封闭环与组成环公差关系,1.公差的设计计算,表5-2合格率P与相对分布系数k,1.公差的设计计算,图5-21不完全互换装配法的应用,2.不完全互换装配法的特点及应用,不完全互换装配法的优点是，可以放大零件的制造公差，降低零件制造成本。零件制造公差放大值与装配精度合格

21、率有关，合格率越低，零件制造公差放大值越大；零件制造公差放大值与组成环的尺寸分布特征有关。可以证明，组成环尺寸为正态分布时零件制造公差放大值最大。另一优点是装配工作简单，生产效率高。这种装配方法的缺点是，装配后有极少数产品装配精度不合格，但不合格产品可通过装配后的试验、检测剔除，或采取更换零件等方法进行修复。,三、选择装配法,将相配的零件制造公差放大到经济公差，装配时选择合适的零件进行装配来保证装配精度的方法。有直接选择装配法、分组互换装配法和复合装配法三种。分组互换装配法：将组成环公差增大若干倍（一般为2倍），使组成环零件可以按经济精度进行加工，然后再将各组成环按实际尺寸大小分为若干组，各对

22、应组进行装配，同组零件具有互换性，并保证全部装配对象达到规定的装配精度。内燃机应用较多。,三、选择装配法,图5-22发动机活塞销与活塞销孔的配合,活塞销与销孔的装配精度要求为过赢量为,采用分组互换装配法时，将销、孔公差均放大4倍到0.01mm，即活塞销为d=28-0.010mm，孔为D=28-0.015-0.005,三、选择装配法,三、选择装配法,图5-23活塞销与活塞销孔分组公差带图,1.公差的设计计算,采用极值法解算尺寸链，对间隙配合要求X=0XminXmax,对过盈配合要求Y=0YminYmax.(1)确定组成环分组公差 组成环平均极值公差为,令组成环分组公差等于平均极值公差（保证了各组

23、成环公差之和等于封闭环公差）：,(2)确定组成环制造公差 将分组公差放大，使制造公差TD及Td成为经济公差，放大倍数Z一般为3-5倍。,图5-24不同基准制配合的公差带图,1.公差的设计计算,(3)确定组成环的极限偏差,先选择基轴制还是基孔制，然后确定与基准相配零件的偏差。对基轴制的间隙配合，利用ESX=ESD1-EId1 得孔上偏差ESD1=ESD，则 EID=ESD-TD,对基轴制的过盈配合，利用EIY=EId1-ESD1 得孔上偏差ESD1=ESD，则 EID=ESD-TD 对基孔制的不同配合，同样可以算出轴的上下偏差。,2.分组互换装配法的特点及应用,分组互换装配法的优点是，零件制造精

24、度不高，但却可获得高精度的装配精度。在分组互换装配中装配精度是由零件的制造精度和装配方法共同保证的。值得注意的是，零件尺寸制造公差可以放大，但是零件配合表面的形状公差和表面粗糙度不能放大，仍需按分组公差确定。适用于大批量生产、组成环少、装配精度高的场合。,四、调整装配法,定义：设置一调整环（组成环按经济精度加工），装配时用改变调整件的位置或选用一个合适尺寸的调整件来达到装配精度的方法。有可动调整装配法和固定调整装配法2种。,可动调整法,选定某个零件为调整环，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，即移动、旋转或移动旋转同时进行，以达到装配精度的方法。,固定调整法,选择一个组成环作调整环，作

25、为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成的一组零件，装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一尺寸等级适当的零件来进行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用的调整环有垫圈、垫片、轴套等。,1.公差的设计计算（1）组成环的公差和极限偏差1）标准件按标准规定；2）补偿环初定尺寸用AF表示，其公差一般规定为IT8-IT9级。具体内容后面确定；3）其它组成环按经济精度加工，或取IT11以下，偏差按偏差注向体内原则标注。,四、调整装配法,四、调整装配法,1.公差的设计计算（2）补偿原理组成环公差（除调整环）被放大必然使封闭环超差，选用合适调整环补偿。1）空隙大小,图5-25补偿环为减环时补偿原理及调整件分组尺寸

26、的计算图解,四、调整装配法,图5-25补偿环为减环时补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解,四、调整装配法,四、调整装配法,每一尺寸的补偿环（调整环，一般为垫片）能补偿组成环误差的能力成为补偿能力SS=TA0-TAF2)调整垫片组数Z的确定,图5-25补偿环为减环时补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解,补偿量,四、调整装配法,3）调整垫片分组尺寸AFi的计算,图5-25补偿环为减环时补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解,整理后有：,1.公差的设计计算,例7 转向节叉架上耳下平面与调整垫片间的间隙要求为。转向节叉架上耳下平面与下耳轴承窝端面间尺寸A1=112mm，止推轴承高度A2=18mm；前轴拳部高度

27、 A3=92mm；调整垫片初定AF=2mm；制造公差TAF=0.025mm(IT9)1）确定组成环公差及其偏差。2）计算调整垫片分组数及尺寸。,图5-26转向节叉架与前轴拳部装配图及装配尺寸链1转向节2止推轴承3前轴4调整垫片5主销,1.公差的设计计算,例7 转向节叉架上耳下平面与调整垫片间的间隙要求为。转向节叉架上耳下平面与下耳轴承窝端面间尺寸A1=112mm，止推轴承高度A2=18mm；前轴拳部高度 A3=92mm；调整垫片初定AF=2mm；制造公差TAF=0.025mm(IT9)1）确定组成环公差及其偏差。标准件A2=180-0.20mm；组成环TA1=0.35mm(IT12级)，TA3

28、=0.22mm(IT11)，则按偏差注向体内原则确定为A1=112+0.350mm、A3=920-0.22mm。,图5-26转向节叉架与前轴拳部装配图及装配尺寸链1转向节2止推轴承3前轴4调整垫片5主销,2）计算调整垫片分组数,取Z=5组。,1.公差的设计计算,例7 转向节叉架上耳下平面与调整垫片间的间隙要求为。转向节叉架上耳下平面与下耳轴承窝端面间尺寸A1=112mm，止推轴承高度A2=18mm；前轴拳部高度 A3=92mm；调整垫片初定AF=2mm；制造公差TAF=0.025mm(IT9)3）计算调整垫片分组尺寸AFz,当补偿环为增环时可类比求解。,1.公差的设计计算,图5-27补偿环为增

29、环时的补偿原理及调整件分组尺寸的计算图解,2.可动调整装配法,图5-28气门间隙的可动调整装配法1调整螺钉2摇臂3气门,用调节调整件的位置来补偿组成环公差放大造成的封闭环累计误差的影响，达到装配精度。,2.可动调整装配法,图5-29主减速器从动锥齿轮和轴承预紧的可动调整装配1、6调整螺母2、7圆锥滚子轴承3、5壳体4从动齿轮,特点,应用,五、修配装配法,定义,实质,五、修配装配法,图5-30修配时对封闭环影响的两种情况,对修配环AF修配有两种不同情况：使封闭环变大或变小。但由于各组成环按经济精度加工，实际得到的封闭环公差必定大于设计要求的封闭环公差,组成环公差,五、修配装配法,修配法的装配尺寸

30、链的解算，最主要的任务就是合理地确定修配环的预加工尺寸。计算步骤：1 组成环公差（1）组成环公差和极限偏差确定 除修配环外其它组成环公差按下述原则：1）标准件公差及极限偏差按标准规定。2）其它组成环放大到经济公差（IT11)，极限偏差按偏差注向体内原则确定。3）在组成环中选一修配环（易拆易修配零件、不表面处理、非公共环）。（2）修配环预加工尺寸的确定修配环的修配量（补偿量）,修配环的预加工尺寸的计算按修配时使封闭环尺寸变大、变小两种情况讨论。,五、修配装配法,1）修配时使封闭环尺寸变大的情况,图5-31使封闭尺寸变大时的公差带,应该满足A0max=A0max或ESA0=ESA0,五、修配装配法

31、,按ESA0=ESA0计算得,考虑到生产率，一般Fmax，如果修配件都必须进行修配，一般取 Fmin，所以此时最大的修配量为,五、修配装配法,2）修配时使封闭环尺寸变小的情况,图5-31使封闭尺寸变大时的公差带,图5-32使封闭环尺寸变小时的公差带,应该满足A0min=A0min或EIA0=EIA0,五、修配装配法,按EIA0=EIA0计算得,1.组成环公差的设计计算,例8 转向节叉架上耳下平面与垫片间隙。已知A1=1120+0.35；A2=180-0.2；A3=920-0.22；修配环初定AF=2，制造公差TAF=0.10。要求最小修配辆Fmin=0，计算修配环预加工尺寸AF和最大修配量Fm

32、ax，并画出封闭环设计要求的公差和实际的公差。,图5-26转向节叉架与前轴拳部装配图及装配尺寸链1-转向节；2-止推轴承；3-前轴；4-调整垫片；5-主销,1.组成环公差的设计计算,例8 转向节叉架上耳下平面与垫片间隙A0。已知A1=1120+0.35；A2=180-0.2；A3=920-0.22；修配环AF初定2，制造公差TAF=0.10。要求最小修配辆Fmin=0，计算修配环预加工尺寸AF和最大修配量Fmax，并画出封闭环设计要求的公差和实际的公差。,解1）计算封闭环,2）计算修配环预加工尺寸及最大修配量 修配使封闭环变大，所以有5-34式：,1.组成环公差的设计计算,例8 转向节叉架上耳

33、下平面与垫片间隙A0。已知A1=1120+0.35；A2=180-0.2；A3=920-0.22；修配环AF初定2，制造公差TAF=0.10。要求最小修配辆Fmin=0，计算修配环预加工尺寸AF和最大修配量Fmax，并画出封闭环设计要求的公差和实际的公差。,由5-35式：,修配环预加工尺寸：,最大修配量：,图5-33封闭环设计要求及实际的公差带图,3)封闭环设计要求和实际的公差带,2.修配的形式,1)专件(单件)修配。如上例中为保证间隙而对垫片的修配和为保证喷油器针阀与针阀体的升程而对针阀轴肩面的修磨等。2)合件修配。如前述气缸体与离合器壳体组合成合件后，精铣离合器壳体后平面，保证合件的离合器

34、壳体后平面对曲轴轴承座孔的垂直度公差要求。3)偶件修配。如为保证喷油器针阀与针阀体的配合间隙及密封锥面的密封性而进行的配对互研等。,修配的形式：,特点,应用,3.修配装配法的特点及应用,表5-4汽车制造中五种装配方法的特点及应用范围,第五节工艺尺寸链的计算,第五节 工艺尺寸链的计算一、工序基准与设计基准重合时工序尺寸的确定二、工序基准与设计基准不重合时工序尺寸的确定三、以待加工表面为工序基准时工序尺寸的确定,四、一次加工同时保证多个设计尺寸时工序尺寸的确定五、控制加工余量间接保证设计尺寸时工序尺寸的确定六、对称度、同轴度为设计要求的有关工序尺寸的确定七、孔系坐标尺寸的计算,一、工序基准与设计基

35、准重合时工序尺寸的确定,图5-34活塞加工时的工序尺寸图表,一、工序基准与设计基准重合时工序尺寸的确定,若精车加工余量z1=0.6，粗车经济精度公差等级IT10(0.14)，则粗车顶面的工序尺寸为A1=A1+z1=106.60-0.14,这种情况工序尺寸及公差确定相对简单，最终工序的工序尺寸就是设计尺寸，公差就是设计尺寸的公差；中间工序的工序尺寸就是其他工序尺寸加上或减去工序余量，公差按加工加工经济精度选取，按偏差注向体内原则标注极限偏差。,二、工序基准与设计基准不重合时工序尺寸的确定,图5-35加工活塞销孔的工艺尺寸链,二、工序基准与设计基准不重合时工序尺寸的确定,基准不重合带来的问题：仅精

36、车的公差就大于了封闭环的公差！加工时必须缩减A1的公差，取TA1=0.1，=1060-0.1；则的A3公差为0.06，若精车加工余量z1=0.6，粗车经济精度公差等级IT10(0.14)，则粗车顶面的工序尺寸为A1=A1+z1=106.60-0.14,三、以待加工表面为工序基准时工序尺寸的确定,图5-36三速齿轮内孔与键槽的设计尺寸,三、以待加工表面为工序基准时工序尺寸的确定,图5-37三速齿轮内孔与键槽加工时的工序尺寸图表Dk=56.70+0.12;Dl=57.750+0.025;Dm=580+0.03,三、以待加工表面为工序基准时工序尺寸的确定,图5-37三速齿轮内孔与键槽加工时的工序尺寸

37、图表及工艺尺寸链尺寸跟踪法（图解追踪法）：从封闭环两个表面出发，沿表面引线向前面的工序尺寸根踪，遇到箭头时，逆该工序尺寸找到其基准，继续向前跟踪，直到两跟踪尺寸汇交在同一工序基准为止。,其中：Dk=56.70+0.12;Dl=57.750+0.025;Dm=580+0.03,则：为未知的工序尺寸，Dl/2=28.8750+0.0125;Dm/2=290+0.015,三、以待加工表面为工序基准时工序尺寸的确定,图5-37三速齿轮内孔与键槽加工时的工艺尺寸链,尺寸链解算：l=L-Dm/2+Dl/2=62.6-29+28.875=62.475ESl=ESL-ESDm/2+EIDl/2=0.25-0.

38、015+0=0.235EIl=EIL-EIDm/2+ESDl/2=0-0.0125=0.0125l=62.475+0.0125+0.2350=62.490+0.22,四、一次加工同时保证多个设计尺寸时工序尺寸的确定,图5-38同时保证阶梯轴两个设计尺寸的工序尺寸图表和工艺尺寸链,四、一次加工同时保证多个设计尺寸时工序尺寸的确定,A3即A02,尺寸链解算：A2=A01-A3=35-20=15ESA2=ESA01-ESA3=0.17-0.07=0.1EIA1=EIA01-EIA3=-0.17-(-0.07)=-0.1A2=150.1,五、控制加工余量间接保证设计尺寸时工序尺寸的确定,1)以精车过的

39、端面B为工序基准，精车端面C，直接保证工序尺寸A1TA1/2。2)以精车过的端面C为工序基准，精车端面D，工序尺寸为A2TA2/2。3)控制磨削余量(靠火花磨削)磨削端面C，间接保证设计尺寸44.9150.085mm(该尺寸可作为磨削加工要求标注在工序图上)和设计尺寸232.750.25mm。,图5-39靠火花磨削第一轴端面的工序尺寸图表,图5-40磨削第一轴端面形成的工艺尺寸链,五、控制加工余量间接保证设计尺寸时工序尺寸的确定,图5-40磨削第一轴端面形成的工艺尺寸链,尺寸链解算：z2=0.10.02A1=45.0150.065A2=232.650.23,图5-39靠火花磨削第一轴端面的工序

40、尺寸图表,六、对称度、同轴度为设计要求的有关工序尺寸的确定,对称度和同轴度可用线性尺寸标注为：0t/2，其标注在基准要素的任何一侧皆不影响结果。1)磨削轴颈，工序尺寸为d。2)以轴颈下母线C为工序基准，精磨端面B，工序尺寸为A1。3)以端面B为工序基准，精磨端面D，工序尺寸为A2。,六、对称度、同轴度为设计要求的有关工序尺寸确定,图5-41磨削十字轴端面的工序尺寸图表,六、对称度、同轴度为设计要求的有关工序尺寸的确定,图5-41磨削十字轴端面的工序尺寸图表,图5-42磨削十字轴轴端面时的工艺尺寸链,尺寸链解算：A1=A2/2+d/2+A0=53.98+12.49+0=66.47,ESA1=ESA0+EIA2/2+EId/2=0.05+(-0.0175)+(-0.01)=0.0225EIA1=EIA0+ESA2/2+ESd/2=-0.05+0+0=-0.05A1=66.47-0.0500+0.0225=66.47=0.050+0.022,七、孔系坐标尺寸的计算(略）,图5-43孔系坐标尺寸链,七、孔系坐标尺寸的计算,图5-44平面尺寸链转换成直线尺寸链,