工艺尺寸链详解讲解
(2) 概率解法:又叫统计法。应用概率论原理来进行尺寸键 计算的一种方法。如算术平均、均方根偏差等。
求解尺寸链的情形:
1.已知组成环,求封闭环
2.已知封闭环,求组成环
尺寸链的正计算 尺寸链的反计算
3.已知封闭环及部分组成环,求其余组成环 尺寸链的中间计算
1.已知组成环,求封闭环 根据各组成环基本尺寸及公差(或偏差),来计算封
根据上述的几个式子可得出封闭环上、下偏差计算的一般公式:
m
n
m
n
s A Amax A ( Ai max Ai min ) ( Ai Ai )
i 1
i 1
i 1
i 1
m
n
s Ai x Ai
i 1
i 1
m
n
也即:
A A4 A5 A6 A1 A2 A3
由此可以推得多环尺寸链的基本尺寸的一般公式:
对于任何一个总数为N的独立尺寸链,若其中增环数为m, 由于其封闭环只有有一个,则减环数n为n=N-1-m。故:
m
n
A Ai Ai
i 1
i 1
上式说明:尺寸链封闭环的基本尺寸,等于各增环基本 尺寸之和,减去各减环基本尺寸立和。
3.已知封闭环及部分组成环,求其余组成环 根据封闭环和其他组成环的基本尺寸及公差(或偏差)
来计算尺寸链中某一组成环的基本尺寸及公差(或偏差)。
其实质属于反计算的一种,也可称作“尺寸链的中间计 算”。这种计算在工艺设计上应用较多,如基准的换算,工 序尺寸的确定等。
总之,尺寸链的基本理论,无论对机器的设计,或零件 的制造、检验,以及机器的部件(组件)装配,整机装配等, 都是一种很有实用价值的。如能正确地运用尺寸链计算方法, 可有利于保证产品质量、简化工艺、减少不合理的加工步骤 等。尤其在成批、大量生产中,通过尺寸链计算,能更合理 地确定工序尺寸、公差和余量,从而能减少加工时间,节约 原料,降低废品率,确保机器装配精度。
L1
L2 L3
L4
L5
L∑
A∑
A2
A1
并联
L1
L2
L3
L∑
A∑
A2
A1
串联
B1
B2
A∑
A2
B3
共同基面
B∑
C2 C1 C∑
A1
共同基面
混联
公共环同属于不同尺寸链中,公共环尺寸及公差改变将 同时影响各个尺寸链,所以,在解尺寸链时,一般不轻易改 变公共环尺寸。
§4.2 尺寸链的计算方法
尺寸链的计算方法,有如下两种: (1) 极值解法:这种方法又叫极大极小值解法。它是按误差综 合后的两个最不利情况,即各增环皆为最大极限尺寸而各减 环皆为最小极限尺寸的情况;以及各增环皆为最小极限尺寸 而备减环皆为最大极限尺寸的情况,来计算封闭环极限尺寸 的方法。
它形式。当零件尺寸为正态分布曲线时,其偶然误差ε与均方
根误差σ间的关系,可表达为:
ε=6σ 即பைடு நூலகம்
6 若尺寸链中各组成环的误差分布,都遵循正态分布规律时,
则其封闭环也将遵循正态分布规律。若取公差带T=6σ,则封闭 环的公差与各组成环的公差关系可表示为:
正态分布各环公差计算公式
N 1
T Ti2 i 1
l3
工序三
工序1;车外圆,车两端面后得L1=40 工序2;车一端幅板,至深度L2. 工序3:车另一端帽板,至深度L3。并保证10士0.15。
由上述工序安排可知,幅板厚度10士0.15是按尺寸L1、 L2、l3加工后间接得到的。因此,为了保证10士15,势必对L1, L2,L3的尺寸偏差限制在一定范围内。即已知封闭环L∑ =10 士0.15,求出各组成环L1,L2,L3尺寸的上下偏差。
A1 A∑ A2 A3
L2
L3 L∑ L4
L1
A1 A∑ A2 A3
L2
L3 L∑ L4
L1
3. 组成环 一个尺寸链中,除封闭环以外的其他各环,都是“组成
环”。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。
表示为:Ai 、Li i=1,2,3……
增环:在尺寸链中,当其余组成环不变的情况下,将某一组 成环增大,封闭环也随之增大,该组成环即称为“增环”。
§4.2 尺寸链计算的基本公式 尺寸、偏差及公差之间的关系:
T/2 T/2 ΔmA
Am
A max ΔsA
A min A
ΔxA
尺寸链计算所用符号
尺寸链各环的基本尺寸计算
下图为多环尺寸链
A1
A2
A4
A5
A∑
A3
A6
各环的基本尺寸可写成等式为:
A1 A2 A A3 A4 A5 A6
闭环的基本尺寸及公差(或偏差),称为“尺寸链的正计 算”。这种计算主要用在审核图纸,验证设计的正确性。
如下例:
例如齿轮减速箱装配 后,要求轴承左端面 与左端轴套之间的间 隙为L∑ 。此尺寸可通 过事先检验零件的实 际尺寸L1、L2、L3、 L4、L5 ,就可预先知 L∑的实际尺寸是否合 格?
L5
L∑ L2
i 1
i 1
i 1
i 1
i 1
i 1
即:
N 1
T
T i
i 1
结论:
封闭环公差等于所有组成环公差之和,它比任何组成环公
差都大。所以应用中应注意:
(1) 在零件设计中,应选择最不重要的环作为封闭环。 (2) 封闭环公差确定后,组成环数愈多,则分到每一环的公
差应愈小。所以在装配尺寸链中,应尽量减小尺寸链的环数。
m
n
x A Amin A ( Ai min Ai max ) ( Ai Ai )
i 1
i 1
i 1
i 1
m
n
x Ai s Ai
i 1
i 1
因为零件图和工艺卡片中的尺寸和公差,一般均以上、下偏 差的形式标注,所以该式较为简便迅速
非正态分布时各环公差计算:
当零件尺寸分布下为非正态分布时,封闭环公差计算时须 引入“相对分布系数K”。K表示所研究的尺寸分布曲线的不同 分布性质,即曲线的不同分布形状。
正态分布时: T 6 , T
6
非正态分布时: K T
6
所以,封闭环公差的一般公式为:
N 1
T
K2 i
2 i
i 1
其中: i ( Ai A)
-3δ
+3δ
这是用概率法解尺寸链的数学基础,它反映了封闭环误差与组成环误差间的基本关系。
1. 各环公差计算
N 1
2 i
反映了封闭环误差与组成环误差间的基本关系。
i 1
由于尺寸链计算时,不是均方根偏差间的关系,而是以误
差量(或公差)间的关系来计算的,所以上述公式需改写成其
第四章 工艺尺寸链
§4.1 尺寸链的定义和组成 一、尺寸链
尺寸链指的是在零件加工或机器装配过程中,由相互联系 的尺寸形成的封闭尺寸组。
A1 A∑ A2 A3
L2
L3 L∑ L4
L1
L2
L3 L∑ L4
L1
A1 A∑ A2 A3
1.尺寸链的分类 (1)出现在零件中,称之为零件尺寸链 (2)由工艺尺寸组成,称之为工艺尺寸链 (3)出现在装配中,称之为装配尺寸链
(2) 封闭环的尺寸自己不能保证,是靠其它相关尺寸来保证 的。
2.2 封闭环的重要性:
(1) 体现在尺寸链计算中,若封闭环判断错误,则全部分析 计算之结论,也必然是错误的。
(2) 封闭尺寸通常是精度较高,而且往往是产品技术规范或 零件工艺要求决定的尺寸。
在装配尺寸链中,封闭环往往代表装配中精度要求的尺寸; 而在零件中往往是精度要求最低的尺寸,通常在零件图中不予 标注。
T2 i
i 1
各种K值可参考图表:
一些尺寸分布曲线的K及e值
若各组成环公差相等,即令Ti = TM 时,则可求得各环的 平均公差为:
ΔsA2 A∑ A∑min
T1
ΔsA1
ΔsA1
三环尺寸链极限尺寸计算关系图
当多环尺寸键计算时,则封闭环的极限尺寸可写成一般 公式为:
m
n
A A A max
i max
i min
i 1
i 1
m
n
A A A min
i min
i max
i 1
i 1
2.各环上、下偏差的计算
2. 尺寸链的含义 尺寸链的含义包含两个意思:
(1)封闭性:尺寸链的各尺寸应构成封闭形式(并且是按照 一定顺序首尾相接的。
(2)关联性:尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其 它尺寸的变化。
二、尺寸链的有关术语
1. 尺寸键的环 构成尺寸链的每一个尺寸都称为“环”。
可分为
组成环 Ai
彼此并无关系,因此可将它们看成是相互独立的随机变量。相
互独立的随机变量。经大量实测数据后,从概率的概念来看,
有两个特征数:
(1)算术平均值 A ——这数值表示尺寸分布的集中位置。
(2)均方根偏差 δ ——这数值说明实际尺寸分布相对算术平
均值的离散程度。
A(算术平均)
独立随机变量之和的均方差为:
N 1
二、极值解法
1.各环极限尺寸计算 当增环为最大极限尺 寸,而减环为最小极 限尺寸时,封闭环为 最大极限尺寸。