機械設(shè)計-尺寸鏈原理與應(yīng)用
2022-03-10
尺寸鏈原理及應(yīng)用
在機械設(shè)計和工藝工作中，為保證加工、裝配和使用的質(zhì)量，經(jīng)常要對一些相互關(guān)聯(lián)的尺寸、公差和技術(shù)要求進行分析和計算，為使計算工作簡化，可采用尺寸鏈原理。尺寸鏈原理是分析和計算工序尺寸很有效的工具，在制定機械加工工藝規(guī)程和保證裝配精度中都有很重要的應(yīng)用
一、尺寸鏈的定義、組成
定義：尺寸鏈就是在零件加工或機器裝配過程中，由相互聯(lián)系且按一定順序連接的封閉尺寸組合。
組成：
環(huán)——尺寸鏈中的每一個尺寸。它可以是長度或角度。
封閉環(huán)——在零件加工或裝配過程中間接獲得或最后形成的環(huán)。
組成環(huán)——尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的全部環(huán)。
組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)。
增環(huán)——若該環(huán)的變動引起封閉環(huán)的同向變動，則該環(huán)為增環(huán)．
減環(huán)——若該環(huán)的變動引起封閉環(huán)的反向變動。則該環(huán)為減環(huán)。
尺寸鏈特性
封閉性：尺寸鏈必是一組有關(guān)尺寸首尾相接所形成的尺寸封閉圖。其中應(yīng)包含一個間接保證的尺寸和若干個對此有影響的直接獲得的尺寸
關(guān)聯(lián)性：尺寸鏈中間接保證的尺寸受精度直接保證的尺寸精度支配，且間接保證的尺寸精度必然低于直接獲得的尺寸精度
工藝尺寸鏈：同一個零件、工序尺寸相關(guān)聯(lián) 裝配尺寸鏈：相關(guān)聯(lián)的不同零件、不同設(shè)計尺寸
尺寸鏈的建立
1、確定封閉環(huán)
關(guān)鍵
1）加工順序或裝配順序確定后才能確定封閉環(huán)。
2）封閉環(huán)的基本屬性為“派生”，表現(xiàn)為尺寸間接獲得。
要領(lǐng)
1）設(shè)計尺寸往往是封閉環(huán)。
2）加工余量往往是封閉環(huán)（靠火花磨除外）。
2、組成環(huán)確定
關(guān)鍵
1）封閉環(huán)確定后才能確定。
2）直接獲得。
3）對封閉環(huán)有影響
確定封閉環(huán)注意：
1）零件尺寸鏈的封閉環(huán)應(yīng)為公差等級要求最低的環(huán)，一般在零件圖上不進行標(biāo)注，以免引起加工中的混
亂。
2）在確定封閉環(huán)之后，應(yīng)確定對封閉環(huán)有影響的各個組成環(huán)，使之與封閉環(huán)形成一個封閉的尺寸回路。
3）在建立尺寸鏈時應(yīng)遵守“最短尺寸鏈原則”，即對于某一封閉環(huán)，若存在多個尺寸鏈時，應(yīng)選擇組成
環(huán)數(shù)最少的尺寸鏈進行分析計算。
※※增、減環(huán)判別方法
在尺寸鏈圖中用首尾相接的單向箭頭順序表示各尺寸環(huán)，其中與封閉環(huán)箭頭方向相反者為增環(huán),與封閉環(huán)
箭頭方向相同者為減環(huán)。
回路法作圖注意
a 明確工藝要求
b 從封閉環(huán)開始，找出與之關(guān)聯(lián)尺寸
c 形成封閉圖形
d 判別增、減環(huán)
二、尺寸鏈的分類
1、按應(yīng)用范圍分類
1）工藝尺寸鏈——全部組成環(huán)為同一零件工藝尺寸所形成的尺寸鏈。
2）裝配尺寸鏈——全部組成環(huán)為不同零件設(shè)計尺寸所形成的尺寸鏈。
3）零件尺寸鏈——全部組成環(huán)為同一零件設(shè)計尺寸所形成的尺寸鏈。
4）設(shè)計尺寸鏈——裝配尺寸鏈與零件尺寸鏈，統(tǒng)稱為設(shè)計尺寸鏈。
2、按幾何特征及空間位置分類
1） 長度尺寸鏈—全部環(huán)為長度的尺寸鏈
2） 角度尺寸鏈—全部環(huán)為角度的尺寸鏈
3）直線尺寸鏈—— 全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。
4）平面尺寸鏈—— 全部組成環(huán)位于一個或幾個平行平面內(nèi)，但某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。
5） 空間尺寸鏈——組成環(huán)位于幾個不平行平面內(nèi)的尺寸鏈。
三、尺寸鏈的計算幾種情況
(1)正計算——已知各組成環(huán)，求封閉環(huán)。
(2)反計算——已知封閉環(huán)，求各組成環(huán)。
(3)中間計算——已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的基本尺寸及公差，求其余的一個或幾個組成環(huán)基本尺寸及公差（或偏差）。（中間計算可用于設(shè)計計算與工藝計算，也可用于驗算。）
工藝尺寸鏈:由單個零件在工藝過程中的有關(guān)尺寸所形成的尺寸鏈。
例如：在加工中形成的尺寸鏈——工藝尺寸鏈
尺寸鏈計算是根據(jù)結(jié)構(gòu)或工藝上的要求，確定尺寸鏈中各環(huán)的基本尺寸及公差或偏差。
計算方法有兩種：
極值法（也稱極大極小法）:它是以各組成環(huán)的最大值和最小值為基礎(chǔ)，求出封閉環(huán)的最大值和最小值。
概率法:它是以概率理論為基礎(chǔ)來解算尺寸鏈。
