尺寸链的分析计算 ppt课件
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尺寸链计算及公差分析(简体)分解PPT共68页
尺寸链计算及公差分析(简体)分解
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
子 走。— —莎士 比
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
尺寸链计算及例题解释PPT课件
2. 概率法特点：以概率论理论为基础，计算科学、复杂， 经济效果好，用于环数较多的大批大量生产中。
假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。
(1) 各环公差之间的关系
(2) 各 环 平 均 尺 寸 之 间 的 关 系
(3)各环平均偏差之间的关系
n1
T(A0) T2(Ai)
i1
m
n1
A0 Ai Ai
A2
A a)
2006-3
b)
c)
2021
12
0.05 A
C
B
0.1 C
A2 A0 a1 a0
A a)
b)
c)
图示尺寸链中，尺寸A0是加工过程间接保证的，因 而是尺寸链的封闭环；尺寸A1和A2是在加工中直 接获得的，因而是尺寸链的组成环。其中， A1为 增环， A2为减环。
尺寸链方程为： A0 A1 A2
规定为 0.5～0.8mm。与此有关的加工过程如下：
1） 精车A面，保证直径 D138.400.1 ；
2） 渗碳处理，控制渗碳层深度H1； 3） 精磨A面保证直径尺寸D2 3800.016，同时保证规定的渗碳层深度。
试确定H1的数值。
A
【解】
H0 H1
D2 D1
R1 H1 H0
R2
建立尺寸链，如图 b, 在该尺寸链中，H0 是 最终的渗碳层深度，
尺寸链方程
—— 确定尺寸链中封闭环（因变量） 和组成环（自变量）的函数关系式，其一般 形式为：
A 0f(A 1,A 2, ,A n)
2006-3
2021
11
工艺尺寸链示例：
工件A、C 面已加工好，现以A 面定位 用调整法加工B 面，要求保证B、C 面距离A0
装配尺寸链的计算 PPT
特点 应用
(3)复合选配法
3、 修配法 定义
实质
特点
应用
修配方法
(1)单件修配法 (2)合并加工修配法 (3) 自身加工修配法
应用单件修配法必须注意以下几点
修配环 得选择
(1)易于修配、便于装卸 (2)尽量不选公共环为修配环
单件修配法解算步骤
• (1)建立装配尺寸链 • (2)选择修配环: • 原则:①便于拆装、易于修配;②不就是公共环。 • (3)确定其她组成环尺寸得公差与偏差 • (4)验算最大修配量Fmax=T’0-T0不可过大 • (5)计算修配环尺寸得上下偏差
封闭环就是装配 时要保证得装配 精度或技术要求
装配尺寸链得建立
1)瞧图:瞧清装配关系,找到各零件得装配基 准 2)明确装配要求→封闭环
3）查找组成环：从封闭环起
遵守最短路线原则:
组成环数等于相关零件数,即一件一环
一件一环原则(b错)
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点 Nhomakorabea精度低时适当简化 精度高时考虑配合间隙与形位公差
• 重点:装配尺寸链得解算与应用
车床尾座部
件:要保证装 配间隙A0,标 注零件尺寸
公差与偏差
A1
A3
A2
C1
C2
B1
B2
上学期设计得多轴钻床
装配尺寸链得 基本概念及其特征
机器装配过程中,由相关零件得尺寸或相互位 置关系所组成得尺寸链,称为装配尺寸链
装配尺寸链得特点
各组成环分别属于 不同得零件或部件
要点:确保有修配余量,只有1个偏差可以 用极值法得公式: 原则
另一个偏差用加上或减去公差得办法计算
右图就是CA6140卧室车床主轴 局部得装配简图
第十四章-尺寸链分解
A2
A3减环，A1、A2增环
B1、B3为减环，B2、B4、B5为增 环
（4）查找原则
查找组成环时，应该注意遵循“最短尺寸链原则”。在 机器、部件的装配精度既定的条件下，组成环的数目越 少，则组成环所分配到的公差就越大。
3、零件位置误差对封闭环的影响
轴套
a)包容要求 b)独立原则
c）实际零件
尺寸公差δ与平行度公差t2采用包容要求时，平行度误差f2已经控 制在尺寸公差δ内，即平行度误差f2对封闭环的影响已经包括在尺 寸公差δ内，所以不必单独考虑其影响。
(a) 装配尺寸链 （b）零件尺寸链 （c）工艺尺寸链
第一节 尺寸链的基本概念
二、尺寸链的组成 1、环 列入尺寸链中每一个尺寸 环一般用英文大写字母表示，可分为封闭环和组成环。 2、封闭环 尺寸链中在装配或加工过程中最后自然形成的那个 环。常用下标为0的英文大写字母表示。 3、组成环 尺寸链中对封闭环有影响的全部环。这些环中任何 一环的变动必然引起封闭环的变动。常用下标为1,2,3…的英文 大写字母表示。组成环又可分为增环和减环。
（1）分组互换法
将计算得到的各组成环的平均极值公差扩大N倍，如此即可以按 照经济加工精度制造，
然后根据零件完工后的实际偏差，按一定的尺寸间隔分为N组，
装配时根据大配大、小配小的原则，按对应组装配，以达到封闭 环的精度要求。
第二、三、四节 尺寸链的计算
（2）修配法
尺寸链的所有尺寸按经济加工精度要求的公差值加工，导致封闭 环的公差值扩大。
（3）空间尺寸链 全部组成环位于几个不平行的平面内的尺寸 链。
L1
L2
L1
L2
L0 L1 L2 cos
α L0
α L0
尺寸链计算及公差分析ppt课件
所謂之工步指: 相同加工工具對同一 工件在相同加工條件下所連續完成的那 一部分工序.(如連線機作業中的折沿邊料 作業)
最新课件
5
(二)工藝過程的組成
所謂之工作行程指: 加工工具在工件 上一次所完成的工步部分.(如折沿邊料過 程中的一個來回)
如果工藝過程中隻有一道工序,工序 中又隻有一步工步,工步由一個工作行程 組成,那麼它們實際是相當.
i 1
i 1 m
封閉環的公差
m
n
T(A0) = T ( A i) + T ( A i)
i 1
i 1 m
= ES(A0) - EI(A0)
最新课件
19
(四) 尺寸鏈的計算
2. 極值法解封閉環
尺寸鏈的豎式解：(適用于尺寸鏈中組成環數目較多的情形）
組成環 增環
基本尺寸 A1
上偏差
ΔS A1 A1
下偏差 ΔX
最新课件
6
(三)工藝過程文件化
將工藝過程的操作方法等按一定的 格式用文件的形式規定下來,便成了工藝 規程,即所說的SOP.
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7
二.尺寸鏈分析
(一) 緣何要作尺寸鏈分析
加工工藝過程中, 治工具及工件的實 際定位位置必然會與理想定位位置有一 定的差異,同時加工尺寸亦會存在差異.需 允許一定的誤差存在,如何確定其誤差符 合需求,則需引入尺寸鏈及公差的概念， 並進行分析計算.
2）基準要素：指用來確定被測要素方向或（和）位置
的要素。
最新课件
26
(一) 基本概念 3.按幾何特征分
1）輪廓要素：指零件外形的點、線、面。 2）中心要素：指構成輪廓的對稱中心的點、線、面。
形位公差的項目與符號
類 項 目 符號 類別 項 目 別
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5
(二)工藝過程的組成
所謂之工作行程指: 加工工具在工件 上一次所完成的工步部分.(如折沿邊料過 程中的一個來回)
如果工藝過程中隻有一道工序,工序 中又隻有一步工步,工步由一個工作行程 組成,那麼它們實際是相當.
i 1
i 1 m
封閉環的公差
m
n
T(A0) = T ( A i) + T ( A i)
i 1
i 1 m
= ES(A0) - EI(A0)
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19
(四) 尺寸鏈的計算
2. 極值法解封閉環
尺寸鏈的豎式解：(適用于尺寸鏈中組成環數目較多的情形）
組成環 增環
基本尺寸 A1
上偏差
ΔS A1 A1
下偏差 ΔX
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6
(三)工藝過程文件化
將工藝過程的操作方法等按一定的 格式用文件的形式規定下來,便成了工藝 規程,即所說的SOP.
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7
二.尺寸鏈分析
(一) 緣何要作尺寸鏈分析
加工工藝過程中, 治工具及工件的實 際定位位置必然會與理想定位位置有一 定的差異,同時加工尺寸亦會存在差異.需 允許一定的誤差存在,如何確定其誤差符 合需求,則需引入尺寸鏈及公差的概念， 並進行分析計算.
2）基準要素：指用來確定被測要素方向或（和）位置
的要素。
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(一) 基本概念 3.按幾何特征分
1）輪廓要素：指零件外形的點、線、面。 2）中心要素：指構成輪廓的對稱中心的點、線、面。
形位公差的項目與符號
類 項 目 符號 類別 項 目 別
尺寸链计算及公差分析精选PPT
1.增环---当其余组成环不变,封闭环因 其增大而增大的环. 2.减环---当其余组成环不变,封闭环因 其增大反而减小的环.
14
(三) 尺寸链图的制作步骤 1.确定封闭环---依实际工艺过程,找出间 接保证的尺寸. 2.以封闭环开始,按“最少组成环环数” 的原则,画出实际组成环. 3.按各尺寸首尾相接的原则,顺着一个方 向在各尺寸线终端箭头.凡是箭头方向与 封闭环箭头相同的尺寸就是减环,反之增 环.
i 1
i 1 m
封闭环的公差
T(A0) =
T 1 m
T ( A )
i
n
= ES(A0) - EI(A0)
19
(四) 尺寸链的计算 2. 极值法解封闭环
尺寸链的竖式解：(适用于尺寸链中组成环数目较多的情形） 组成环 增
……
基本尺寸 A1
……
上偏差 ΔS A1 A1
T ( A0 ) T(Ai)= n
b. 按等公差级的原则分配封闭环的 公差(按基本尺寸大小来分配公差,工艺上较合理)
T ( A ) T ( A ) ≦T ( A )
i i 0 i 1 i 1 m
m
n
21
(四) 尺寸链的计算
2. 极值法解封闭环
公差分配一般原则: c. 按具体情况分配.这与设计经验 相关,实质上就是从工艺观点考虑.
15
(三) 尺寸链图的制作步骤
应注意事项：
1. 工艺尺寸链的构成,取决于工艺方 案和具体的加工方法.
2.正确封闭环的选取是解尺寸链的关 键. 3. 一个尺寸链只能解一个封闭环.
16
(四) 尺寸链的计算
1. 计算工艺尺寸链的方法
a. 极值法---一般生产中应用 b. 概率法---应用于生产批量大的 自动化及半自动化生产方面,或 尺寸链的环数较多的场合.
14
(三) 尺寸链图的制作步骤 1.确定封闭环---依实际工艺过程,找出间 接保证的尺寸. 2.以封闭环开始,按“最少组成环环数” 的原则,画出实际组成环. 3.按各尺寸首尾相接的原则,顺着一个方 向在各尺寸线终端箭头.凡是箭头方向与 封闭环箭头相同的尺寸就是减环,反之增 环.
i 1
i 1 m
封闭环的公差
T(A0) =
T 1 m
T ( A )
i
n
= ES(A0) - EI(A0)
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(四) 尺寸链的计算 2. 极值法解封闭环
尺寸链的竖式解：(适用于尺寸链中组成环数目较多的情形） 组成环 增
……
基本尺寸 A1
……
上偏差 ΔS A1 A1
T ( A0 ) T(Ai)= n
b. 按等公差级的原则分配封闭环的 公差(按基本尺寸大小来分配公差,工艺上较合理)
T ( A ) T ( A ) ≦T ( A )
i i 0 i 1 i 1 m
m
n
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(四) 尺寸链的计算
2. 极值法解封闭环
公差分配一般原则: c. 按具体情况分配.这与设计经验 相关,实质上就是从工艺观点考虑.
15
(三) 尺寸链图的制作步骤
应注意事项：
1. 工艺尺寸链的构成,取决于工艺方 案和具体的加工方法.
2.正确封闭环的选取是解尺寸链的关 键. 3. 一个尺寸链只能解一个封闭环.
16
(四) 尺寸链的计算
1. 计算工艺尺寸链的方法
a. 极值法---一般生产中应用 b. 概率法---应用于生产批量大的 自动化及半自动化生产方面,或 尺寸链的环数较多的场合.
尺寸链计算方法ppt课件
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。
5
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”。
减环：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，封闭环却随之减小，该组成环即称为
一个尺寸链中只有一个封闭环。
10
2）.查找组成环
组成环是对封闭环有直接影响的那些尺寸。 一个尺寸链的组成环数应尽量少。
查找组成环时，以封闭环尺寸的任一端为 起点，依次找出各个相连并直接影响封闭环的全 部尺寸，其中最后一个尺寸应与封闭环的另一侧 相连接。
11
如图12-4a所示的车床主轴轴线与尾座轴线高度差的允许值A0是装 配技术要求，为封闭环。组成环可从尾座顶尖开始查找，尾座顶尖轴线 到底面的高度A1、底面与床身导轨面相连的底板的厚度A2、床身导轨 面到主轴轴线的距离A3，最后回到封闭环。A1，A2，A3均为组成环。
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。
在装配尺寸链中，应尽量减小尺寸链的环数。即“最
1.基本尺寸计算
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之和。
15
2.极限尺寸的计算
当多环尺寸链计算时，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
5
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”。
减环：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，封闭环却随之减小，该组成环即称为
一个尺寸链中只有一个封闭环。
10
2）.查找组成环
组成环是对封闭环有直接影响的那些尺寸。 一个尺寸链的组成环数应尽量少。
查找组成环时，以封闭环尺寸的任一端为 起点，依次找出各个相连并直接影响封闭环的全 部尺寸，其中最后一个尺寸应与封闭环的另一侧 相连接。
11
如图12-4a所示的车床主轴轴线与尾座轴线高度差的允许值A0是装 配技术要求，为封闭环。组成环可从尾座顶尖开始查找，尾座顶尖轴线 到底面的高度A1、底面与床身导轨面相连的底板的厚度A2、床身导轨 面到主轴轴线的距离A3，最后回到封闭环。A1，A2，A3均为组成环。
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。
在装配尺寸链中，应尽量减小尺寸链的环数。即“最
1.基本尺寸计算
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之和。
15
2.极限尺寸的计算
当多环尺寸链计算时，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
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尺寸链
B3
• 线性尺寸链
B0
B1
B2
• 角度尺寸链
7尺 寸 链 的 分 析 计 算
d
X
D
尺寸链
• 平面尺寸链
• 空间尺寸链
L1 L2
α L0
L1 L2
α L0
8尺 寸 链 的 分 析 计 算
尺寸链中，每一个尺寸简称为环 环分为封闭环和组成环
9尺
寸
尺寸链链的 环分
lin析计k
算
尺寸链中，决定其他环的精度或 者被其他环的精度所影响的环
Ti = 6σi
μi = (ESi + EIi ) /2
L0 = f (L i)
26 尺
寸
尺寸链链的 尺寸概率分布分析
计 算
L0 = f (L i)
T0606 Ci2 i2 Ci2Ti2 0 Cii
ES0 = μ0 + T0 /2 EI0 = μ0 - T0 /2
L ES 0 0 EI 0
CiLi m in
i增环
i减环
L0min
CiLi m in
CiLi max
i增环
i减环
T0 CiTi
22 尺
寸
尺寸链链的 WC计算分析
计 算
L3
L0 = L3 – L1 – L2
C3 =1
C2 =C1 =-1
L0max = L3max – L1min – L2min
L0min = L3min – L1max – L2max
- 假设尺寸是符合统计分布规律
- 计算简单，节约生产成本
- 尺寸环多于4个
- 对生产工艺非常熟悉
蒙特卡洛模拟法 Monte Carlo Simulation
- 随机变量模拟尺寸的统计分布规律
- 计算复杂，符合生产实际
- 尺寸环多于4个
- 对生产工艺不熟悉
L0 = f (L i)
L0max
CiLi m ax
尺寸链的分析计算
尺 寸 链 的 分
几何规范 析 计 算
公差设计与检测 互换性与技术测量
D61•尺寸链
3尺 寸 链 的 分 析 计 算
尺寸链
尺寸链 Dimensional Chain
在机械产品设计、加工、装配和测量过程中，由相互连接的尺寸 形成的尺寸组
4尺 寸 链 的 分 析 计 算
尺寸链
B3
Ci > 0 增环 Ci < 0 减环
20 尺 寸 链 的 分 析 计 算
尺寸链 计算方法
极值法 Worst Case (完全互换法)
- 100%置信水平的极限
21 尺
寸
尺寸链链的 计算方法分析
计 算
- 计算简单，浪费生产成本
- 尺寸环少于4个
- 对生产工艺不熟悉
统计法 Root Sum of Squares (大数互换法、概率法)
L0
L1
L2
T0 = T3 + T1 + T2
L0 = f (L i)
ES 0 C iES i C iEI i
i 增环
i 减环
EI 0 C iEI i C iES i
i 增环
i 减环
T0 C iTi
23 尺Байду номын сангаас
寸
尺寸链链的 WC计算分析
计 算
L3
L0 = L3 – L1 – L2
27 尺
寸
尺寸链链的 RSS计算分析
计 算
L0 = f (L i)
28 尺
寸
尺寸链链的 RSS计算分析
计 算
L0 = f (L i)
① 确定各组成环的分布规律，利用计算机产生 随机数，得到各组成环的随机样本
L1 {L11,L12,L13,…,L1j,…,L1m} L2 {L21,L22,L23,…,L2j,…,L2m} … Li {Li1,Li2,Li3,…,Lij,…,Lim} … Ln {Ln1,Ln2,Ln3,…,Lnj,…,Lnm}
12 尺
寸
尺寸链链的 组成环分析
计
Component lin算k
A0
A3
A1
A2
A0 A1
A3
A2
增环 increasing link 与封闭环同向变动的组成环。
即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减 小)而封闭环尺寸也随之增大(或减小)，
减环 decreasing link 与封闭环反向变动的组成环。
C3 =1
C2 =C1 =-1
ES0m = ES3 – EI1 – EI2
EI0 = EI3 – ES1 – ES2
L0
L1
L2
T0 = T3 + T1 + T2
24 尺
寸
尺寸链链的 尺寸概率分布分析
计 算
L0 = f (L i)
25 尺 寸
尺寸链链的 尺寸概率分布分析
计 算
L ES i i EI i
5尺 寸 链 的 分 析 计 算
X d D
B
B0
B1
B2
C1
C0
C2
封闭性 组成尺寸链的各个尺寸应按一定顺序构成一个封闭系统 相关性 其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动
尺寸链
• 设计尺寸链
B3
B0
B1
B2
• 加工尺寸链 • 装配尺寸链 • 测量尺寸链
B
C0
C1
C2
d
X
D
6尺 寸 链 的 分 析 计 算
每个尺寸链只有一个封闭环
10 尺
寸
尺寸链链的 封闭环分析
计
Closing lin算k
• 设计尺寸链
B0
B3
B1
B2
• 加工尺寸链 B
• 装配尺寸链 • 测量尺寸链
C0
C1
C2
d
X
D
11 尺
寸
尺寸链链的 封闭环分析
计 算
尺寸链中，除封闭环以外的其他环 根据它们对封闭环影响的不同，又
分为增环和减环
即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减 小)而封闭环的尺寸却随之减小(或增大)
A0
A3
A1
A2
13 尺
寸
尺寸链链的 组成环分析
计 算
A0 A1
A3
A2
14 尺 寸
尺寸链链的 分 析 计 算
15 尺 寸
尺寸链链的 分 析 计 算
16 尺 寸 链 的 分 析 计 算
尺寸链 数学模型
d D
②按尺寸链关系式 L0 =f(Li)，计算封闭 环
L01 =f(L11,L21,L31,…,Li1,…,Ln1) L02 =f(L12,L22,L32,…,Li2,…,Ln2) … L0j =f(L1j,L2j,L3j,…,Lij,…,Lnj) … L0m =f(L1m,L2m,L3m,…,Lim,…,Lnm)
X= D - d CD =1 Cd = -1
L0 = L1+ L2COSα C1 =1 C2 = COSα
L0 f(Li) 传递系数
d D
L1 L2
α L0
X
L1 L2
α L0
传递系数
X= D - d
19 尺
寸
尺寸链链的 传递系数分析
计 算
CD =1 Cd = -1
L0 = L1+ L2COSα C1 =1 C2 = COSα
L1 L2
α L0
X
L1 L2
α L0
X= D - d
17 尺
寸
尺寸链链的 关系式分析
计 算
L0 = L1+ L2COSα
尺寸关系式 L0 f(Li)
d D
L1 L2
α L0
X
L1 L2
α L0
18 尺 寸
尺寸链链的 传递系数分析
Scaling factor, transformation r计atio 算