淺談完全互換法裝配尺寸鏈的計(jì)算

胡少夫

摘 要：機(jī)械產(chǎn)品采用完全互換法進(jìn)行裝配時(shí)，其裝配精度主要取決于相關(guān)零部件的加工精度，此時(shí)需要建立裝配尺寸鏈圖，運(yùn)用尺寸鏈原理分析和計(jì)算零件精度與裝配精度的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：裝配尺寸鏈圖；零件精度；裝配精度

我們知道，任何機(jī)械產(chǎn)品都是由許多零部件組合而成的，其裝配不是將合格零件簡(jiǎn)單地聯(lián)接起來(lái)的過(guò)程，而是要通過(guò)一系列的科學(xué)的裝配工藝措施，才能保證達(dá)到裝配精度的要求。如果能滿足零件加工經(jīng)濟(jì)精度要求，產(chǎn)品應(yīng)優(yōu)先采用完全互換法裝配，其裝配過(guò)程比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率也較高，裝配精度主要取決于零部件的加工精度，完全互換法的實(shí)質(zhì)上就是控制零部件的加工精度來(lái)保證產(chǎn)品的裝配精度。然而裝配尺寸鏈圖就是分析和計(jì)算零件精度與裝配精度的橋梁，現(xiàn)在我將完全互換法裝配尺寸鏈的計(jì)算步驟方法介紹如下：

1 建立裝配尺寸鏈圖

裝配尺寸鏈圖是指在產(chǎn)品或部件在裝配過(guò)程中，由相互聯(lián)系且按一定順序排列的尺寸形成的封閉尺寸圖形。它一般由封閉環(huán)和組成環(huán)組成，封閉環(huán)多為產(chǎn)品或部件的裝配精度。若能找出對(duì)裝配精度有直接影響的零部件尺寸和位置關(guān)系，即可查明裝配尺寸鏈的各組成環(huán)，由此可見(jiàn)，正確查找組成環(huán)是建立裝配尺寸鏈的關(guān)鍵。

查找裝配尺寸鏈組成環(huán)的一般方法是：首先根據(jù)裝配精度的要求確定封閉環(huán)，然后從封閉環(huán)的任一端開(kāi)始，根據(jù)圖樣，依次查找相關(guān)零部件直到封閉環(huán)的另一端，從而形成一個(gè)封閉的尺寸鏈圖。特別指出，裝配尺寸鏈的組成應(yīng)符合最短路線（環(huán)數(shù)最少）原則。當(dāng)封閉環(huán)公差一定時(shí)，組成環(huán)的環(huán)數(shù)越少，分配到各組成環(huán)的公差越大。

2 確定各組成環(huán)公差和極限偏差

一個(gè)尺寸鏈圖只能求解一個(gè)環(huán)，如需確定多個(gè)組成環(huán)的公差，則通過(guò)計(jì)算組成環(huán)平均公差作為參考，結(jié)合各環(huán)尺寸大小和加工難易程度合理分配各環(huán)尺寸公差。同時(shí)為了保證裝配精度要求，須選擇一個(gè)組成環(huán)，它的極限偏差要經(jīng)計(jì)算確定，此環(huán)稱為協(xié)調(diào)環(huán)，一般選擇裝拆方便、容易加工測(cè)量的組成環(huán)為協(xié)調(diào)環(huán)。其它各組成環(huán)的偏差按“入體原則”確定。

3 計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)極限尺寸并確定其極限偏差

現(xiàn)在我們就結(jié)合實(shí)例，讓大家更清楚地了解完全互換法裝配尺寸鏈的求解方法。

例題：如下圖所示齒輪軸裝配中，已知：A1=80、A2=60、A3=20，要求裝配后保證齒輪端面和箱體凸臺(tái)端面之間的軸向間隙為0.10～0.30mm。試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。

解答：

（1）建立裝配尺寸鏈圖，并校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸。 由題意可知，軸向間隙0.10～0.30mm是封閉環(huán)，即A0=0+0.30+0.10mm，T0=0.20mm。其中A1為增環(huán)，A2、A3為減環(huán)。

封閉環(huán)基本尺寸為：

A0=A1-（A2+A3）=80-（60+20）=0

各環(huán)的基本尺寸確定無(wú)誤。

（2）確定各組成環(huán)公差和極限偏差。

計(jì)算組成環(huán)的平均公差： T平均=T0n-1=0.203≈0.07

以平均公差作為參考，綜合考慮各組成環(huán)尺寸大小和加工測(cè)量難易程度，合理分配各組成環(huán)公差：

T1=0.10mm，T2=0.06mm，T3=0.04mm

為保證裝配精度要求，應(yīng)在各組成環(huán)中選擇一個(gè)環(huán)，其極限偏差通過(guò)方程式計(jì)算來(lái)確定，此環(huán)稱為協(xié)調(diào)環(huán)，一般選擇裝拆方便、容易加工測(cè)量的組成環(huán)為協(xié)調(diào)環(huán)。本題選擇A3為協(xié)調(diào)環(huán)。

按“入體原則”確定各組成環(huán)極限偏差：

A1=80+0.100mm，A2=600-0.06mm

（3）計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)極限尺寸并確定其極限偏差。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從建立裝配尺寸鏈，運(yùn)用尺寸鏈原理分析和計(jì)算零件精度與裝配精度的關(guān)系展開(kāi)了分析研究，并在此基礎(chǔ)上提出了完全互換法裝配尺寸鏈求解的三大步驟，整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單明了，易于接受，為今后深入學(xué)習(xí)研究其它裝配法的裝配尺寸鏈的計(jì)算奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝配工藝規(guī)程制訂等實(shí)際問(wèn)題提供一定幫助。

參考文獻(xiàn)：

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