1、第6章 装配工艺规程学习内容6.1 装配与装配精度6.2 装配的组织形式及生产纲领6.3 装配尺寸链6.4 保证装配精度的装配方法6.5 装配工艺规程的制定6.1 装配与装配精度机器装配是机械制造中较难实现自动化的生产过程机器装配是机械制造中较难实现自动化的生产过程。目前，在多数工厂中，装配的主要工作是手工完成的，所以选择目前，在多数工厂中，装配的主要工作是手工完成的，所以选择合适的装配方法，制定合理的装配工艺规程，不仅是保证机器装配质合适的装配方法，制定合理的装配工艺规程，不仅是保证机器装配质量的手段，也是提高生产效率，降低制造成本的有力措施。量的手段，也是提高生产效率，降低制造成本的有力措
2、施。 6.1.1机器装配概念机器装配概念任何机器都是由许多零件装配而成的，任何机器都是由许多零件装配而成的，零件零件是机器的最小制造单元。是机器的最小制造单元。机器装配是按照机器的技术要求，将零件进行配合和连接，使之成为机器装配是按照机器的技术要求，将零件进行配合和连接，使之成为机器的工艺过程。机器装配是整个机器制造过程中的最后阶段。机器装配机器的工艺过程。机器装配是整个机器制造过程中的最后阶段。机器装配包括装配、调整、检验和试验等工作。包括装配、调整、检验和试验等工作。为了有效地组织装配工作进行，一般将机器划分为若干可以独立开展为了有效地组织装配工作进行，一般将机器划分为若干可以独立开展装配
3、工作的部分，称之为装配工作的部分，称之为装配单元装配单元。机器装配单元主要有合件、组件、部件和机器等。机器装配单元主要有合件、组件、部件和机器等。合件合件是由若干零件固定连接是由若干零件固定连接(铆或焊铆或焊)而成，或连接后再经加工而成，而成，或连接后再经加工而成，如装配式齿轮，发动机连杆小头孔压入衬套后再镗孔。合件也被称为套如装配式齿轮，发动机连杆小头孔压入衬套后再镗孔。合件也被称为套件。件。组件组件是指一个或几是指一个或几个合件与零件的组合，个合件与零件的组合，没有显著完整的作用没有显著完整的作用.如主轴箱中轴与其如主轴箱中轴与其上的齿轮、套、垫片、上的齿轮、套、垫片、链和轴承的组合体。链
4、和轴承的组合体。部件部件是若干组件、合件是若干组件、合件及零件的组合体，部件在机及零件的组合体，部件在机器中具有完整的功能与用器中具有完整的功能与用途。途。例如汽车的发动机、变例如汽车的发动机、变速箱速箱;车床主轴箱和溜板箱车床主轴箱和溜板箱等。等。机器是由零件、合件、组件和部件等组成。机器是由零件、合件、组件和部件等组成。机器装配一般过程机器装配一般过程是零件预先装成合件、组件和部件，然后进一是零件预先装成合件、组件和部件，然后进一步装配成机器。步装配成机器。合件装配合件装配是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件形成一个是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件形成一个最小装配单元的装配过程
5、。最小装配单元的装配过程。组件装配组件装配是在一个基准零件上装上若干个合件及零件构成组件装是在一个基准零件上装上若干个合件及零件构成组件装配单元的装配过程，简称为组装。配单元的装配过程，简称为组装。部件装配部件装配是在一个基准零件上装上若干个组件、合件和零件构成是在一个基准零件上装上若干个组件、合件和零件构成部件装配单元的装配过程。部件装配单元的装配过程。总装配总装配是在一个基准件上安装若干个部件、组件、合件和零件，是在一个基准件上安装若干个部件、组件、合件和零件，最终组成一台机器的装配过程。总装配简称总装。最终组成一台机器的装配过程。总装配简称总装。 6.1.2装配系统图与装配工艺系统图装配
6、系统图与装配工艺系统图常用装配单元系统图来清晰表示装配顺序。常用装配单元系统图来清晰表示装配顺序。装配单元系统图的绘制方法如下：装配单元系统图的绘制方法如下：用一个长方格表示一个零件或装配单元。即用该长方格可用一个长方格表示一个零件或装配单元。即用该长方格可以表示参加装配的零件、合件、组件、部件和机器。以表示参加装配的零件、合件、组件、部件和机器。在该方格内，上方注明零件或装配单元名称，左下方填写在该方格内，上方注明零件或装配单元名称，左下方填写零件或装配单元的编号，右下方填写零件或装配单元的件数，零件或装配单元的编号，右下方填写零件或装配单元的件数，如图如图6.1所示。所示。零件零件部件部件
7、装配单元系统图绘制方法与步骤如入：装配单元系统图绘制方法与步骤如入：首先，画一条较粗的横线横线右端指向装配单元的长方格，首先，画一条较粗的横线横线右端指向装配单元的长方格，横线左端为基准件的长方格。横线左端为基准件的长方格。其次，按装配先后顺序，从左向右依次将装入基准件的零件、其次，按装配先后顺序，从左向右依次将装入基准件的零件、合件、组件和部件引入。合件、组件和部件引入。表示零件的长方格画在横线上方；表示合件、组件和部件的长表示零件的长方格画在横线上方；表示合件、组件和部件的长方格画在横线下方。方格画在横线下方。合件装配系统图如图合件装配系统图如图6.2所示所示 组件装配系统图组件装配系统图
8、部件装配系统图部件装配系统图机器装配系统图如图机器装配系统图如图6.5所示所示 比较比较简单的产品简单的产品也可把所有装配单元的装配系统图画在机器装配系也可把所有装配单元的装配系统图画在机器装配系统图中，称之为统图中，称之为装配单元系统合成图装配单元系统合成图，如图，如图6.6所示。所示。 在装配单元系统图上加注所需的工艺说明内容，如焊接、配钻、在装配单元系统图上加注所需的工艺说明内容，如焊接、配钻、配刮、冷压、热压和检验等，就形成配刮、冷压、热压和检验等，就形成装配工艺系统图装配工艺系统图，如图，如图6.7所示。所示。 装配工艺系统图比较清楚而全面地反应了装配工艺系统图比较清楚而全面地反应了
9、装配单元的划分装配单元的划分、装配装配顺序顺序和和装配工艺方法装配工艺方法。它是装配工艺规程制定中的主要文件之一，也是划分装配工序的它是装配工艺规程制定中的主要文件之一，也是划分装配工序的依据。依据。 6.1.3装配精度装配精度1. 基本概念基本概念装配精度装配精度是机器质量的重要指标之一，它是保证机器具有正常工作性是机器质量的重要指标之一，它是保证机器具有正常工作性能的必要条件，凡是装配完成的机器必须满足规定的装配精度，装配精度能的必要条件，凡是装配完成的机器必须满足规定的装配精度，装配精度既是制定装配工艺规程的主要依据，也是确定零件加工精度的依据。既是制定装配工艺规程的主要依据，也是确定零
10、件加工精度的依据。机器的装配精度主要内容包括：机器的装配精度主要内容包括：相互尺寸精度相互尺寸精度、相互位置精度相互位置精度、相对相对运动精度运动精度、相互配合精度相互配合精度。相互尺寸精度相互尺寸精度是指机器中相关零部件间的相互尺寸关系的精度。例如是指机器中相关零部件间的相互尺寸关系的精度。例如，机床主轴锥孔中心距床身导轨的距离；尾架顶尖套中心距导轨的距离；，机床主轴锥孔中心距床身导轨的距离；尾架顶尖套中心距导轨的距离；主轴锥孔中心距尾架顶尖套中心距导轨的距离等等。主轴锥孔中心距尾架顶尖套中心距导轨的距离等等。相互位置精度相互位置精度是指机器中相关零部件间的相互位置关系的精度。如机是指机器中
11、相关零部件间的相互位置关系的精度。如机床主轴箱中相关轴间中心距尺寸精度和同轴度、平行度、垂直度等。床主轴箱中相关轴间中心距尺寸精度和同轴度、平行度、垂直度等。相对运动精度相对运动精度是指机器中作相对运动的零部件之间在运动方向和相对是指机器中作相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。如运动方向与基准间的平行度和垂直度，相对运动部运动速度上的精度。如运动方向与基准间的平行度和垂直度，相对运动部件间的传动精度等。件间的传动精度等。相互配合精度相互配合精度包括配合表面间的配合质量和接触质量。包括配合表面间的配合质量和接触质量。配合质量配合质量是指是指机器中零件配合表面之间到达规定的配合间
12、隙或过盈间隙的程度。机器中零件配合表面之间到达规定的配合间隙或过盈间隙的程度。接触质接触质量量是指机器中两配合或连接表面间达到规定的接触面积的大小和接触点分是指机器中两配合或连接表面间达到规定的接触面积的大小和接触点分布的情况。布的情况。2. 影响机器装配精度的因素影响机器装配精度的因素一般情况下，装配精度是由有关组成零件的加工精度来保证的，一般情况下，装配精度是由有关组成零件的加工精度来保证的，这些零件的加工误差的累积将影响装配精度。这些零件的加工误差的累积将影响装配精度。在加工条件允许时，可以合理地规定有关零部件的制造精度，使在加工条件允许时，可以合理地规定有关零部件的制造精度，使它们的累
13、积误差仍不超出装配精度所规定的范围，从而简化装配过程它们的累积误差仍不超出装配精度所规定的范围，从而简化装配过程，这对于大批大量生产过程是十分必要的。，这对于大批大量生产过程是十分必要的。对于某些装配精度要求高的装配单元，特别是装配单元包含零件对于某些装配精度要求高的装配单元，特别是装配单元包含零件较多时，如果装配精度完全由有关零件的加工精度来直接保证，则对较多时，如果装配精度完全由有关零件的加工精度来直接保证，则对各零件的加工精度要求很高，这样会造成加工困难，其至无法加工。各零件的加工精度要求很高，这样会造成加工困难，其至无法加工。遇到这种情况，常按经济加工精度来确定大部分零件的精度要求遇到
14、这种情况，常按经济加工精度来确定大部分零件的精度要求，使之易于加工，而在装配阶段采用一定的装配工艺措施（如修配、，使之易于加工，而在装配阶段采用一定的装配工艺措施（如修配、调整、选配等）来保证装配精度。调整、选配等）来保证装配精度。 如果机器的装配精度是由一个零件的精度来控制与保证，则称这如果机器的装配精度是由一个零件的精度来控制与保证，则称这种情况是种情况是“单件自保单件自保”。受相应零件精度（特别是关键零件精度）的。受相应零件精度（特别是关键零件精度）的影响，如车床尾座移动相对溜板移动的平行度要求，主要取决于溜板影响，如车床尾座移动相对溜板移动的平行度要求，主要取决于溜板用导轨与尾座用导轨
15、之间的平行度，如图用导轨与尾座用导轨之间的平行度，如图6.8所示。所示。 6.2装配的组织形式及生产纲领 1.装配的组织形式装配的组织形式装配的组织形式的选择主要取决于机器的结构特点装配的组织形式的选择主要取决于机器的结构特点(包括重量包括重量、尺寸和复杂程度、尺寸和复杂程度)、生产纲领和现有生产条件。、生产纲领和现有生产条件。按机器产品在装配过程中移动与否，装配的组织形式分为固定按机器产品在装配过程中移动与否，装配的组织形式分为固定式和移动式两种。式和移动式两种。固定式装配组织形式是在一个固定的地点进行全部装配工作，固定式装配组织形式是在一个固定的地点进行全部装配工作，机器在装配过程中不移动
16、，多用于单件小批生产或重型产品的成批机器在装配过程中不移动，多用于单件小批生产或重型产品的成批生产。固定式装配也可以按装组织工人专业分工和按照装配顺序轮生产。固定式装配也可以按装组织工人专业分工和按照装配顺序轮流到各产品点进行装配，这种装配组织形式称为固定流水装配，多流到各产品点进行装配，这种装配组织形式称为固定流水装配，多用于成批生产结构比较复杂、工序数多的大型、重型机器，如机床用于成批生产结构比较复杂、工序数多的大型、重型机器，如机床、汽轮机的装配。、汽轮机的装配。移动式装配移动式装配是将零、部件用输送带或小车按装配顺序从一个装是将零、部件用输送带或小车按装配顺序从一个装配地点移动到下一个
17、装配地点，各装配地点分别完成一部分装配工配地点移动到下一个装配地点，各装配地点分别完成一部分装配工作，全部装配工作分散到各个装配地点分别进行，全部装配地点完作，全部装配工作分散到各个装配地点分别进行，全部装配地点完成机器的全部装配工作。成机器的全部装配工作。移动式装配按移动的形式可分为连续移动和间歇移动两种。移动式装配按移动的形式可分为连续移动和间歇移动两种。连续移动式装配连续移动式装配即装配线连续按节拍移动。在每一个装配地点即装配线连续按节拍移动。在每一个装配地点，工人一边装配机器，一边跟随装配线走动，工序装配工作完毕立，工人一边装配机器，一边跟随装配线走动，工序装配工作完毕立即回到原位继续
18、重复装配；即回到原位继续重复装配；间歇移动式装配间歇移动式装配是每一个装配地点装配时产品不动，工人在规是每一个装配地点装配时产品不动，工人在规定时间定时间节拍节拍)内完成装配规定工作后，机器再被生产线输送到下一内完成装配规定工作后，机器再被生产线输送到下一工作地点。工作地点。移动式装配按移动时节拍变化与否又可分为移动式装配按移动时节拍变化与否又可分为强制节拍强制节拍和和变节拍变节拍两种。两种。变节拍式移动比较灵活，具有柔性适合多品种装配。移动式装变节拍式移动比较灵活，具有柔性适合多品种装配。移动式装配常用于大批大量生产组成流水作业线或自动线，如汽车、拖拉机配常用于大批大量生产组成流水作业线或自
19、动线，如汽车、拖拉机、仪器仪表等产品的装配。、仪器仪表等产品的装配。 2.生产纲领及其工艺特点生产纲领及其工艺特点生产纲领决定了产品的生产类型。不同的生产类型致使机器装配生产纲领决定了产品的生产类型。不同的生产类型致使机器装配的组织形式、装配方法、工艺过程的划分、设备及工艺装备专业化或的组织形式、装配方法、工艺过程的划分、设备及工艺装备专业化或通用化水平、手工操作工作量的比例、对工人技术水平的要求和工艺通用化水平、手工操作工作量的比例、对工人技术水平的要求和工艺文件格式等均有不同。文件格式等均有不同。各种生产类型的装配工艺特征如表各种生产类型的装配工艺特征如表6.1所示。所示。 6.3 装配尺
20、寸链6.3.1装配尺寸链的概念装配尺寸链的概念在机器装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的在机器装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为尺寸链，称为装配尺寸链装配尺寸链。装配尺寸链的装配尺寸链的封闭环封闭环是装配过程所要保证的机器装配精度或技术是装配过程所要保证的机器装配精度或技术要求。封闭环（装配精度）是通过装配过程最终形成或保证的尺寸或要求。封闭环（装配精度）是通过装配过程最终形成或保证的尺寸或位置关系。位置关系。 装配尺寸链也是一种尺寸链，具有尺寸链的共性。装配尺寸链也装配尺寸链也是一种尺寸链，具有尺寸链的共性。装配尺寸链也具有具有封闭性封闭性和和关联性
21、关联性等。等。同样，按照各个组成环和封闭环的几何特征和所处空间位置分布同样，按照各个组成环和封闭环的几何特征和所处空间位置分布情况可以分为情况可以分为直线尺寸链直线尺寸链、平面尺寸链平面尺寸链和和空间尺寸链空间尺寸链和和角度尺寸链角度尺寸链。工程上，直线尺寸链是最常见的尺寸链。限于篇幅，本书以直线工程上，直线尺寸链是最常见的尺寸链。限于篇幅，本书以直线尺寸链为例探讨装配尺寸链问题。其它类型尺寸链问题，读者可以参尺寸链为例探讨装配尺寸链问题。其它类型尺寸链问题，读者可以参阅相关手册及参考资料。阅相关手册及参考资料。2. 查找组成环查找组成环装配尺寸链的组成环是对装配精度发生装配尺寸链的组成环是对
22、装配精度发生直接影响的那些零、部件的尺寸。在查找装直接影响的那些零、部件的尺寸。在查找装配尺寸链组成环时，遵循配尺寸链组成环时，遵循最短路线原则最短路线原则。最短路线原则最短路线原则要求每个装配相关的零、要求每个装配相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样，组成环的数寸直接标注在零件图上。这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即目就等于有关零、部件的数目，即“一件一一件一环环”，此时装配尺寸链环数最少。，此时装配尺寸链环数最少。链轮装配尺寸链
23、中，组成环为链轮装配尺寸链中，组成环为A1、A2、A3、A4和和A5。 6.3.2装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立依据机器装配精度要求，准确地从机依据机器装配精度要求，准确地从机械部件图或总装图中找出相应的装配尺寸械部件图或总装图中找出相应的装配尺寸关系并建立装配尺寸链是解算装配尺寸链关系并建立装配尺寸链是解算装配尺寸链的关键。例如链轮装配图结构见图的关键。例如链轮装配图结构见图6.9，装，装配精度要求控制轴向装配间隙配精度要求控制轴向装配间隙A0。与轴向。与轴向装配间隙装配间隙A0直接相关的零件尺寸有直接相关的零件尺寸有A1、A2、A3、A4和和A5。下面结合实例说明建立装配尺寸链的下面结合
24、实例说明建立装配尺寸链的步骤。步骤。1. 确定封闭环确定封闭环装配尺寸链的封闭环是有关零、部件装配尺寸链的封闭环是有关零、部件装配后形成的，具有装配精度要求或装配装配后形成的，具有装配精度要求或装配技术要求的尺寸，一般为某一个配合间隙技术要求的尺寸，一般为某一个配合间隙量或配合过盈量。量或配合过盈量。链轮装配尺寸链中，封闭环为链轮装配尺寸链中，封闭环为A0。3. 画尺寸链图并确定组成环的性质画尺寸链图并确定组成环的性质根据封闭环和找到的组成环画出尺根据封闭环和找到的组成环画出尺寸链图，并根据尺寸链理论可以确定增减寸链图，并根据尺寸链理论可以确定增减环（见第一章）。环（见第一章）。建立链轮装配尺
25、寸链图见图建立链轮装配尺寸链图见图6.10，其，其中中A2是增环，是增环，A1、A3、A4和和A5是减环。是减环。 6.3.3装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的计算方法 装配尺寸链的应用也可分为正计算和反计算。装配尺寸链的应用也可分为正计算和反计算。已知与装配精度有关的各零部件的基本尺寸及其偏差求解装配已知与装配精度有关的各零部件的基本尺寸及其偏差求解装配精度要求的基本尺寸及偏差的计算过程为精度要求的基本尺寸及偏差的计算过程为正计算正计算，主要用于，主要用于校核验算校核验算。当已知装配精度要求（即已知装配尺寸链封闭环的基本尺寸及其当已知装配精度要求（即已知装配尺寸链封闭环的基本尺寸及其偏差），求
26、解与该项装配精度有关的各零部件基本尺寸及其偏差的计算偏差），求解与该项装配精度有关的各零部件基本尺寸及其偏差的计算过程称为过程称为反计算反计算，装配尺寸链的反计算应用主要用于，装配尺寸链的反计算应用主要用于产品的设计产品的设计。为了简便起见，装配尺寸链计算常用为了简便起见，装配尺寸链计算常用对称公差法对称公差法。对称公差法对称公差法是将所有组成环的尺寸变为对称公差，注意变换过程是将所有组成环的尺寸变为对称公差，注意变换过程中组成环的基本尺寸也会发生改变，采用中组成环的基本尺寸也会发生改变，采用平均尺寸平均尺寸。然后，利用变换后。然后，利用变换后的基本尺寸和对称公差进行计算。的基本尺寸和对称公差
27、进行计算。根据需要，将计算结果重新改写为极限偏差形式。根据需要，将计算结果重新改写为极限偏差形式。 假设装配尺寸链由假设装配尺寸链由m个组成环和一个装配环组成。对称公差法个组成环和一个装配环组成。对称公差法计算公式如下：计算公式如下： 2kkkEIAESA kkmkAA2kmkFSAEIAkTAAkkkkkEIAESAT2kkkTESA2kkkTEIA式中，式中， k=0，1，2，3.m。装配尺寸链的解算可根据不同需要，选择极值法或概率法。装配尺寸链的解算可根据不同需要，选择极值法或概率法。 1极值法极值法极值法的优点是计算简单，极值法设计的零件具有完全的互换性。极值法的优点是计算简单，极值法
28、设计的零件具有完全的互换性。装配尺寸链极值法计算公式和第一章工艺尺寸链的计算公式相同，装配尺寸链极值法计算公式和第一章工艺尺寸链的计算公式相同，在此从略。在此从略。由于装配尺寸链的环数往往较多，装配尺寸链极值法计算常采用对由于装配尺寸链的环数往往较多，装配尺寸链极值法计算常采用对称公差法。称公差法。极值法的公式是根据极大极小的极端情况推导出来的，故在既定封极值法的公式是根据极大极小的极端情况推导出来的，故在既定封闭环的情况下，计算出的组成环公差往往过于严格。闭环的情况下，计算出的组成环公差往往过于严格。特别是在封闭环精度要求高、组成环数目多时，计算出的组成环公特别是在封闭环精度要求高、组成环数
29、目多时，计算出的组成环公差过小，甚至无法用机械加工来保证。差过小，甚至无法用机械加工来保证。式中式中 为封闭环极值公差；为封闭环极值公差； 为封闭环极值公差要求值；为封闭环极值公差要求值； 为第为第i个组成环公差；个组成环公差； 为第为第i个组成环传递系数；个组成环传递系数；m为组成环环数。为组成环环数。在利用极值法对直线尺寸链进行正计算时，为保证装配精度要在利用极值法对直线尺寸链进行正计算时，为保证装配精度要求，求，各组成环公差之和必须小于或等于封闭环公差各组成环公差之和必须小于或等于封闭环公差，即，即 LTT00miiiLTT10LT00TiTi在进行直线尺寸链反计算时，可按在进行直线尺寸
30、链反计算时，可按“等公差等公差”原则确定各组成原则确定各组成环的平均极值公差环的平均极值公差 mTTavL0然后，根据各组成环尺才的加工难易程度对它们的公差进行适当的调整。然后，根据各组成环尺才的加工难易程度对它们的公差进行适当的调整。 调整其他组成环尺寸公差时，可参照以下原则：调整其他组成环尺寸公差时，可参照以下原则：(1) 当组成环为当组成环为标准件标准件尺寸时尺寸时(如轴承环或弹性垫圈的厚度等如轴承环或弹性垫圈的厚度等)，其公，其公差大小和极限偏差在相应标准中已有规定，是差大小和极限偏差在相应标准中已有规定，是已知值已知值。(2) 对于对于同时为几个不同装配尺寸链的组成环同时为几个不同装
31、配尺寸链的组成环(称为公共环称为公共环)，其公差，其公差及分布位置的确定，应根据及分布位置的确定，应根据对其有严格公差要求的那个装配尺寸链的计算对其有严格公差要求的那个装配尺寸链的计算来确定来确定。在其余尺寸链计算中，该环的尺寸已经成为已知值。在其余尺寸链计算中，该环的尺寸已经成为已知值。(3) 尺寸相近、加工方法相同的组成环尺寸相近、加工方法相同的组成环，可取相等的公差值。，可取相等的公差值。(4) 难加工或难测量的组成环难加工或难测量的组成环，可取较大的公差值。，可取较大的公差值。在确定各组成环的极限偏差时，按在确定各组成环的极限偏差时，按入体原则入体原则确定各尺寸偏差。确定各尺寸偏差。
32、显然，如果待定的各组成环公差都按上述办法确定，往往不能满足显然，如果待定的各组成环公差都按上述办法确定，往往不能满足装配后封闭环的要求。为此，需要从组成环中选择一个环，其公差大小和装配后封闭环的要求。为此，需要从组成环中选择一个环，其公差大小和分布位置不按上述方法确定，而是用它来协调各组成环与封闭环的关系，分布位置不按上述方法确定，而是用它来协调各组成环与封闭环的关系，以满足封闭环的要求。以满足封闭环的要求。 这个预定在尺寸链中起协调作用的组成环称为这个预定在尺寸链中起协调作用的组成环称为协调环，也称补偿环协调环，也称补偿环，调整环，调整环。一般选用便于制造及便于测量的零件尺寸作为协调环，取较
33、小。一般选用便于制造及便于测量的零件尺寸作为协调环，取较小的制造公差，这样可放宽难加工零件的尺寸公差。的制造公差，这样可放宽难加工零件的尺寸公差。协调环的尺寸是通过解算尺寸链求得的。协调环的尺寸是通过解算尺寸链求得的。 封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸 式中式中 为封闭环的基本尺寸；为封闭环的基本尺寸； 为第为第i个组成环基本尺寸。个组成环基本尺寸。miiiLL100LiL例例6.1图图6.9所示链轮装配，装配所示链轮装配，装配技术要求链轮轴向间隙技术要求链轮轴向间隙A0应在应在0.050.45mm之间。之间。已知：已知：A1=2.5，A2=52，A3=4.5，A4=40，Ak=5。试用极值法
34、确定装配尺寸试用极值法确定装配尺寸关系中各组成的设计尺寸。关系中各组成的设计尺寸。 45. 005. 000A08. 0540. 00mTTavL5AkA5AAk1 . 01T12. 02T05. 03T1 . 04T解解：(1)建立尺寸链如图建立尺寸链如图6.10所示。所示。确定确定A0为封闭环，为封闭环， mm。(2) 计算组成环平均公差。计算组成环平均公差。(3) 选择选择 为为协调环协调环 ，记为，记为(4) 按经济加工精度确定除了协调环之外的组成环的公差及偏差按经济加工精度确定除了协调环之外的组成环的公差及偏差mm，mm，mm，mm，按照入体原则，确定上述各组成环的尺寸如下：按照入体
35、原则，确定上述各组成环的尺寸如下： mm， mm， mm， mm。 01 . 015 . 2A01 . 0252A005. 035 . 4A010. 0440A(5) 计算协调环公差计算协调环公差 （或者（或者 ） ，代入数值，经计算，代入数值，经计算 mm。(6) 计算协调环平均尺寸计算协调环平均尺寸计算除协调环之外的各环的中间偏差：计算除协调环之外的各环的中间偏差： mm； mm； mm； mm； mm。计算除协调环的中间偏差计算除协调环的中间偏差 ，代入数值，经计算，代入数值，经计算 mm。计算协调环名义尺寸计算协调环名义尺寸 代入数值，经计算代入数值，经计算 mm。 则则 mm。 kT
36、5TkTTTTTT4321003. 0kT25. 0245. 005. 0005. 0210. 0106. 0212. 02025. 0205. 0305. 0210. 04k43120185. 0kkkkmAA815. 4kmA003. 0830. 4015. 0815. 4kA(7) 整理计算结果见表整理计算结果见表6.2 2.概率法概率法根据数理统计理论，每个组成环尺寸处于极限情况的机会是很少根据数理统计理论，每个组成环尺寸处于极限情况的机会是很少的，特别是在大批量生产中，若组成环数目较多。装配过程中各零件的，特别是在大批量生产中，若组成环数目较多。装配过程中各零件的组合均趋于极限情况的
37、概率非常小，因此采用概率解法计算装配尺的组合均趋于极限情况的概率非常小，因此采用概率解法计算装配尺寸链更为合理。采用概率法计算装配尺寸链，可以扩大各零件的制造寸链更为合理。采用概率法计算装配尺寸链，可以扩大各零件的制造公差，降低制造成本。公差，降低制造成本。装配尺寸链的各组成环是有关零件的加工尺寸或相对位置精度，装配尺寸链的各组成环是有关零件的加工尺寸或相对位置精度，是彼此独立的随机变量。因此，作为组成环合成量的封闭环也是一个是彼此独立的随机变量。因此，作为组成环合成量的封闭环也是一个随机变量。随机变量。 在直线尺寸链中，由概率论知：各独立随机变量在直线尺寸链中，由概率论知：各独立随机变量(装
38、配尺寸链的装配尺寸链的组成环组成环)的均方根偏差的均方根偏差i与这些随机变量之和与这些随机变量之和(尺寸链的封闭环尺寸链的封闭环)的均方的均方根偏差根偏差0的关系为的关系为 当尺寸链各组成环均为正态分布时，其封闭环也为正态分布。当尺寸链各组成环均为正态分布时，其封闭环也为正态分布。此时，各组成环的尺寸误差分散范围此时，各组成环的尺寸误差分散范围i与其均方根偏差与其均方根偏差i的关系为的关系为i6i 当误差分散中心与正态分布中心重合，且误差分散范围等于公当误差分散中心与正态分布中心重合，且误差分散范围等于公差值（即置信水平为差值（即置信水平为99.73%情况下），即情况下），即iTi 时，则时，
39、则 上式说明，当各组成环都为正态分布时，封闭环的公差等于各上式说明，当各组成环都为正态分布时，封闭环的公差等于各组成环公差平方和的平方根。组成环公差平方和的平方根。mii120miiTT120如取各组成环公差相等，则各组成环平均平方公差为如取各组成环公差相等，则各组成环平均平方公差为 比较式比较式(6.12)和和(6.14)可知，与极值解法反计算装配尺寸链相比，概可知，与极值解法反计算装配尺寸链相比，概率解法可将组成环的公差值扩大率解法可将组成环的公差值扩大 倍，这是概率法的突出优点。倍，这是概率法的突出优点。上述情况是针对直线尺寸链情况。若尺寸链为非直线尺寸链，则需上述情况是针对直线尺寸链情
40、况。若尺寸链为非直线尺寸链，则需要引入传递系数要引入传递系数 。如果置信水平。如果置信水平P不为不为99.73%，则需要引入系数，则需要引入系数K0。利用概率法解尺寸链计算问题时，封闭环的公差值为利用概率法解尺寸链计算问题时，封闭环的公差值为miiiTKT122001immTTavQ0概率法概率法的计算以一定的计算以一定置信水平置信水平P(%)为依据。为依据。置信水平表示了装配后合格品所占的百分比，置信水平表示了装配后合格品所占的百分比，1-P表示了超差品的百表示了超差品的百分数。分数。相对分布系数相对分布系数K0与置信水平的关系见表与置信水平的关系见表6.3。 例例6.2 图图6.9所示链轮
41、装配，装配技所示链轮装配，装配技术要求链轮轴向间隙术要求链轮轴向间隙A0应在应在0.050.45mm之间。之间。已知：已知：A1=2.5，A2=52，A3=4.5，A4=40，Ak=5。各加工尺寸符合正态分布。各加工尺寸符合正态分布。试用概率法确定装配尺寸关系中各组试用概率法确定装配尺寸关系中各组成的设计尺寸。成的设计尺寸。问题分析问题分析：从装配精度看，例：从装配精度看，例6.2链轮链轮轴向间隙轴向间隙A0应在应在0.050.45mm之间，装配之间，装配精度与例精度与例6.1相同。极值法计算结果看补偿相同。极值法计算结果看补偿环公差较小，补偿环加工精度要求较高。环公差较小，补偿环加工精度要求
42、较高。概率法计算结果可用于对比分析：在概率法计算结果可用于对比分析：在同等装配精度要求下，概率法设计组成环同等装配精度要求下，概率法设计组成环尺寸能否降低对组成环加工精度要求，显尺寸能否降低对组成环加工精度要求，显示出概率法的特点。示出概率法的特点。 45. 005. 000A5AkA5AAk1 . 01T12. 02T05. 03T1 . 04T解解：(1)建立尺寸链如图建立尺寸链如图6.10所示。所示。确定确定A0为封闭环，为封闭环， mm。(2) 计算组成环平均公差。计算组成环平均公差。(3) 选择选择 为为协调环协调环 ，记为，记为(4) 按经济加工精度确定除了协调环之外的组成环的公差
43、及偏差按经济加工精度确定除了协调环之外的组成环的公差及偏差mm，mm，mm，mm，按照入体原则，确定上述各组成环的尺寸如下：按照入体原则，确定上述各组成环的尺寸如下： mm， mm， mm， mm。 01 . 015 . 2A01 . 0252A005. 035 . 4A010. 0440A1789. 0540. 00mTTavQ(5) 计算协调环公差计算协调环公差 （或者（或者 ） ，代入数值，经计算，代入数值，经计算 mm。(6) 计算协调环平均尺寸计算协调环平均尺寸计算除协调环之外的各环的中间偏差：计算除协调环之外的各环的中间偏差： mm； mm； mm； mm； mm。计算除协调环的中
44、间偏差计算除协调环的中间偏差 ，代入数值，经计算，代入数值，经计算 mm。计算协调环名义尺寸计算协调环名义尺寸 代入数值，经计算代入数值，经计算 mm。 则则 mm。 kT5TkTTTTTT4321035. 0kT25. 0245. 005. 0005. 0210. 0106. 0212. 02025. 0205. 0305. 0210. 04k43120185. 0kkkkmAA815. 4kmA035. 0990. 4175. 0815. 4kA(7) 整理计算结果见表整理计算结果见表6.4 6.4 保证装配精度的装配方法机械产品的精度要求最终要靠装配来达到。机械产品的精度要求最终要靠装配
45、来达到。为了减少装配劳动量、降低零件加工精度，并获得或保持为了减少装配劳动量、降低零件加工精度，并获得或保持较高的装配精度，需要根据产品的性能要求、结构特点、生产纲较高的装配精度，需要根据产品的性能要求、结构特点、生产纲领、生产技术条件等诸因素选择合适的装配方法。领、生产技术条件等诸因素选择合适的装配方法。在生产中，常用的保证产品装配精度的方法有：在生产中，常用的保证产品装配精度的方法有：互换装配互换装配法法、分组装配法分组装配法、修配装配法修配装配法与与调整装配法调整装配法等四类。等四类。 6.4.1互换装配法互换装配法互换装配法互换装配法是从制造合格的同规格零件中任取一个用来装配均能达到装
46、是从制造合格的同规格零件中任取一个用来装配均能达到装配精度要求的装配方法。配精度要求的装配方法。互换法装配产品的装配精度是靠控制零件的加工精度来保证的，因此需互换法装配产品的装配精度是靠控制零件的加工精度来保证的，因此需要零件的制造要满足互换性。要零件的制造要满足互换性。按互换程度的不同，互换装配法分为按互换程度的不同，互换装配法分为完全互换装配法完全互换装配法与与大数互换装配法大数互换装配法。1完全互换装配法完全互换装配法在产品装配时各组成环零件不需挑选或改变其大小或位置，全部产品装在产品装配时各组成环零件不需挑选或改变其大小或位置，全部产品装配后即能达到封闭环的公差要求，这种装配方法称为配
47、后即能达到封闭环的公差要求，这种装配方法称为完全互换装配法完全互换装配法。完全互换装配法完全互换装配法采用极值法计算。为保证装配精度要求，尺寸链中封闭采用极值法计算。为保证装配精度要求，尺寸链中封闭环的极值公差应小于或等于封闭环的公差要求值。环的极值公差应小于或等于封闭环的公差要求值。2大数互换装配法大数互换装配法大数互换装配法大数互换装配法是指在产品装配时，各组成环零件不需挑选或改变其大是指在产品装配时，各组成环零件不需挑选或改变其大小或位置，绝大多数装配后即能达到封闭环的公差要求。小或位置，绝大多数装配后即能达到封闭环的公差要求。大数互换装配法是采用统计法计算。为保证绝大多数产品的装配精度
48、要大数互换装配法是采用统计法计算。为保证绝大多数产品的装配精度要求，尺寸链中封闭环的统计公差应小于或等于封闭环的公差要求值。求，尺寸链中封闭环的统计公差应小于或等于封闭环的公差要求值。6.4.2分组装配法分组装配法当采用互换装配法设计零件尺寸公差，零件加工精度过高难以满足当采用互换装配法设计零件尺寸公差，零件加工精度过高难以满足加工要求，或者经济性很差时，如果零件数目很少，如只有两件，可以加工要求，或者经济性很差时，如果零件数目很少，如只有两件，可以考虑采用分组装配法。考虑采用分组装配法。1.基本概念基本概念分组装配法分组装配法是先将组成环的公差相对于完全互换装配法所求之公差是先将组成环的公差
49、相对于完全互换装配法所求之公差数值增大若干倍，使组成环零件加工较为经济。然后，将各组成环零件数值增大若干倍，使组成环零件加工较为经济。然后，将各组成环零件按实际尺寸进行分组，各对应组零件进行装配，从而达到封闭环公差要按实际尺寸进行分组，各对应组零件进行装配，从而达到封闭环公差要求的装配方法。求的装配方法。分组装配法分组装配法又称又称分组互换法分组互换法。分组装配法采用极值法计算。分组装配法采用极值法计算。2. 应用实例应用实例下面用发动机活塞与活塞销的装配为例，讲解分组装配方法。下面用发动机活塞与活塞销的装配为例，讲解分组装配方法。例例6.3：发动机活塞销孔与活塞销的发动机活塞销孔与活塞销的结
50、构如图所示，冷态装配要求活结构如图所示，冷态装配要求活塞销孔与活塞销过盈量是塞销孔与活塞销过盈量是0.00250.0075mm。试用分组装配法设计活塞销试用分组装配法设计活塞销孔和活塞销的相关加工尺寸。孔和活塞销的相关加工尺寸。问题分析问题分析：从装配精度看，：从装配精度看，冷态装配要求活塞销孔与活塞销冷态装配要求活塞销孔与活塞销过盈量是过盈量是0.00250.0075mm，装配精度要求很高。装配精度要求很高。尽管装配涉及零件少，采用尽管装配涉及零件少，采用互换法计算组成环公差小，零件互换法计算组成环公差小，零件加工精度要求很高。加工精度要求很高。解解：1) 采用完全互换法装配，则可以设计活塞
