第五章尺寸链的精度设计基础
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机械设计基础如何进行尺寸链设计尺寸链设计是机械设计中非常重要的一环,它关系到产品的精确度和功能的实现。
在机械设计过程中,合理的尺寸链设计可以确保产品的稳定性、运动的平滑性以及工作效率的提高。
本文将介绍机械设计基础中的尺寸链设计,包括尺寸链的定义、尺寸链设计的步骤以及一些实际应用案例。
一、尺寸链的定义尺寸链是指在机械设计中,通过连接不同零部件之间的尺寸关系,形成一个相对稳定的尺寸链条。
在设计过程中,尺寸链需要考虑整体结构的稳定性和运动的平滑性。
一个好的尺寸链设计可以提高产品的精确度,降低故障率,并且方便制造和维修。
二、尺寸链设计的步骤1. 确定产品的功能要求:在进行尺寸链设计之前,首先需要明确产品的功能要求。
根据产品的功能要求,确定各个零部件之间的相对位置和运动方式。
2. 确定尺寸链的起点和终点:根据产品的功能要求,确定尺寸链的起点和终点,即起始尺寸和终止尺寸。
起点和终点之间的所有零部件需要通过合适的尺寸关系相互连接起来。
3. 确定尺寸链的传递方式:根据产品的功能需求,确定尺寸链的传递方式。
尺寸链的传递方式可以是直接传递、间接传递或者复合传递。
在传递方式的选择上,需要考虑产品结构的复杂程度和工作效率的要求。
4. 绘制尺寸链图:在尺寸链设计的过程中,需要将尺寸链的各个零部件和尺寸关系进行绘制。
通过绘制尺寸链图,可以直观地了解尺寸链的结构和尺寸关系,有助于后续的设计和制造工作。
5. 优化尺寸链的设计:在完成初步尺寸链设计之后,需要对尺寸链进行优化。
优化的目标是提高产品的精确度和稳定性,同时降低制造和维修的成本。
在优化的过程中,可以采用各种工具和方法,如CAD软件和有限元分析等。
三、实际应用案例1. 汽车发动机的尺寸链设计:在汽车发动机的设计过程中,尺寸链设计起到关键的作用。
通过合理的尺寸链设计,可以提高发动机的工作效率和可靠性。
例如,通过控制活塞的尺寸和连杆的长度,实现活塞运动的平滑性和发动机的动力输出。
尺寸链基础一、尺寸链的基本术语1.尺寸链——在机器装配或零件加工过程中,由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组,称为尺寸链。
如下图间隙A0与其它五个尺寸连接成的封闭尺寸组,形成尺寸链。
2.环——列入尺寸链中的每一个尺寸称为环。
如上图中的A0、A1、A2、A3、A4、A5都是环。
长度环用大写斜体拉丁字母A,B,C……表示;角度环用小写斜体希腊字母α,β等表示。
3.封闭环——尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一尺寸,称为封闭环。
如上图中A0。
封闭环的下角标“0”表示。
4.组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部尺寸,称为组成环。
如上图中A1、A2、A3、A4、A5。
组成环的下角标用阿拉伯数字表示。
5.增环——尺寸链中某一类组成环,由于该类组成环的变动引起封闭环同向变动,该组成环为增环。
如上图中的A36.减环——尺寸链中某一类组成环,由于该类组成环的变动引起封闭环的反向变动,该类组成环为减环。
如上图中的A1、A2、A4、A5。
7.补偿环——尺寸链中预先选定某一组成环,可以通过改变其大小或位置,使封闭环达到规定的要求,该组成环为补偿环。
如下图中的L2。
二、尺寸链的形成为分析与计算尺寸链的方便,通常按尺寸链的几何特征,功能要求,误差性质及环的相互关系与相互位置等不同观点,对尺寸链加以分类,得出尺寸链的不同形式。
1.长度尺寸链与角度尺寸链①长度尺寸链——全部环为长度尺寸的尺寸链,如图1②角度尺寸链——全部环为角度尺寸的尺寸链,如图32.装配尺寸链,零件尺寸链与工艺尺寸链①装配尺寸链——全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链,如图4②零件尺寸链——全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链,如图5③工艺尺寸链——全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链,如图6。
工艺尺寸指工艺尺寸,定位尺寸与基准尺寸等。
装配尺寸链与零件尺寸链统称为设计尺寸链。
3.基本尺寸链与派生尺寸链①基本尺寸链——全部组成环皆直接影响封闭环的尺寸链,如图7中尺寸链β。
尺寸链的计算方法尺寸链是产品设计和制造中非常重要的一环,它直接关系到产品的质量和性能。
正确的尺寸链计算方法能够有效地提高产品的精度和稳定性,降低生产成本,提高生产效率。
下面我们将介绍尺寸链的计算方法,希望能对大家有所帮助。
首先,尺寸链的计算需要明确产品的尺寸要求和公差范围。
在确定了产品的设计尺寸和公差范围后,我们可以开始计算尺寸链。
尺寸链的计算方法主要包括两个步骤,一是确定尺寸链的起点和终点;二是计算每个尺寸链的偏差值。
确定尺寸链的起点和终点是尺寸链计算的第一步。
起点一般是产品的基准尺寸,终点是产品的最终尺寸。
在确定了起点和终点后,我们可以根据产品的装配关系和功能要求,确定各个尺寸链的传递方向和传递路径。
这样就可以建立起尺寸链的传递路径图,为后续的计算奠定基础。
接下来是计算每个尺寸链的偏差值。
在计算偏差值时,我们需要考虑尺寸链中各个零部件的公差叠加情况。
一般来说,我们可以采用最大公差法或最小公差法来计算尺寸链的偏差值。
最大公差法是指在每个尺寸链中,取各个零部件公差的最大值作为该尺寸链的偏差值;最小公差法则是取各个零部件公差的最小值作为该尺寸链的偏差值。
选择哪种方法取决于产品的实际情况和要求。
除了以上的基本计算方法外,我们还需要注意一些尺寸链计算中的常见问题。
比如,在计算尺寸链的偏差值时,需要注意零部件公差的合理分配,避免出现偏差值过大或者过小的情况。
此外,还需要考虑产品在使用过程中可能出现的磨损和变形情况,以及在生产过程中可能出现的加工误差和设备精度等因素。
总之,尺寸链的计算方法是产品设计和制造中不可或缺的一部分。
正确的尺寸链计算能够有效地提高产品的质量和性能,降低生产成本,提高生产效率。
希望通过本文的介绍,能够帮助大家更好地理解尺寸链的计算方法,为产品设计和制造提供更好的支持。
尺寸链介绍及公差设计计算尺寸链是一种用于控制机械零件之间几何形状和位置关系的方法。
它通过对零件尺寸和公差的设计,确保在装配过程中零件能够正确地相互配合。
尺寸链的设计和公差计算是制造工程师和设计师必须掌握的基础知识。
尺寸链的基本原理是依靠零件之间的大小和公差关系,确保装配零件的尺寸和几何要求能够在所规定的公差范围内满足。
尺寸链通常由一个基本尺寸开始,然后通过公差栏或等效公差链来传递给下一个零件。
每个零件的尺寸和公差都要在规定的公差范围内,以确保最终装配的正确性和可靠性。
在进行尺寸链设计时,通常需要考虑以下几个方面:1.组件之间的功能要求:零件尺寸和位置的公差设计应根据组件功能要求进行。
2.尺寸链的传递路径:确定零件之间尺寸和公差链的传递顺序和路径,以确保每个零件在全局公差规定的范围内满足设计要求。
3.具体公差的分配:确定每个零件的具体公差值,以满足设计要求并符合制造可行性。
4.预留公差:在设计尺寸时,应考虑预留公差,以确保到装配过程中零件之间的间隙能够满足组装要求。
5.对于高精度要求的装配,可能需要采用先进的公差设计方法和技术,如最小可测量量形式公差和最小可测量性能公差等。
公差计算是尺寸链设计中的一个重要部分,它涉及确定每个零件的公差范围和公差分配。
公差计算通常遵循以下几个步骤:1.确定功能要求和装配要求:了解零件的功能要求和装配要求,确定关键尺寸和公差。
2.公差分配:将总公差分配给各个尺寸,按照功能要求和装配要求进行权衡。
3.接触关系设计:根据零件之间的接触关系,确定公差范围,以确保装配要求。
4.公差回溯:在分配公差时,需要考虑装配顺序和公差链的传递路径,以确保每个零件在规定的公差范围内满足要求。
5.综合公差计算:根据装配要求和功能要求,进行公差计算,以确定每个零件的公差范围和预先规定的公差。
公差设计计算通常使用统计方法和数学模型,如最小二乘法和蒙特卡洛方法。
此外,还可以使用专门的公差计算软件来进行计算和分析。