作业题讲解2-1(尺寸链、定位误差)
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尺寸链计算方法及案例详解计算机辅助公差设计1.确定产品的功能要求:首先需要明确产品的功能要求和性能指标,如尺寸精度、形状精度、位置精度等。
这些要求将成为确定公差的基础。
2.建立尺寸链:根据产品的设计和制造工艺,建立尺寸链,即确定产品各个尺寸之间的相互关系。
这可以通过绘制产品的尺寸和公差关系图来实现。
尺寸链图可采用包容模式或功用模式,用实线和虚线分别表示设计尺寸和公差。
3.评估公差传递路径:通过分析尺寸链图,评估不同尺寸之间的公差传递路径。
公差传递路径表示了如果一些尺寸的公差发生变化,它会如何影响其他尺寸。
这个过程通常可以通过计算公差传递系数来完成。
4.计算公差限制:根据产品的功能要求和公差传递路径,计算每个尺寸的公差限制。
公差限制是指一个尺寸的公差应该在什么范围内,才能保证产品的功能要求。
公差限制可以使用统计方法进行计算,如正态分布法或最大熵法。
5.优化公差分配:根据公差限制和产品的实际生产情况,对产品的公差分配方案进行优化。
这可以通过调整不同尺寸的公差范围来实现,以确保产品能够满足功能要求,并尽可能降低制造成本。
下面将通过一个案例来详细说明尺寸链计算方法的应用。
假设我们需要设计一个紧固件的尺寸链。
紧固件由两个部件组成:螺栓和螺母。
我们的目标是确定螺栓和螺母的公差范围,以确保它们能够正确地配合。
首先,我们需要确定紧固件的功能要求和性能指标。
假设紧固件的功能要求是能够承受一定的拉力,螺栓和螺母之间的配合要求是旋转配合。
接下来,我们可以建立尺寸链图。
假设螺栓的直径为d1,螺母的内径为d2,两者之间的配合间隙为g。
我们可以用实线表示设计尺寸,用虚线表示公差。
接着,我们需要评估公差传递路径。
在这个案例中,螺栓和螺母的配合是旋转配合,因此公差主要会影响配合间隙。
通过分析尺寸链图,我们可以看到,螺栓直径和螺母内径的公差都会影响配合间隙。
然后,我们可以计算公差限制。
假设螺栓直径和螺母内径的公差都符合正态分布。
尺寸链计算例题及习题在工程设计中,尺寸链是一种非常重要的计算方法,用于确定各个零部件之间的尺寸关系。
尺寸链计算旨在确保产品装配和功能的可靠性,减少设计误差,提高产品质量。
本文将介绍尺寸链计算的基本原理,并通过例题和习题来深入理解。
一、尺寸链计算的基本原理尺寸链计算是基于尺寸和公差的理论,通过将各个零部件的尺寸和公差进行数学运算,确定其装配尺寸和公差的合理范围。
尺寸链计算涉及以下几个重要概念:1. 基准尺寸:每个零部件都有一个基准尺寸,用于确定其相对位置和尺寸关系。
2. 公差:公差是指零部件尺寸的允许偏差范围。
公差可以分为上公差和下公差,上公差表示允许的最大偏差,下公差表示允许的最小偏差。
3. 拉链原理:尺寸链计算中经常使用拉链原理,即将所有零部件的尺寸和公差按照装配顺序进行连锁运算,以确定整个装配件的尺寸和公差。
二、例题解析下面通过一个例题来说明尺寸链计算的具体步骤。
差如下:A的基准尺寸为100,公差为±0.05;B的基准尺寸为50,公差为±0.03;C的基准尺寸为80,公差为±0.04。
装配件的要求是各个零部件之间的间隙不得大于0.1。
请计算整个装配件的装配尺寸和公差。
解题步骤如下:1. 确定装配件的基准尺寸。
根据拉链原理,装配件的基准尺寸等于各个零部件基准尺寸之和,即100+50+80=230。
2. 计算装配件的公差。
根据公差的加法原则,装配件的上公差等于各个零部件上公差之和,下公差等于各个零部件下公差之和。
上公差=0.05+0.03+0.04=0.12,下公差=0.05+0.03+0.04=0.12。
3. 检查装配件的装配间隙。
装配间隙等于装配件的上公差减去基准尺寸和下公差减去基准尺寸的差值的绝对值,即|0.12-230|+|-0.12-230|=0.12+0.12=0.24,小于要求的0.1,满足装配间隙要求。
根据以上计算,装配件的装配尺寸为230,公差为±0.12,满足设计要求。
机械设计基础掌握机械设计中的尺寸链中的误差与公差机械设计基础:掌握机械设计中的尺寸链中的误差与公差机械设计中,尺寸链是指设计中各个零件尺寸之间的关系链条。
在实际生产过程中,由于制造误差和装配误差的存在,不同零件之间的尺寸很难完全相同。
为了保证整个机械系统的性能和可靠性,尺寸链中的误差与公差的控制显得尤为重要。
一、尺寸链中的误差来源在机械设计中,尺寸链中的误差主要来自以下几个方面:1. 制造误差:制造误差是由生产过程中机器、设备、工艺、材料等的不完美导致的。
比如加工工具磨损、机床精度不高、材料强度不均匀等都会导致制造误差。
2. 装配误差:装配误差是指由于装配过程中操作人员的误差、装配工具的磨损或精度不高等因素导致的。
装配过程中,如果零件之间的配合间隙、相对位置等无法精确控制,就会产生装配误差。
3. 工作环境误差:工作环境误差是指由于外部环境的变化而引起的误差。
比如温度、湿度的变化会导致零件的尺寸发生变化,进而影响机械系统的性能。
二、尺寸链中的公差控制为了控制尺寸链中的误差,设计师需要合理确定公差。
公差是指在设计过程中为了保证装配的可实现性和产品的性能要求,允许零件尺寸与设计要求之间的最大偏离值。
公差的确定需要考虑以下几个方面:1. 功能要求:根据机械系统的功能需求,确定关键零件的精度等级,进而确定公差的大小。
2. 加工工艺:根据加工工艺和设备的精度限制,确定公差的控制范围。
不同的加工工艺对公差的控制能力有所差异。
3. 装配要求:根据零件的装配特点和配合要求,确定相邻零件之间的公差配合关系。
4. 经济性:在保证功能要求的前提下,尽量减少成本。
公差的控制也要考虑到经济性的因素。
三、尺寸链中的误差分析和控制策略在实际机械设计中,掌握尺寸链中的误差分析和控制策略是至关重要的。
1. 误差分析:通过数值模拟、实验测试等方法,分析各个因素对尺寸链中误差的贡献程度,找出主要影响因素,为误差控制提供依据。
2. 误差传递与累积:了解不同零件尺寸之间的传递关系,确定误差的传递途径,分析误差如何累积,帮助调整公差配合关系,减少误差的传递和累积。