尺寸链原理及其应用(1)

第五章尺寸链原理及应用在机械产品设计过程中，设计人员根据某一部件或总的使用性能，规定了必要的装配精度（技术要求），这些装配精度，在零件制造和装配过程中是如何经济可靠地保证的，装配精度和零件精度有何关系，零件的尺寸公差和形位公差又是怎样制定出来的。

所有这些问题都需要借助于尺寸链原理来解决。

因此对产品设计人员来说尺寸链原理是必须掌握的重要工艺理论之一。

§5-1 概述教学目的：①尺寸链的基本概念，组成、分类；②尺寸链的建立与分析；③尺寸链的计算教学重点：掌握工艺尺寸链的基本概念；尺寸链组成及分类教学难点：尺寸链的作图一、尺寸链的定义及其组成1. 尺寸链的定义由若干相互有联系的尺寸按一定顺序首尾相接形成的尺寸封闭图形定义为尺寸链。

在零件加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链，称为工艺尺寸链，如图5-1所示。

在机器设计和装配过程中，由有关零件设计尺寸形成的尺寸链，称为装配尺寸链，如图5-2所示。

图5-1 工艺尺寸链示例图5-1是工艺尺寸链的一个示例。

工件上尺寸A1已加工好，现以底面A定位，用调整法加工台阶面B，直接保证尺寸A2。

显然，尺寸A1和A2确定以后，在加工中未予直接保证的尺寸A0也就随之确定。

尺寸A0、A1和A2构成了一个尺寸封闭图形，即工艺尺寸链，如图5-1b所示。

图5-2 装配尺寸链图由上述可知，尺寸链具有以下三个特征1）具有尺寸封闭性，尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所形成的尺寸封闭图。

其中应包含一个间接保证的尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸。

2）尺寸关联性，尺寸链中间接保证的尺寸受精度直接保证的尺寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必然低于直接获得的尺寸精度。

3）尺寸链至少是由三个尺寸（或角度量）构成的。

在分析和计算尺寸链时，为简便起见，可以不画零件或装配单元的具体结构。

知依次绘出各个尺寸，即将在装配单元或零件上确定的尺寸链独立出来，如图5-1b），这就是尺寸链图。

尺寸链图中，各个尺寸不必严格按比例绘制，但应保持各尺寸原有的连接关系。

尺寸链原理及其应用一、引言尺寸链原理是指在一个系统中，各个组成部分的尺寸之间存在着特定的比例关系。

这种比例关系可以用来设计和优化系统，提高系统的效率和性能。

尺寸链原理被广泛应用于各种领域，如机械设计、电子电路设计、化学反应等。

二、尺寸链原理的基本概念在一个系统中，各个组成部分的尺寸之间存在着特定的比例关系，这种比例关系可以用数学公式来表示。

例如，在机械设计中，轴承内径和外径之间的比例关系可以表示为d1/d2=k，其中d1为内径，d2为外径，k为常数。

三、尺寸链原理的应用1. 机械设计中的应用在机械设计中，利用尺寸链原理可以优化机械结构，并提高机械性能。

例如，在齿轮传动系统中，齿轮模数和齿数之间存在着特定的比例关系，在设计时可以根据这种比例关系来确定齿轮模数和齿数的取值范围。

2. 电子电路设计中的应用在电子电路设计中，利用尺寸链原理可以优化电路结构，并提高电路性能。

例如，在滤波器的设计中，电容和电感之间存在着特定的比例关系，可以根据这种比例关系来确定电容和电感的取值范围，从而优化滤波器的性能。

3. 化学反应中的应用在化学反应中，利用尺寸链原理可以优化反应条件，并提高反应效率。

例如，在合成有机物的反应中，反应物的摩尔比和反应时间之间存在着特定的比例关系，可以根据这种比例关系来确定最佳的反应条件。

四、尺寸链原理的优点1. 提高系统效率利用尺寸链原理可以优化系统结构和参数，从而提高系统效率。

2. 提高系统稳定性尺寸链原理可以保证系统各个部分之间存在着协调一致的比例关系，从而提高系统稳定性。

3. 提高设计效率利用尺寸链原理可以快速确定系统各个部分的参数范围，从而提高设计效率。

五、尺寸链原理在实际工程中的案例1. 汽车发动机设计中的应用在汽车发动机设计中，利用尺寸链原理可以优化发动机结构和参数，从而提高发动机的性能和效率。

例如，在汽车发动机的气缸直径和行程之间存在着特定的比例关系，可以根据这种比例关系来确定最佳的气缸直径和行程。

2023年《汽车制造工艺学》(曾东建著)课后习题答案下载《汽车制造工艺学》(曾东建著)简介序前言第一章汽车制造过程概述第一节汽车的生产过程第二节汽车生产工艺过程第三节汽车及其零件生产模式和生产理念的发展习题参考文献第二章汽车及其零件制造中常用制造工艺基础知识第一节铸造工艺基础第二节锻造工艺基础第三节焊接基本工艺第四节冲压工艺基础第五节粉末冶金第六节塑料成型工艺基础第七节毛坯的选择习题参考文献第三章工件的机械加工质量第一节机械加工质量的.基本概念第二节影响加工精度的因素第三节影响表面质量的因素第四节表面质量对机器零件使用性能的影响习题参考文献第四章工件的定位和机床夹具第一节基准的概念和工件的安装第二节机床夹具的组成及其分类第三节工件的定位原理第四节常用定位元件和工件在夹具中的定位误差分析第五节工件的夹紧及夹紧装置第六节典型机床夹具第七节夹具设计的方法和步骤习题参考文献第五章机械加工工艺规程的制定第一节概述第二节机械加工路线的制定第三节工序具体内容的确定第四节工艺方案的经济性评论及降低加工成本的措施第五节制定机械加工工艺规程范例习题参考文献第六章尺寸链原理及其应用第一节尺寸链的基本概念第二节工艺尺寸链、装配尺寸链的应用习题参考文献第七章装配工艺基础第一节概述第二节保证装配精度的装配方法第三节装配工艺规程第四节汽车装配工艺过程习题参考文献第八章结构工艺性第一节零件机械加工的结构工艺性第二节产品结构的装配工艺性习题参考文献第九章汽车典型零件的制造工艺第十章汽车车身制造工艺第十一章自动化制造系统及先进制造技术简介参考文献《汽车制造工艺学》(曾东建著)目录本书是根据全国普通高等教育汽车专业教材编审委员会研究的教材规划编写的，系统地阐述了汽车设计与制造专业所需要的工艺基本理论和知识。

全书共分十一章，内容包括汽车制造过程概论，汽车及其零件制造中常用制造工艺基础知识，工件的机械加工质量，工件的定位和机床夹具，机械加工工艺规程的制定，尺寸链原理及其应用，装配工艺基础，结构工艺性，汽车典型零件的制造工艺，汽车车身制造工艺，自动化制造系统及先进制造技术简介。

第6章 尺寸链原理与应用 6.1 尺寸链的基本概念（1） 尺寸链的定义及其特性（2）工艺尺寸链的组成 （3）尺寸链的分类（4） 工艺尺寸链的画法 6.1.1 尺寸链的定义及其特征在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为工艺尺寸链，有时为了区分加工和装配工艺过程中的尺寸链，把加工过程中同一零件上的尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链，把装配过程中由不同零件相关尺寸组成的尺寸链称为装配尺寸链。

如图6. 1所示零件，先按尺寸A2加工台阶，再按尺寸A1加工左右两侧端面，而0A 由1A 和2A 所确定，即012A A A =-。

那么，这些相互联系的尺寸1A 、2A 和0A 就构成了工艺尺寸链。

图6. 1零件加工和测量中的尺寸关系在图 6. 2所示的圆柱形零件的装配中，间隙0A 的大小由孔径1A 和轴颈2A 所决定，即012A A A =-。

这样，尺寸1A 、2A 和0A 也形成了一个装配尺寸链。

图图6. 2 零件装配中的尺寸关系通过以上的分析可以知道，工艺尺寸链具有以下主要特征：1)封闭性，即相互关联的尺寸必须按一定顺序排列成封闭的形式；2)关联性，指某个尺寸及精度的变化必将影响其他尺寸和精度变化，即它们的尺寸和精度互相联系，互相影响。

3）唯一性一个尺寸链只有一个封闭环，不能没有也不能出现两个或两个以上的封闭环。

A的位置。

同一个零件的加工顺序不同，不能增加或减少封闭环数，只能改变封闭环4）最少三环一个尺寸链最少有三个环，少于三环的尺寸链不存在。

6.1.3 尺寸链的分类1)按环的尺寸特征(1)长度尺寸链：全部尺寸均为长度尺寸的尺寸链，如图6. 1所示。

(2)角度尺寸链：全部尺寸均为角度尺寸的尺寸链，如图6. 3所示。

2）按环空间的位置关系(1)直线尺寸链：全部组成环平行于封闭环的尺寸链。

(2)平面尺寸链：全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行与封闭环的尺寸链，如图6. 4所示。

河南科技大学教案首页课程名称机械制造基础任课教师邓效忠第五章机械加工工艺规程的制定计划学时14教学的目的和要求：要求学生掌握定位基准和表面加工方法的选择原则，能够拟定工艺路线，会运用工艺尺寸链确定工序尺寸及其公差，使学生具有编制中等复杂零件加工工艺规程的能力。

重点：工件定位基准的选择；工序顺序的确定；工艺尺寸链及其应用。

难点：工艺尺寸链及其应用。

思考题：1．什么叫基准?基准分哪儿种?2．精、粗定位基准的选择原则各有哪些?如何分析这些原则之间出现的矛盾?3．零件表面加工方法的选择原则是什么？4．制定机械加工工艺规程时，为什么要划分加工阶段？5．切削加工顺序安排的原则是什么？6．什么叫工序集中？什么叫工序分散？各用于什么场合？7．什么叫工序余量？影响工序余量的因素是什么？8．什么叫尺寸链？它具有哪些特征？9．什么叫工艺规程？它有什么作用？10．如何确定尺寸链中的增环、减环和封闭环？第5章机械加工工艺规程设计5.1 概述一、机械加工工艺规程及其作用将产品或零部件的制造工艺过程的所有内容用图、表、文字的形式规定下来的工艺文件汇编称为工艺规程。

二、工艺规程设计所需的原始资料⑴零件图和产品整套装配图；⑵产品的生产纲领和生产类型；⑶产品的质量验收标准；⑷毛坯情况；⑸本厂的生产条件和技术水平；⑹国内外生产技术发展情况。

三、工艺规程设计的步骤⑴零件的工艺性分析。

⑵确定毛坯。

⑶拟定工艺路线，选择定位基准。

⑷确定各工序的设备和工装。

⑸确定主要工序的生产技术要求和质量验收标准。

⑹确定各工序的余量，计算工序尺寸和公差。

⑺确定各工序的切削用量。

⑻确定工时定额。

⑼填写工艺卡。

5.2 机械加工工艺规程设计一、零件的结构工艺性分析结构工艺性是指产品的结构是否满足优质、高产、低成本制造的一种性质。

零件结构工艺性举见教材表5-4。

二、确定毛坯三、定位基准的选择粗基准是指未经机械加工的定位基准，而精基准则是经过机械加工的定位基准。

1．粗基准的选择原则粗基准选择的主要目的是：保证非加工面与加工面的位置关系；保证各加工表面余量的合理分配。

机械制造工程学课后作业答案Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#第一次作业（部分解答）：1. 试画出下图所示切断刀的正交平面参考系的标注角度o γ、o α、r K 、r K '、s λ（要求标出假定主运动方向c v 、假定进给运动方向f v 、基面r P 和切削平面s P ）3. 如下图所示，镗孔时工件内孔直径为mm 50φ，镗刀的几何角度为 10=o γ， 0=s λ，8=o α， 75=r K 。

若镗刀在安装时刀尖比工件中心高mm h 1=，试检验镗刀的工作后角o α。

解答：在背平面（切深剖面）P-P 内： 带入数值，求得：)cos(cos )tan(tan s s so o oe θλλθαα++=（1）代入(1)式求得：1510.tan =oe α，第二次作业部分答案：6. 试按下列条件选择刀具材料或编号。

⑴ 45钢锻件粗车；（C. YT5(P30)） ⑵ HT200铸件精车；（A. YG3X(K01)） ⑶ 低速精车合金钢蜗杆；（B. W18Cr4V ） ⑷ 高速精车调质钢长轴；（G. YT30(P01)） ⑸ 中速车削淬硬钢轴；（D YN10(P05)） ⑹ 加工冷硬铸铁。

（ F ．YG6X(K10)）A ．YG3X(K01)B ．W18Cr4VC ．YT5(P30)D ．YN10(P05)E ．YG8(K30)F ．YG6X(K10)G ．YT30(P01)7．简要说明车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度（包括r K 、s λ、o γ、o α）1）r K ：细长轴刚性不足，取90°； 2）s λ：取正刃倾角。

（0~5°）3）o γ：刚性不足的情况下，前角应取正值，并根据不同的材质尽可能取较大的值。

4）o α：刚性不足的情况下，后角应取正值，并根据不同的材质尽可能取较小的值。

第1篇一、基础知识1. 请简述机械设计的定义及其在制造业中的重要性。

2. 机械设计的基本原则有哪些？3. 机械设计的主要步骤是什么？4. 请列举三种常见的机械设计方法。

5. 请简述机械设计中的“功能”和“结构”之间的关系。

6. 请解释什么是公差和配合？7. 请列举三种常见的机械设计材料。

8. 请简述机械设计中常用的热处理方法。

9. 请解释什么是尺寸链？尺寸链在机械设计中有何作用？10. 请简述机械设计中常见的公差符号及其含义。

二、机械设计应用1. 请举例说明尺寸链在机械设计中的应用。

2. 请举例说明在机械设计中如何利用公差和配合保证零件的互换性。

3. 请举例说明机械设计中如何利用材料的热处理方法提高零件的机械性能。

4. 请举例说明在机械设计中如何利用机械传动机构实现动力传递。

5. 请举例说明在机械设计中如何利用机械结构实现预期的功能。

6. 请举例说明在机械设计中如何利用机械系统实现预期的运动规律。

7. 请举例说明在机械设计中如何利用机械控制系统实现自动化控制。

8. 请举例说明在机械设计中如何利用计算机辅助设计（CAD）技术提高设计效率。

9. 请举例说明在机械设计中如何利用有限元分析（FEA）技术预测和优化结构强度。

10. 请举例说明在机械设计中如何利用机械设计规范和标准提高设计质量。

三、实际案例分析1. 请分析以下案例：某公司设计一款用于自动化生产线的输送带，要求在保证可靠性的前提下，降低成本和提高生产效率。

2. 请分析以下案例：某公司设计一款用于建筑行业的混凝土搅拌机，要求提高搅拌效率，降低能耗，并保证搅拌质量。

3. 请分析以下案例：某公司设计一款用于航空航天领域的发动机，要求提高发动机性能，降低重量，并保证可靠性。

4. 请分析以下案例：某公司设计一款用于农业机械的收割机，要求提高收割效率，降低能耗，并保证作物损伤。

5. 请分析以下案例：某公司设计一款用于环保行业的垃圾处理设备，要求提高处理效率，降低能耗，并保证处理效果。