大学精品课件:第7章 机器装配工艺过程设计.ppt
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1、第七章第七章 机器装配工艺过程设计机器装配工艺过程设计 7.1 7.1 概述概述 装配装配根据技术要求将若干零件接合成部件根据技术要求将若干零件接合成部件 或将若干个零件和部件接合成产品或将若干个零件和部件接合成产品 的劳动过程。的劳动过程。 装配内容装配内容零部件的清洗、接合、调整、试零部件的清洗、接合、调整、试 验、检验、油漆和包装。验、检验、油漆和包装。 机械产品质量机械产品质量 ( (1) ) 物理参数:转数、质量、平物理参数:转数、质量、平 衡、密封、磨擦等衡、密封、磨擦等; ( (2) )几何参数:距离精度、相互几何参数:距离精度、相互 位置精位置精 度,相对运动精度,配合度,相对
2、运动精度,配合 精度和接触精度。精度和接触精度。 装配的距离精度装配的距离精度 距离精度距离精度是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸 要求等相关零件、部件的距离尺寸的准确程度。要求等相关零件、部件的距离尺寸的准确程度。 图图7-1 车床装配的尺寸车床装配的尺寸 B 3 B 1 B 0 B 2 A 2 A 3 A 1 A A 0 0 返回本章目录返回本章目录 装配的相互位置精度装配的相互位置精度 活塞活塞 连杆连杆 缸体缸体 曲轴曲轴 3 0 1 2 装配相互位置精度装配相互位置精度- 反映各零件有关相互反映各零件有关相互 位置与装配相互位置位置与装配相互位置 的
3、关系。的关系。 装配的运动精度装配的运动精度 装配的运动精度有装配的运动精度有 主轴圆跳动主轴圆跳动 轴向窜动轴向窜动 转动精度转动精度 传动精度传动精度 它们主要与主轴轴颈处的精度、轴承它们主要与主轴轴颈处的精度、轴承 精度、箱体轴孔精度及传动元件自身精度、箱体轴孔精度及传动元件自身 精度有关。精度有关。 接触精度接触精度 接触精度是指配合表面接触达到规接触精度是指配合表面接触达到规 定接触面积的大小与接触点分布情况。定接触面积的大小与接触点分布情况。 接触精度主要影响接触刚度和配合接触精度主要影响接触刚度和配合 质量的稳定性。质量的稳定性。 上述精度之间的关系:上述精度之间的关系: 接触精
4、度和配合精度是距离精度的基础。接触精度和配合精度是距离精度的基础。 位置精度又是相对运动精度的基础。位置精度又是相对运动精度的基础。 装配精度与零件精度之间的关系:装配精度与零件精度之间的关系: 一般来说零件精度越高,装配精度就一般来说零件精度越高,装配精度就 越容易保证。但装配精度不完全依靠零件精越容易保证。但装配精度不完全依靠零件精 度来达到,而与装配方法有关度来达到,而与装配方法有关。 7.2 7.2 装配尺寸链装配尺寸链 装配尺寸链的概念装配尺寸链的概念 装配尺寸链装配尺寸链 是以某项装配精度指标或装是以某项装配精度指标或装 配要求作为封闭环,查找所有与该项精度指标配要求作为封闭环,查
5、找所有与该项精度指标 或装配要求有关零件尺寸或位置要求作为组成或装配要求有关零件尺寸或位置要求作为组成 环而形成的尺寸链。环而形成的尺寸链。 装配尺寸链是保证装配精度的依据。装配尺寸链是保证装配精度的依据。 返回本章目录返回本章目录 5 A 4 A 3 A 1 2 3 0 A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 5 A 2 A 4 A 4 5 装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立 最短路线原则最短路线原则- 要求装配尺寸链中所要求装配尺寸链中所 占据的组成数目最少,占据的组成数目最少, 即每个有关零件仅以即每个有关零件仅以 一个组成环列入。一个组成环列入。 建立装配尺寸步骤:建立装配尺
6、寸步骤: (1) 封闭环确定:装配间隙封闭环确定:装配间隙0.20.7mm 为装配为装配 精度要求精度要求, 即即 (2) 组成环确定组成环确定:遵守尺寸链最短路线原则。遵守尺寸链最短路线原则。 (3) 画出尺寸链图。画出尺寸链图。 mmA 2 . 0 7 . 00 0 装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的计算方法 装配尺寸链应用于两方面:装配尺寸链应用于两方面: (1)正计算正计算用于验算。用于验算。 (2)反计算反计算用于设计。用于设计。 计算方法有:计算方法有: (1)极值法)极值法 (2)概率法)概率法 (1)极值法极值法 极值法正计算与工艺尺寸链同。极值法正计算与工艺尺寸链同。 极值法反
7、计算极值法反计算:选选相依尺寸相依尺寸选择加选择加 工容易或生产上受限制较少的组成环。工容易或生产上受限制较少的组成环。 1) 分析建立装配尺寸链分析建立装配尺寸链 2)确定组成环公差。确定组成环公差。 求平均公差求平均公差 1 )( )( 0 n AT AT icp 计算相依尺寸公差计算相依尺寸公差 “相依尺寸”公差相依尺寸”公差 3) 确定组成环上下偏差确定组成环上下偏差 按按入体原则入体原则确定即确定即 : 包容面包容面 (孔孔)下偏差为零;下偏差为零; 被包容面被包容面(轴轴)上偏差为零上偏差为零。 2 1 0 )()()( n i iy ATATAT )( y AT 计算相依尺寸上下
8、偏差计算相依尺寸上下偏差 2n 1mi i m 1i i0y 2n 1mi i m 1i i0y 1n 1mi i 1m 1i i0y 1n 1mi i 1m 1i i0y )A(EI)A(ES)A(ES)A(EI )A(ES)A(EI)A(EI)A(ES )A(ES)A(EI)A(EI)A(EI )A(EI)A(ES)A(ES)A(ES 例:如图,冷态下的例:如图,冷态下的 轴向装配间隙为轴向装配间隙为 0.050.15mm,A1=41 mm, A2=A4=17mm, A3=7mm。求各组成。求各组成 环的公差及偏差环的公差及偏差。 1 2 3 4 5 A 2 A 0 A 1 A 4 A 3
9、 图图7-4 双联转子泵轴向关系简图双联转子泵轴向关系简图 相依尺寸相依尺寸 级级 级级 A )7IT(mm7A )7IT(mm17AA 1 0 015. 03 0 018. 042 解解: ( (1) ) 分析和建立尺寸链图分析和建立尺寸链图 封闭环尺寸是封闭环尺寸是 mm025. 0 15 1 . 0 1n )A(T )A(T 0 icp 15. 0 05. 00 0A A A 0 A A 4 4 A A 1 1 A A 3 3 A A 2 2 (2)确定各组成环公差:)确定各组成环公差: 选择选择A1为“相依尺寸为“相依尺寸 (3)计算相依尺寸偏差计算相依尺寸偏差 故“相依尺寸”为:故“
10、相依尺寸”为: mmmmmmmmmm AESAESAESAEIAEI mm mmmmmmmm AEIAEIAEIAESAES 05. 000005. 0 )()()()()( 099. 0 )018. 0()015. 0()018. 0(15. 0 )()()()()( 43201 43201 mmA 099. 0 05. 01 41 基本尺寸基本尺寸 ES EI A1 41 A2 -17 A3 -7 A4 -17 +0.009 +0.018 +0.015 +0.018 +0.05 0 0 0 A0 0 +0.15 +0.05 表表7-1 ( (2) )概率法概率法 极值法优点是简单可靠极值法
11、优点是简单可靠, 缺点是在封闭环缺点是在封闭环 公差较小组成环数量较多时,各组成环公差会公差较小组成环数量较多时,各组成环公差会 很小,使零件加工困难,增加零件制造成本。很小,使零件加工困难,增加零件制造成本。 因此,在成批生产或大量生产中,当装配因此,在成批生产或大量生产中,当装配 精度要求高,组成环数目又较多时,应用概率精度要求高,组成环数目又较多时,应用概率 法解尺寸链比较合理。法解尺寸链比较合理。 1) 各环公差计算各环公差计算 独立随机变量之和的均方根误差独立随机变量之和的均方根误差 与这与这 些随机变量相应的值些随机变量相应的值 有如下关系有如下关系: 在装配尺寸链中在装配尺寸链中
12、, 其组成环是彼此独立其组成环是彼此独立 的随机变量,因此作为组成环合成封闭环的的随机变量,因此作为组成环合成封闭环的 数值也是一个随机变量。数值也是一个随机变量。 1 1 2 0 n i i 0 i 当尺寸链中各组成环的尺寸误差分布当尺寸链中各组成环的尺寸误差分布 都遵循正态分布规律则其封闭环必将遵循都遵循正态分布规律则其封闭环必将遵循 正态分布规律此时尺寸的随机误差即尺寸正态分布规律此时尺寸的随机误差即尺寸 的分散范围为其均分均误差的的分散范围为其均分均误差的6倍倍。 令尺寸的公差为令尺寸的公差为 ,则封闭,则封闭 环公差为环公差为 6)( i AT 1 1 2 0 )()( n i i
13、ATAT 如零件尺寸不属于正态分布时,则引入一如零件尺寸不属于正态分布时,则引入一 个相对分布系数个相对分布系数K,则有:,则有: 不同分布曲线的相对分布系数值见表不同分布曲线的相对分布系数值见表8-2 1 1 2 0 )()( n i i AKTAT 1.17 -1.17 1.73 1.22 1 k -0.26 0.26 0.23 1.4 0 0 0 e 分布曲线分布曲线 内尺寸内尺寸 外尺寸外尺寸 偏态分布偏态分布 瑞利分布瑞利分布 均匀分均匀分 布布 三角分布三角分布 正态分正态分 布布 分布特征分布特征 2 T e 2 T e 2 T e 表表7-2 一些尺寸分布曲线的一些尺寸分布曲线
14、的K和和e值值 1 11 0 n mi i m i i AAA 2)各环平均尺寸的计算)各环平均尺寸的计算 根据概率论原理,各环的基本尺寸是根据概率论原理,各环的基本尺寸是 以尺寸分布的集中位置即用以尺寸分布的集中位置即用算术平均算术平均 来表示,所以装配尺寸链中有来表示,所以装配尺寸链中有 A 当各组成环的尺寸分布曲线属于对称当各组成环的尺寸分布曲线属于对称 分布,而且分布中心与公差带中心重合时,分布,而且分布中心与公差带中心重合时, 则其尺寸分布算术平均值则其尺寸分布算术平均值 等于该尺寸等于该尺寸 公差带中心尺寸,此时有公差带中心尺寸,此时有 1 11 0 n mi iM m i iMM
15、 AAA A 例:如上图利用概率法求各组成环公差例:如上图利用概率法求各组成环公差 及上下偏差及上下偏差 (设各零件加工符合正态分布设各零件加工符合正态分布)。 解:解:( (1) )分析和建立装配尺寸链分析和建立装配尺寸链 封闭环尺寸为封闭环尺寸为 mmA 15. 0 05. 00 0 ( (2) ) 确定各组成环公差。确定各组成环公差。 相依环公差相依环公差: mmmm n AT AT icp 05. 0 15 1 . 0 1 )( )( 0 mmAA 0 043. 042 17mmA 0 037. 03 7 mm mm ATATATATAT 07. 0 037. 0043. 0043.
16、01 . 0 )()()()()( 2222 2 3 2 4 2 2 2 01 确定各环公差确定各环公差: ( (2) ) 计算相依尺寸的平均尺寸计算相依尺寸的平均尺寸 ( (3) ) 计算相依尺寸及其偏差计算相依尺寸及其偏差 mmAAAAA mmA mmAA mmA MMMMM M MM M 0385.41 9815. 6 2 037. 077 8785.16 2 043. 01717 1 . 0 2 05. 015. 0 34201 3 42 0 mmmm AT AA M 0735. 0 0035. 0 035. 0 035. 0 1 11 410385.41 2 )( 7.37.3 保证
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