装配精度及装配尺寸链

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1、装配精度及装配尺寸链一、装配精度船舶柴油机制造时，不仅要求保证各组成零件具有规定的精度，而且还要求保证机器装 配后能达到规定的装配技术要求，即达到规定的装配精度。柴油机的装配精度既与各组成零 件的尺寸精度和形状精度有关，也与各组成部件和零件的相互位置精度有关。尤其是作为装 配基准面的加工精度，对装配精度的影响最大。例如，为了保证机器在使用中工作可靠，延长零件的使用寿命以及尽量减少磨损，应使 装配间隙在满足机器使用性能要求的前提下尽可能小。这就要求提高装配精度，即要求配合 件的规定尺寸参数同装配技术要求的规定参数尽可能相符合。此外，形状和位置精度也尽可 能同装配技术要求中所规定的各项参数相符合。

2、为了提高装配精度，必须采取一些措施：提高零件的机械加工精度；提高柴油机各部件的装配精度；改善零件的结构，使配合面尽量减少；采用合理的装配方法和装配工艺过程。柴油机及其部件中的各个零件的精度，很大程度上取决于它们的制造公差。为了在装配 时能保证各部件和整台柴油机达到规定的最终精度（即各部分的装配技术要求），这就有必 要利用尺寸链的原理来确定柴油机及其部件中各零件的尺寸和表面位置的公差。根据尺寸链 的分析，可以确定达到规定的装配技术要求所应采取的最适当的装配方法和工艺措施。二、装配尺寸链装配尺寸链：任何一个机构，如活塞连杆机构、配气机构等，都是由若干个相互关联的 零件所组成，这些零件的尺寸就反映着

3、它们之间的关系，并形成尺寸链。这种表示机构中各 零件之间的相互关系的尺寸链，就称之为装配尺寸链。装配尺寸链可由装配图看出，如图1-1所示为活塞与气缸配合的装配尺寸链图。图中b） 所示为其相应的尺寸链简图。a）b）图1-1活塞与气缸套的配合的尺寸链图装配尺寸链中的封闭环，它在装配前是不存在的，而是在装配后才形成的，如图1-1 （b） 中的N。封闭环通常就是装配技术要求。其中如果某组成环的尺寸增大（其他各组成环不变 情况下），使封闭环的尺寸也随之增大，则此组成环称为增环，如果某组成环尺寸增大，使 封闭环的尺寸随之减少，则此组成环称为减环。封闭环的基本尺寸等于所有各组成环基本尺寸的代数和，即等于所有

4、增环的基本尺寸之 和减去所有减环的基本尺寸之和。它可由下式表示：N二区A -艺Azjz=1j=m+1式中：N封闭环的基本尺寸；AA、A、A，为各增环的基本尺寸；z12mm增环数；AA、A、A ,为各减环的基本尺寸；jm+1m+2 nTn尺寸链的环数（包括封闭环在内）。为了使装配达到规定的装配技术要求，从尺寸链的观点看，就是要保证尺寸链中的封闭 环达到规定的精度要求。尺寸链封闭环的公差等于所有各组成环的公差之和。它可由下式表 示：5 =5 +5+5 + + 5=野 5N A1 A 2A3An-1Aii=1式中：3封闭环的公差；N5各组成环的公差；Ain尺寸链的环数（包括封闭环在内）。以上是用完全

5、互换法计算尺寸链的基本公式。分析柴油机的装配尺寸链时，应从装配图中，找出各个零件或部件之间的相互关联的尺 寸链关系，然后按照装配技术要求，找出以此技术要求为封闭环的装配尺寸链。同理，根据 各个部件的装配技术要求，依次找出机器的全部装配尺寸链。例1柴油机压缩室髙度装配尺寸链及其计算。图1-2所示为柴油机各零件所组成的尺寸链关系图。为了保证柴油机的压缩比，压缩容 积必须保持恒定，即压缩室的髙度必须一定。压缩室髙度以N表示。N是在装配后形成的，因 此，N为封闭环。从柴油机的装配图中，可以找出由固定件和运动件等为组成环所构成的尺 寸链。a)b)图1-2柴油机压缩室高度计算尺寸链图图中：A1主轴承孔轴线

6、至机座上平面的距离;A2机座垫片厚度；A3机体总髙度；B机体上装气缸套的凹坑深度；4A气缸套垫片厚度；5A 气缸套凸肩咼度；6A气缸盖垫片厚度(压缩后的尺寸)；7B气缸盖凸台髙度；8B活塞销轴线至活塞顶平面之距离；9A10连杆小端孔与活塞销间隙的一半；B11连杆大小端孔轴线距离；ai2连杆大端孔与曲柄销间隙的一半；B13曲柄半径；A 主轴承孔至主轴颈间隙的一半。14以上各尺寸参数都直接影响到压缩室的髙度。因此，压缩室髙度N的基本尺寸为：N 二(A + A + A + A + A + A + A + A + A ) - (B + B + B + B + B )123567101214489111

7、3而压缩室髙度公差3等于所有各组成环公差的总和(其中尺寸B以A来代替)，即：Ni i5 = t 5NAii =1式中：3各组成环的公差。Ai例2如图1-3所示，在柴油机的曲轴主轴颈与止推轴承配合中，由主轴颈、两个止推环、 主轴承的轴向尺寸和轴向间隙形成一个装配尺寸链。根据使用要求，规定轴向间隙为N = 0:tXN，由结构设计要求，主轴颈轴向长度基本尺寸为A1，主轴承轴向长度基本尺寸为A3。试计算有关零件轴向基本尺寸和公差带。43图1-3曲轴主轴颈与止推主轴承配合及轴向尺寸的尺寸链根据尺寸链方程式，两个止推环的基本尺寸可用下式表示：A + A = A - A - N 2413设两个止推环厚度相等

8、，即A = A，得24A = A = -(A - A - N)24213根据封闭环公差方程式，各组成环公差与封闭环公差存在下列不等式:T15=6 +5 +5 +5 5Ai 1 2 3 4 N i=1用等公差的分配方法求得各组成环的平均公差为：5AiM5Nn 1由于各组成环零件加工不太困难，而且组成环环数不多，可以采用极值解法。 求出平均公差后，还要根据各组成环制造的难易程度和经济合理性，进行调整，调整后 各组成环的公差之和仍应满足不等式的要求。组成环A、A容易加工，公差可以减小；组成环A加工较难保证需要增大公差值而A维持2 4 1 3 其平均公差值，加工还不是很困难。确定各组成环的上、下偏差：组成环A1为包容尺寸按基准孔考虑，下偏差为零；坷则为被包容尺寸按基准轴考虑，上 偏差为零，A、A做为协调环，其偏差不能再按单向偏差形式考虑，而由尺寸链的计算来确 24定。为了制造方便取A、A的上偏差相等（ =）和下偏差相等（ =）。由下式可24SA2 SA4XA2 XA4分别求得A、A的上、下偏差。24a n = Sa a Sa aS S i X ji=1j =m+1a N = Sa A Sa AX X i S j