浅谈完全互换法装配尺寸链的计算

胡少夫

摘 要：机械产品采用完全互换法进行装配时，其装配精度主要取决于相关零部件的加工精度，此时需要建立装配尺寸链图，运用尺寸链原理分析和计算零件精度与装配精度的关系。

关键词：装配尺寸链图；零件精度；装配精度

我们知道，任何机械产品都是由许多零部件组合而成的，其装配不是将合格零件简单地联接起来的过程，而是要通过一系列的科学的装配工艺措施，才能保证达到装配精度的要求。如果能满足零件加工经济精度要求，产品应优先采用完全互换法装配，其装配过程比较简单，生产效率也较高，装配精度主要取决于零部件的加工精度，完全互换法的实质上就是控制零部件的加工精度来保证产品的装配精度。然而装配尺寸链图就是分析和计算零件精度与装配精度的桥梁，现在我将完全互换法装配尺寸链的计算步骤方法介绍如下：

1 建立装配尺寸链图

装配尺寸链图是指在产品或部件在装配过程中，由相互联系且按一定顺序排列的尺寸形成的封闭尺寸图形。它一般由封闭环和组成环组成，封闭环多为产品或部件的装配精度。若能找出对装配精度有直接影响的零部件尺寸和位置关系，即可查明装配尺寸链的各组成环，由此可见，正确查找组成环是建立装配尺寸链的关键。

查找装配尺寸链组成环的一般方法是：首先根据装配精度的要求确定封闭环，然后从封闭环的任一端开始，根据图样，依次查找相关零部件直到封闭环的另一端，从而形成一个封闭的尺寸链图。特别指出，装配尺寸链的组成应符合最短路线（环数最少）原则。当封闭环公差一定时，组成环的环数越少，分配到各组成环的公差越大。

2 确定各组成环公差和极限偏差

一个尺寸链图只能求解一个环，如需确定多个组成环的公差，则通过计算组成环平均公差作为参考，结合各环尺寸大小和加工难易程度合理分配各环尺寸公差。同时为了保证装配精度要求，须选择一个组成环，它的极限偏差要经计算确定，此环称为协调环，一般选择装拆方便、容易加工测量的组成环为协调环。其它各组成环的偏差按“入体原则”确定。

3 计算协调环极限尺寸并确定其极限偏差

现在我们就结合实例，让大家更清楚地了解完全互换法装配尺寸链的求解方法。

例题：如下图所示齿轮轴装配中，已知：A1=80、A2=60、A3=20，要求装配后保证齿轮端面和箱体凸台端面之间的轴向间隙为0.10～0.30mm。试确定各组成环公差和极限偏差。

解答：

（1）建立装配尺寸链图，并校验各环基本尺寸。 由题意可知，轴向间隙0.10～0.30mm是封闭环，即A0=0+0.30+0.10mm，T0=0.20mm。其中A1为增环，A2、A3为减环。

封闭环基本尺寸为：

A0=A1-（A2+A3）=80-（60+20）=0

各环的基本尺寸确定无误。

（2）确定各组成环公差和极限偏差。

计算组成环的平均公差： T平均=T0n-1=0.203≈0.07

以平均公差作为参考，综合考虑各组成环尺寸大小和加工测量难易程度，合理分配各组成环公差：

T1=0.10mm，T2=0.06mm，T3=0.04mm

為保证装配精度要求，应在各组成环中选择一个环，其极限偏差通过方程式计算来确定，此环称为协调环，一般选择装拆方便、容易加工测量的组成环为协调环。本题选择A3为协调环。

按“入体原则”确定各组成环极限偏差：

A1=80+0.100mm，A2=600-0.06mm

（3）计算协调环极限尺寸并确定其极限偏差。

4 结语

本文从建立装配尺寸链，运用尺寸链原理分析和计算零件精度与装配精度的关系展开了分析研究，并在此基础上提出了完全互换法装配尺寸链求解的三大步骤，整个过程简单明了，易于接受，为今后深入学习研究其它装配法的装配尺寸链的计算奠定了基础，同时也为解决产品设计、装配工艺规程制订等实际问题提供一定帮助。

参考文献：

[1]机械制造技术.机械工业出版社.

[2]机修钳工工艺学（第三版）.中国劳动社会保障出版社.