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1、1,第十一章 機(jī)器裝配工藝基礎(chǔ),第一節(jié) 裝配工作的基本內(nèi)容,1.裝配,裝配：按一定的技術(shù)要求，將零件或部件進(jìn)行配合與連接，使之成為半成品或成品的工藝過程。,裝配單元：對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的產(chǎn)品，為了保證裝配的質(zhì)量和效率，按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點，從裝配工藝角度將產(chǎn)品分解成的可以單獨進(jìn)行裝配的生產(chǎn)單元。,部件：由若干零件、合件、組件結(jié)合成的，具有獨立功能的組合體。,合件（套件）：少數(shù)零件組合成的不分開組合體。,裝配單元零件、合件、組件、部件、機(jī)器,組件：由若干零件、合件結(jié)合成的組合體。,2,裝配,組裝零件結(jié)合成組件的裝配。,部裝零件和組件結(jié)合成部件的裝配。,總裝零件、組件和部件結(jié)合成機(jī)械產(chǎn)品的裝配。,3,

2、2.裝配內(nèi)容,裝配內(nèi)容,清洗,連接,校正調(diào)整,配作,平衡,驗收試驗,（1）清洗。去除油污及機(jī)械雜質(zhì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量和延長產(chǎn)品 的使用壽命。清洗劑有煤油、汽油、堿液和多種化學(xué)清洗劑 等。清洗方法有擦洗、浸洗、噴洗和超聲波清洗等。經(jīng)清洗 后的零件或部件必須有一定的中間防銹能力。,4,（4）配作。用已加工的零件為基準(zhǔn)，加工與其相配的另一個零 件，或?qū)蓚€(或兩個以上)零件組合在一起進(jìn)行加工的方法 叫配作。配作的工作有配鉆、配鉸、配刮、配磨和機(jī)械加工 等，配作常與校正和調(diào)整工作結(jié)合進(jìn)行。,（5）平衡。對轉(zhuǎn)速較高、運動平穩(wěn)性要求高的機(jī)械，為了防止在 使用中出現(xiàn)振動，需要對有關(guān)的旋轉(zhuǎn)零件、部件進(jìn)行平衡工 作

3、，常用的有靜平衡法和動平衡法兩種。,（6）驗收試驗。產(chǎn)品裝配完畢后，要按有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，對 產(chǎn)品進(jìn)行全面檢查和試驗工作，合格后才能準(zhǔn)許出廠。,（2）連接。裝配過程中有大量的連接。常見的連接方式有兩種， 一種是可拆卸連接，如螺紋連接、鍵連接和銷連接等；另一 種是不可拆卸連接，如焊接、鉚接和過盈配合聯(lián)接等。,（3）校正調(diào)整。在裝配過程中對相關(guān)零件、部件的相互位置要進(jìn) 行找正、找平和相應(yīng)的調(diào)整工作。,5,第二節(jié) 裝配精度與裝配尺寸鏈,裝配方法含義包含兩個方面：一是指手工裝配還是機(jī)械裝配；二是指保證裝配精度的工藝方法和裝配尺寸鏈的計算方法。前者主要取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品的裝配工藝性，也要考慮產(chǎn)品尺寸

4、、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及條件；對后者的選擇則主要取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)和裝配精度，但也與裝配尺寸鏈中組成環(huán)數(shù)的多少有關(guān)。,1.裝配精度,裝配精度是指裝配后實際達(dá)到的精度。對于各類機(jī)械產(chǎn)品的精度，有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)，對于無標(biāo)準(zhǔn)可循的產(chǎn)品，可根據(jù)用戶的要求，參照經(jīng)過實踐考驗的類似產(chǎn)品的已有數(shù)據(jù)，采用類比法確定。,6,裝配精度,配合精度,位置尺寸精度和位置精度,相對運動精度,接觸精度,零部件間的配合精度是指配合面間達(dá)到規(guī)定的間隙或過盈的要求。它影響配合性質(zhì)和配合質(zhì)量，由國家標(biāo)準(zhǔn)公差和配合來確定。例如：軸和孔的配合間隙或配合過盈的變化范圍。,（1）配合精度,7,8,9,零部件間的位置尺寸精度是指零部件間

5、的距離精度，如軸向距離精度和軸線距離(中心距)精度等。例如床頭和尾座兩頂尖的等高度屬此項精度。,（3）位置尺寸精度和位置精度,零部件間的接觸精度是指配合表面、接觸表面和連接表面達(dá)到規(guī)定的接觸面積大小與接觸點分布的情況。它影響接觸剛度和配合質(zhì)量。例如導(dǎo)軌接觸面間、錐體配合和齒輪嚙合等處，均有接觸精度要求。,（2）接觸精度,10,零部件間的位置精度包括平行度、垂直度、同軸度和各種跳動。,（4）相對運動精度,相對運動精度是指有相對運動的零部件間在運動方向和運動位置上的精度。運動方向上的精度包括零部件間相對運動時的直線度、平行度和垂直度等。運動位置上的精度即傳動精度是指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中，始末兩端傳動元件

6、間相對運動(轉(zhuǎn)角)精度。,11,12,2.裝配精度與零件精度的關(guān)系,相關(guān)因素,要求,13,機(jī)器和部件是由零件裝配而成的，因此零件的精度特別是關(guān)鍵零件的加工精度對裝配精度有很大影響；一般而言，多數(shù)的裝配精度是和它相關(guān)的若干個零部件的加工精度有關(guān)。,？,能否完全靠相關(guān)零件的制造精度來直接保證較高的裝配精度？,有時裝配精度很難由相關(guān)零部件的加工精度直接保證。所以在生產(chǎn)中常按較經(jīng)濟(jì)的精度來加工相關(guān)零部件，而在裝配時則采用一定的工藝措施(如選擇、修配和調(diào)整等)，從而形成不同的裝配方法來保證裝配精度。,14,3.裝配尺寸鏈,裝配尺寸鏈：指在裝配過程中，由不同零件的相關(guān)設(shè)計尺寸作為組成環(huán)所構(gòu)成的尺寸鏈。,1

7、5,（1）線性裝配尺寸鏈的建立方法,減速器齒輪軸組件裝配實例,步驟,查找組成環(huán),確定封閉環(huán),畫尺寸鏈圖并確定組成環(huán)的性質(zhì),確定相關(guān)零件上的相關(guān)尺寸確定相關(guān)尺寸應(yīng)遵守“一件一環(huán)（尺寸鏈環(huán)數(shù)最少或尺寸鏈最短）”的原則。,裝配精度要求即為封閉環(huán),查找相關(guān)零件 從封閉環(huán)兩端為起點，沿著兩端的兩個零件由近及遠(yuǎn)地查找與封閉環(huán)有關(guān)的零件，直至找到同一個基準(zhǔn)零件或同一基準(zhǔn)表面為止。其間所經(jīng)過的零件就是相關(guān)零件。,A2,A3 A4 A5 A6 A0 A1,16,（2）裝配尺寸鏈的計算方法,方法,概率法,極值法,極值法（完全互換法）是在各組成環(huán)誤差處于極端情況下，來確定封閉環(huán)和組成環(huán)關(guān)系的一種計算方法。特點是簡單

8、可靠，但在封閉環(huán)公差較小且組成環(huán)數(shù)較多時，各組成環(huán)的公差將更小，而使加工困難，制造成本增加。,概率法（大數(shù)互換法）的出發(fā)點是考慮到各環(huán)同時出現(xiàn)極值的概率很小，從而可以用利用誤差分布的概率規(guī)律來計算封閉環(huán)和各組成環(huán)之間的關(guān)系。特點是可以將各組成環(huán)的公差擴(kuò)大 倍。,概率法解尺寸鏈的基本公式,封閉環(huán)的基本尺寸計算公式與第六章相同。,封閉環(huán)的公差,根據(jù)概率論關(guān)于獨立隨機(jī)變量合成規(guī)則，各組成環(huán) ( 獨立隨機(jī)變量),與封閉環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,的關(guān)系為,的標(biāo)準(zhǔn)偏差,式中m組成環(huán)的環(huán)數(shù),1,17,組成環(huán)按正態(tài)規(guī)律分布,如果組成環(huán)的實際尺寸都按正態(tài)分布，且分布范圍與公差帶寬度一致，分布中心與公差帶中心重合(見圖) ，

9、則封閉環(huán)的尺寸也按正態(tài)分布，各環(huán)公差與標(biāo)準(zhǔn)偏差的關(guān)系如下：,2,將此關(guān)系代入式1得,即封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差的平方和開方。,當(dāng)各組成環(huán)為不同于正態(tài)分布的其他分布時，應(yīng)當(dāng)引入一個相對分布系數(shù) K ，即,3,不同形式的分布，K的值也不同。如正態(tài)分布時，Kl；偏態(tài)分布時，K1.17 等。,18,封閉環(huán)的中間偏差和極限偏差,由上圖可見，中間偏差為上偏差與下偏差的平均值，即,5,4,封閉環(huán)的中間尺寸,6,即封閉環(huán)的中間尺寸等于所有增環(huán)的中間尺寸之和減去所有減環(huán)中間尺寸之和。,封閉環(huán)的中間偏差,7,即封閉環(huán)的中間偏差等于所有增環(huán)的中間偏差之和減去所有減環(huán)的中間偏差之和。,19,4.裝配尺寸鏈的應(yīng)用

10、,（1）正計算（校核計算）,即已知組成環(huán)的尺寸和公差，求解封閉環(huán)的尺寸和公差。這類問題多出現(xiàn)在裝配、檢驗中，用以校驗產(chǎn)品是否合格。,中間偏差、極限偏差和公差的關(guān)系如下,8,9,式1式9也可以用于完全互換法。用概率互換法計算尺寸鏈的步驟與完全互換法相同，只是某些計算公式不同。,20,（2）反計算（設(shè)計計算）,即已知封閉環(huán)的尺寸和公差，求解組成環(huán)的尺寸和公差。這類問題多出現(xiàn)在設(shè)計中，即在提出裝配精度要求后，如何設(shè)計相關(guān)零件的精度。,分配封閉環(huán)公差的方法,等公差法等精度法經(jīng)驗法,等公差法：由于封閉環(huán)的公差,，所以各組成環(huán)的公差,10,等精度法：各組成環(huán)相同的公差等級系數(shù),11,21,計算出 后，按標(biāo)

11、準(zhǔn)查取與之相近的公差等級系數(shù)，進(jìn)而查表確定各組成環(huán)的公差。 各組成環(huán)的極限偏差確定方法是先留一個組成環(huán)作為調(diào)整環(huán)，其余各組成環(huán)的極限偏差按“入體原則”確定，即包容尺寸的基本偏差為H，被包容尺寸的基本偏差為h，一般長度尺寸用jS。 進(jìn)行公差設(shè)計計算時，最后必須進(jìn)行校核，以保證設(shè)計的正確性。,（3）解中間問題（設(shè)計計算）,即已知封閉環(huán)與部分組成環(huán)的尺寸和公差，求解其余組成環(huán)的尺寸和公差。這類問題在設(shè)計和工藝中均會出現(xiàn)，許多反計算最后都會轉(zhuǎn)化為中間問題來求解。,22,第三節(jié) 裝配方法和裝配尺寸鏈計算,機(jī)械產(chǎn)品的精度要求，最終是由裝配來予以保證。根據(jù)產(chǎn)品的性能要求、生產(chǎn)條件，可以采用不同的裝配方法。,

12、23,24,1.完全互換法,互換法是在裝配過程中，零件互換后仍能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。產(chǎn)品采用互換法時，裝配精度主要取決于零件的加工精度?；Q法的實質(zhì)就是控制零件的加工誤差來保證產(chǎn)品的裝配精度。,完全互換法就是裝配時各配合零件不需進(jìn)行任何修理、選擇或調(diào)整、修配即可達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。,該方法的特點是裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠，對裝配工人的技術(shù)等級要求較低，裝配工作簡單、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)率高，便于組織流水裝配和自動化裝配，又可保證零、部件的互換性，便于組織專業(yè)化生產(chǎn)和協(xié)作生產(chǎn)，容易解決備件供應(yīng)。因此完全互換裝配法是比較先進(jìn)和理想的裝配方法。適宜于成批、大量生產(chǎn)。,完全互換法應(yīng)用實例,25,例1：如

13、圖所示齒輪箱，根據(jù)使用要求，應(yīng)保證間隙A。在11.75mm之間。已知各零件的基本尺寸為(單位為mm)：A1140，A2A55，A3101，A450。用“等精度法”求各環(huán)的極限偏差。,解：(1)由于間隙A。是裝配后得到的，故為封閉環(huán)；尺寸鏈圖如圖b所示，其中A3、A4為增環(huán)，A1、A2和A5為減環(huán)。,(2)計算封閉環(huán)的基本尺寸,A0(A3+A4)-(A1+A2+A5)(101+50)-(140+5+5)1（mm）,故封閉環(huán)的尺寸為 mm。 T00.75mm。,(3)計算各環(huán)的公差由表可查各組成環(huán)的公差單位：,26,i12.52，i2=i5=0.73，i3=2.17，i4=1.56。（單位均為m)

14、 按式得各組成環(huán)相同的公差等級系數(shù),查表可知，a97在ITl0級和ITll級之間。,根據(jù)實際情況，箱體零件尺寸大，難加工，襯套尺寸易控制，故選A1、A3和A4為ITll級，A2和A5為ITl0級。,查標(biāo)準(zhǔn)公差表得組成環(huán)的公差：T1=0.25，T2=T5=0.048，T3=0.22，T4=0.16（單位均為mm)。,校核封閉環(huán)公差,故封閉環(huán)為,27,(4)確定各組成環(huán)的極限偏差,根據(jù)“入體原則”，由于 、 和,相當(dāng)于被包容尺寸，,，,故取其上偏差為零，即,和,均為同向平面間距離，留,作調(diào)整環(huán)，取,的下偏,差為零，即,根據(jù),解得,由于,故,（5）校核封閉環(huán)的上偏差,28,校核結(jié)果符合要求。,最后結(jié)

15、果為(單位均為mm),例2：如圖所示齒輪箱，根據(jù)使用要求，應(yīng)保證間隙A。在11.75mm之間。已知各零件的基本尺寸為(單位為mm)：A1140，A2A55，A3101，A450。用大數(shù)互換法中的 “等精度法”求各環(huán)的極限偏差。假設(shè)各組成環(huán)尺寸服從正態(tài)分布，且分布范圍與公差帶寬度一致，分布中心與公差帶中心重合。,29,解 步驟 (1)、(2)與例1同。,(1)由于間隙A。是裝配后得到的，故為封閉環(huán)；尺寸鏈圖如圖b所示，其中A3、A4為增環(huán)，A1、A2和A5為減環(huán)。,(2)計算封閉環(huán)的基本尺寸,A0(A3+A4)-(A1+A2+A5)(101+50)-(140+5+5)1（mm）,故封閉環(huán)的尺寸為

16、 mm。 T00.75mm。,(3)計算各環(huán)的公差由表可查各組成環(huán)的公差單位：,查表可知a196 在IT12IT13級之間。,取A3為IT13級，其余為IT12級，即,T1=0.40mm，T2=T5=0.12mm，T3=0.54mm，T4=0.25mm,30,校核封閉環(huán)的公差,符合要求。,故封閉環(huán)為,(4)確定各組成環(huán)的極限偏差,除把A4作為調(diào)整環(huán)外，其余各環(huán)按“入體原則”確定極限偏差，即,，,，,各環(huán)的中間偏差為,，,，,，,因為,31,所以,所以,最后結(jié)果為,，,，,，,與例1比較，當(dāng)封閉環(huán)的公差一定時，用大數(shù)互換法解尺寸鏈各組成環(huán)的公差等級可降低12級，降低了加工成本，而實際出現(xiàn)不合格件的可能性很小，可以獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。,32,2.選配法,選配法是將相關(guān)零件的相關(guān)尺寸公差放大到經(jīng)濟(jì)精度，然后選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證裝配精度的方法。這種裝配法常用于裝配精度要求很高而組成環(huán)數(shù)又極少的成批或大量生產(chǎn)中，如滾動軸承的裝配；內(nèi)燃機(jī)活塞和缸套的裝配、活塞銷的裝配等。,分類,直接選配法,分組選配法,復(fù)合選配法,從許多待裝配的零件中，直接選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證裝配精度的要求。,