尺寸链:“机器装配”或“零件加工”过程中,由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组,称为尺寸链。
作用
在产品设计时,对每个零部件的公差分布,需要用到尺寸链计算,通过尺寸链计算来将公差根据过程能力、制造水平、零部件匹配要求等合理的分布公差,以制造出客户满意的产品。
假设一个场景:如下图,要求你验证L∑是否符合要求时,你会怎么测得L∑尺寸?这里有个不可测量的客观因素存在,当装配体组装完毕时,装配尺寸L∑此时处于箱体内,拆开装配L∑又消失。怎么验证L∑的尺寸及工程范围就需要利用到【尺寸链计算】方法。
概念
在尺寸链中,各个链环的性质不同,误差的相互影响也不同,所以将组成尺寸链的所有环分为封闭环和组成环
尺寸链的特征:尺寸链几何图形是封闭的;构成这个封闭图形的各尺寸误差集中体现在某一尺寸上。
- 封闭环:其他环间接形成的最终环
- 组成环(增环):实际尺寸增大(或减小),相应的使得封闭环实际尺寸也增大(或减小)。通常计算中用“+”表示。
- 组成环(减环):实际尺寸增大(或减小),相应的使得封闭环实际尺寸也减小(或增大)。通常计算中用“-“表示。
- 组成环(补偿)可以通过改变其大小或位置,使封闭环达到规定的要求
尺寸链绘制
将获得的环绘制出封闭的尺寸链,以用于确定增减环和计算
1.分析确定增环及减环
①显函数式法:AN=A2-A1+A3+A4-A5,等式右边系数正者为增环,负者为减环。故A2、A3、A4为增环,A1、A5为减环,根据增减环定义很容易证明其正确性。
等式右边任一系数为正的环,其数值增大(或减小)封闭环N随着增大(或减小);任一系数为负的环其数值增大(或减小)N随着减小(或增大)。
②回路法:在尺寸链简图上,先在封闭环的尺寸线)画箭头→”,然后,沿通过尺寸线和尺寸界线方向环绕尺寸链回路画箭头。
凡是回路方向与封闭环相同的组成环尺寸,则在其尺寸线下面画→”或写-”表示减环;组成环尺寸与封闭环相反(向左)的,则在其尺寸线下而画←”或写+”表示增环。
如图2所示,N为封闭环,A1、A2、A3为组成环。用上述方法可以迅速判别出A2、A3为增环,A1为减环。
③观察串并法:与封闭环串联的尺寸是减环,与封闭环共基线的并联尺寸是增环。串联的组成环性质相同;共基线并联的组成环性质相反。
举例:如图1所示,N为封闭环,其余各尺寸为组成环。A5与N串联是减环,A4与N共基线并联为增环,A3与A4串联为增环,A1与A3共基线并联为减环,A2与A5共基线并联为增环。
计算方法
例子

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前面是使用常规的极值计算方法,下面利用SOLIDWORKS的Tolanalyst工具辅助计算。可在SOLIDWORKS技巧
SOLIDWORKS功能-Tolanalyst查看
(#操作视频)。