尺寸链的基本概念介绍

3.5.1.1　尺寸链的定义

在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(Dimensional Chain)例如，图3-7(a)所示的台阶零件，零件图样上标注设计尺寸A1和A0当用调整法最后加工表面N时(其他表面均已加工完成)，为了使工件定位可靠和夹具结构简单，常选M面为定位基准，按尺寸A2对刀加工N面，间接保证尺寸A0。这样，尺寸A1、A2和A0是在加工过程中，由同一零件相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，如图3-7(b)所示，它就是一个工艺尺寸链。在装配过程中由同一机器(或部件、组件)中相关部件(零件)尺寸形成的封闭尺寸组，称为装配尺寸链。

3.5.1.2　尺寸链的组成

图3-7　零件加工中的尺寸链

(1)环。列入尺寸链中的每一尺寸。如图3-7中的A1、A2和A0都称为尺寸链的环。

(2)封闭环。尺寸链中在加工过程或装配过程最后形成的一环。图3-7中的A0是封闭环。封闭环以下角标“0”表示。

(3)组成环。尺寸链中对封闭环有影响的全部环。这些环中任一环的变动必然引起封闭环的变动。组成环以下角标“i”表示，i从1到m，m是组成环的环数。图3-7(b)中的A1和A2均是组成环。

(4)增环。尺寸链中的组成环，由于该环的变动引起封闭环同向变动。即该环增大时封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小。图3-7(b)中的A1是增环。

(5)减环。尺寸链中的组成环，由于该环的变动引起封闭环反向变动。即该环增大时封闭环减小，该环减小时封闭环增大。图3-7(b)中的A2是减环。

(6)无向性环。尺寸链中常有这样一些环，如间隙、同轴度、垂直度等，它们的方向是不定的，可能作为增环;也可能作为减环，这取决于它在尺寸链图中的位置。

3.5.1.3　尺寸链的特性

(1)封闭性。由于尺寸链是封闭的尺寸组，因而它是由一个封闭环和若干个相互连接的组成环所构成的封闭图形，不封闭就不成为尺寸链。

(2)关联性。由于尺寸链具有封闭性，所以尺寸链中的封闭环随所有组成环变动而变动。因而，封闭环是组成环的函数。可表达为A0=f(ξiAi)。ξi是表示各组成环对封闭环影响大小的系数，称为传递系数。且有ξ=。对于增环，ξ为正值;对于减环，ξ为负值;若组成环的方向与封闭环的方向一致，|ξi|=1，若组成环的方向与封闭环的方向成一角度，则0＜|ξi|＜1;若组成环的方向与封闭环的方向垂直，ξi=0。

3.5.1.4　尺寸链图

将尺寸链中各相应的环，用尺寸或符号标注在示意图上(零件图样或装配图样)，如图3-7(a)所示;或将其单独表示出来，如图3-7(b)所示，此时只需按大致比例依次画出相应的环，这些尺寸图称为尺寸链图。为了能迅速判别组成环的性质(即判别增减环)，可在绘制尺寸链图时，用首尾相接的单箭头线顺序表示各环。其中，凡与封闭环箭头方向相同的环即为减环;与封闭环箭头方向相反的环即为增环。如图3-8中，A1、A2与封闭环A0同向，则A1、A2为减环;A3、A4与封闭环A0反向，则A3、A4为增环。增环用表示，减环用表示。(www.xing528.com)

3.5.1.5　尺寸链形式

1.按环的几何特征划分

(1)长度尺寸链，全部环为长度尺寸的尺寸链。如图3-7、图3-8所示的尺寸链均为长度尺寸链。

图3-8　尺寸链图

(2)角度尺寸链，全部环为角度尺寸的尺寸链。

(3)组合形式，即兼有长度尺寸和角度尺寸的尺寸链。

2.按其应用场合划分

(1)装配尺寸链，全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。

(2)工艺尺寸链，全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。如图3-7(b)所示台阶零件上三个工艺尺寸所形成的尺寸链即工艺尺寸链。

(3)零件尺寸链，全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链。如图3-7所示，台阶零件上设计尺寸A1、A2和A面与B面的距离尺寸A0(设计图样上没有标注，也不应标注A0)三个设计尺寸所形成的尺寸链，即零件尺寸链。设计尺寸是指零件图样上标注的尺寸，工艺尺寸是指工序尺寸、定位尺寸与基准尺寸等。

3.按各环所处空间位置划分

(1)直线尺寸链，全部组成环平行于封闭环的尺寸链。图3-7、图3-8所示的尺寸链是直线尺寸链。

(2)平面尺寸链，全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。

(3)空间尺寸链，组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。

长度尺寸链可以是直线、平面或空间尺寸链，角度尺寸链只能是平面或空间尺寸链。尺寸链还可分为基本尺寸链和派生尺寸链，标量尺寸链和矢量尺寸链。