三、互换装配法

保证装配精度的方法（即装配尺寸链的解法）有四种：互换装配法（即用互换法解尺寸链）、选择装配法、修配装配法、调节装配法。从本节开始将分别进行叙述。

装配尺寸链的极值解法也称完全互换法，即装配时零件完全实现互换，不需经过任何选择、修配和调节就能达到规定的装配精度。这种方法的优点是装配工作简单、生产率高、不需要很高的工人技术水平、便于组织流水生产线和自动生产线、备件问题容易解决、维修方便等。其实质是用控制零件加工误差来保证装配精度。

如何根据装配的精度指标来确定各个零件相应尺寸的上下偏差，是属于尺寸链的反计算问题，即已知封闭环的上下偏差，求各组成环的上下偏差。这个问题是发生在产品的设计阶段。设计人员一般可以采取以下办法进行计算。

（1）采取等公差值的方法来分配封闭环的公差，即如果该尺寸链共有n 环（一个封闭环和n－1个组成环），封闭环的公差值（精度指标的要求值）为TAΔ，则各零件相应尺寸的公差值TAi 为

这种计算方法很简单，但没有考虑到各个零件（组成环）加工的难易、尺寸的大小，显然是不够合理的，但用得较广泛。

（2）采取等精度等级的方法来分配封闭环的公差，即根据各组成环的尺寸大小按比例分配，使各组成环具有相同的精度等级。显然这一方法比前一方法在工艺上要合理一些。根据公差标准的规定，标准公差的计算公式为

T ＝ai(μm)

式中，T 为零件的公差大小，i为该尺寸相对应的尺寸分段的公差单位数（见表5-1），a 为各精度等级相对应的常数（见表5-2）。

表5-1 公差单位数i

因此，如果根据该尺寸链各组成环的尺寸大小查表后得到总和，则该尺寸链各组成环的平均值aCP 为

表5-2 各精度等级的常数a

图5-7 双联转子泵的轴向装配关系简图

1—机体；2—外转子；3—隔板；4—内转子；5—壳体

上述方法只考虑了由于尺寸大小不同对加工的影响，但没有考虑由于形状、结构而引起的加工难易程度的不同，如孔和外圆相比，孔的加工要比外圆困难，如果选用同一精度等级就不合理，应该把外圆的精度等级选得比孔的精度高一级。因此，在利用式（5-2）进行计算后，应根据该尺寸链的各零件（组成环）的实际情况予以修改。

为了使各组成环的尺寸公差大小及其分布位置符合国家标准的规定，应该先取一相近于式（5-2）计算结果的标准值，决定平均精度等级，然后根据各零件的实际情况予以修改。为了保证封闭环仍符合精度要求所规定的数值，就需要在组成环中挑出一个组成环，使其大小与各环协调，即不符合国家标准的规定。这个组成环称为协调环（或称相依环、相依尺寸、从属环等）。关于公差带的分布位置的确定也与此相似，各组成环一般按国家标准选定，即对于包容尺寸（如孔）宜选单向正偏差，对于被包容尺寸（如轴）宜选单项负偏差，对于孔心距尺寸宜选双向对称偏差。为了使封闭环的尺寸偏差符合规定的要求，协调环的公差带位置也不按照国家标准的规定，而要与其他各环相协调。

如图5-7所示为某双联转子（摆线齿轮）泵的轴向装配关系简图。根据技术要求，冷态下的轴向装配间隙N 应为0．05～0．15mm，其组成环尺寸为A1＝41mm；A2＝A4＝17mm；A3＝7mm。

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根据表5-2，取7级精度。从该尺寸链各零件的实际情况来看，内外转子及隔板的两端面，都可以用平面磨床加工，公差可以规定得较严，其数值和公差带位置最好符合公差标准，这样可以用标准卡规来进行检验，因此A2、A3、A4 都选用h7，而壳体的A1 尺寸可选为协调环，其公差带的大小应选得较宽一些。因为该零件要在车床上镗孔和车端面，精度的保证比较困难，而公差带的数值及位置可以不合乎公差标准中的数值，在生产中用通用量具检查而不使用极限量规。这样

由于协调环是增环，有

所以，。

（3）经验法。等公差法不合理，等精度法计算复杂，因此可根据各组成环的平均公差，再根据尺寸大小加工难易，凭经验进行调整确定。

完全互换装配法的缺点是当装配精度要求较高，组成环数目较多时，对组成环的公差要求太严，因而增加了制造上的困难。在这样的情况下，就应该用概率法解尺寸链，即应用不完全互换法进行装配（或称部分互换装配法）。如果各组成环Ai（即各零件的相应尺寸）的尺寸分布都符合正态分布，其尺寸分散带6σAi 即为其公差带TAi，TAi＝6σAi，则封闭环A0的尺寸分布也必然是正态分布，其公差TAΔ 也等于其尺寸分散带6σAΔ。而