[发明专利]基于等精度原则的一种两段轴的可安装性精确计算方法

权利要求书

1.基于等精度原则的一种两段轴的可安装性精确计算方法，其特征在于，由以下步骤组成：

步骤1，获取轴零件的几何设计参数和测点并预制定标准孔的调整量；

阶梯轴由细轴和粗轴组成，细轴和粗轴之间连接有一段过渡轴；

细轴的名义直径为d₁，公差等级为IT a，名义长度为L₁；过渡轴的名义直径为d₂、名义长度为L₂；粗轴的名义直径为d₃，公差等级为IT a，名义长度为L₃；

粗轴的名义直径d₃大于等于细轴的名义直径d₁；过渡轴的名义直径d₂小于细轴的名义直径d₁；

将细轴的轴线靠近测量坐标系的z轴，细轴的几何中心靠近测量坐标系的原点，并使得粗轴的几何中心在测量坐标系z轴上的投影是正值；

细轴的测点集为{p_i| p_i ={ x_i, y_i, z_i}, i=1,2,…,N₁}；粗轴的测点集为{p_i| p_i ={x_i, y_i, z_i}, i= N₁+1, N₁+2,…, N₁+N₂}；

标准孔系由完全同轴的细孔和粗孔组成，细孔和粗孔之间连接有一段过渡孔；这三段孔都是作为标准的孔，没有几何误差；细孔的几何中心在原点，细孔和粗孔的共同轴线在z轴上；

细孔的直径为d₁+E₁、名义长度为L₁；过渡孔的名义直径为D₂、名义长度为L₂；粗孔的名义直径为d₃+ E ₃、名义长度为L₃；其中，E ₁和E ₃分别取直径为d₁和d₃的孔的调整量，采用相同的基本偏差、公差等级为IT a、取公差值的下偏差；

过渡孔的名义直径D₂大于细孔的名义直径d₁；

结束步骤1后进行步骤2；

步骤2，求各段轴的拟合半径；

通过公式(1)求解细轴的最小外切圆柱半径r_1,M，其中，d_x, d_y, d_rx, d_ry是自由变量，分别表示沿x轴、y轴的平移和绕x轴、y轴的转动；

(1)

通过公式(2)求解粗轴的最小外切圆柱半径r_3,M，其中，d_x, d_y, d_rx, d_ry是自由变量；

(2)

结束步骤2后进行步骤3；

步骤3，根据轴的拟合半径和标准孔的半径预排除装配困难的零件；

通过公式(3)求解细孔半径R_4,m；

(3)

通过公式(4)求解粗孔半径R_6,m；

(4)

细轴和细孔间的最小间隙Δ_4-1,m按公式(5)计算；

(5)

如果细轴和细孔间的最小间隙Δ_4-1,m<0，那么，认为该零件装配困难，结束计算；

粗轴和粗孔间的最小间隙Δ_6-3,m按公式(6)计算；

(6)

如果粗轴和粗孔间的最小间隙Δ_6-3,m<0，那么，认为该零件装配困难，结束计算；

步骤3结束后进行步骤4；

步骤4，根据轴的测点集和标准孔的几何参数，求解孔轴间的最小综合间隙；

通过公式(7)计算粗孔粗轴的最小综合缝隙Δ_6-3,4-1,m，其中，d_x, d_y, d_rx, d_ry是自由变量；

(7)

s.t.

其中，

r_3,4-1,m是上述安装过程中粗轴在xOy平面的投影最大外切圆半径，

如果粗孔粗轴的最小综合缝隙Δ_6-3,4-1,m大于0，那么轴零件可以安装到标准孔零件内；否则，轴零件不能安装到标准孔零件内；

如果本次进行步骤4是第一次进行步骤4，或本次和上一次计算出的最小综合缝隙Δ_6-3,4-1,m符号相同，那么：如果Δ_6-3,4-1,m大于0，就为标准孔选择更小一级的基本偏差并得到更小的E ₁和E ₃；如果Δ_6-3,4-1,m小于0，就为标准孔选择更大一级的基本偏差并得到更大的E ₁和E ₃；E ₁和E ₃采用相同的基本偏差；然后，跳到步骤3；

如果本次和上一次计算出的最小综合缝隙Δ_6-3,4-1,m符号相反，那么，这两次计算中使最小综合缝隙Δ_6-3,4-1,m小于0的E ₁和E ₃就是所求的调整量；结束计算。