[发明专利]一种两段轴的安装间隙快速计算方法

摘要

本发明涉及计算机辅助测量领域，具体而言，涉及一种基于数学计算的两段轴的安装间隙快速计算方法，由以下四个步骤组成：步骤1，获取几何设计参数和测点；步骤2，求各段孔、轴的拟合直径、拟合方位；步骤3，根据孔轴直径差预排除装配困难的零件；步骤4，依次按步骤4.1、步骤4.2求解孔轴间的最小综合间隙。

主权项

1.一种两段轴的安装间隙快速计算方法，其特征在于，由以下四个步骤组成：步骤1，获取几何设计参数和测点；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、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、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{pi| pi ={ xi, yi, zi}, i=1,2,…,N1}；粗轴的测点集为{pi| pi ={ xi, yi, zi}, i= N1+1, N1+2,…, N1+N2}；对应的安装孔由细孔和粗孔组成，细孔和粗孔之间连接有一段过渡孔；细孔的名义直径为d1、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、名义长度为L3；过渡孔的名义直径D2大于细孔的名义直径d1；将细孔的孔线靠近测量坐标系的z孔，细孔的几何中心靠近测量坐标系的原点，并使得粗孔的几何中心在测量坐标系z孔上的投影是正值；细孔的测点集为{pi| pi ={ xi, yi, zi}, i= N1+N2+1, N1+N2+2,…, N1+N2+N3}；粗孔的测点集为{pi| pi ={ xi, yi, zi}, i= N1+N2+N3+1, N1+N2+N3+2,…, N1+N2+N3+N4}；结束步骤1后进行步骤2；步骤2，求各段孔、轴的拟合直径、拟合方位；通过公式(1)求解细轴的最小外切圆柱半径r1,M，并记录最优解[dx,1,M, dy,1,M, drx,1,M, dry,1,M]，其中，dx, dy, drx, dry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；细轴的x方向外切平移误差为‑ dx,1,M、y方向外切平移误差为‑ dy,1,M、x方向外切角度误差为‑ drx,1,M，并且，y方向外切转动误差为‑ dry,1,M；  (1)通过公式(2)求解粗轴的最小外切圆柱半径r3,M，并记录最优解[dx,3,M, dy,3,M, drx,3,M, dry,3,M]，其中，dx, dy, drx, dry是自由变量；粗轴的x方向外切平移误差为‑ dx,3,M、y方向外切平移误差为‑ dy,3,M、x方向外切角度误差为‑ drx,3,M，并且，y方向外切转动误差为‑ dry,3,M；     (2)通过公式(3)求解细孔的最大内接圆柱半径R4,m，并记录最优解[dx,4,m, dy,4,m, drx,4,m, dry,4,m]，其中，dx, dy, drx, dry是自由变量；细孔的x方向内接平移误差为‑ dx,4,m、y方向内接平移误差为‑ dy,4,m、x方向内接角度误差为‑ drx,4,m，并且，y方向内接转动误差为‑ dry,4,m；     (3)通过公式(4)求解粗孔的最大内接圆柱半径R6,m，并记录最优解[dx,6,m, dy,6,m, drx,6,m, dry,6,m]，其中，dx, dy, drx, dry是自由变量；粗孔的x方向内接平移误差为‑ dx,6,m、y方向内接平移误差为‑ dy,6,m、x方向内接角度误差为‑ drx,6,m，并且，y方向内接转动误差为‑ dry,6,m；     (4)结束步骤2后进行步骤3；步骤3，根据孔轴直径差预排除装配困难的零件；首先，细轴和细孔间的最小间隙Δ4‑1,m按公式(5)计算；    (5)如果细轴和细孔间的最小间隙Δ4‑1,m<0，那么，认为该零件装配困难，结束计算；然后，粗轴和粗孔间的最小间隙Δ6‑3,m按公式(6)计算；    (6)如果粗轴和粗孔间的最小间隙Δ6‑3,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，依次按步骤4.1、步骤4.2求解孔轴间的最小综合间隙；步骤4.1，通过公式(7)计算粗孔粗轴的最小综合缝隙Δ6‑3,4‑1,m，其中，dx,1, dy,1, drx,1, dry,1和dx,2, dy,2, drx,2, dry,2是自由变量，分别表示轴零件和孔零件沿x轴、y轴的平移和绕x轴、y轴的转动；  (7)s.t.其中，步骤4.2，通过公式(8)计算细孔细轴的最小综合缝隙Δ4‑1,6‑3,m，其中，dx,1, dy,1, drx,1, dry,1和dx,2, dy,2, drx,2, dry,2是自由变量；  (8)s.t.其中，如果粗孔粗轴的最小综合缝隙Δ6‑3,4‑1,m或细孔细轴的最小综合缝隙Δ4‑1,6‑3,m大于0，那么轴零件可以安装到孔零件内；步骤4结束后，评定结束。