[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

摘要

本发明涉及计算机辅助测量领域，具体而言，涉及基于等精度原则的一种基于数学计算的两段轴的可安装性精确计算方法，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；步骤2，求各段轴的拟合半径；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；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。

主权项

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。