尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖1

進行尺寸鏈計算,需要綜合考慮影響閉環的各項因素,除了常見的尺寸公差、角度公差、幾何公差外,還需要考慮裝配誤差。常見的裝配誤差主要是孔軸之間的裝配誤差。


孔軸裝配誤差主要分為三種情況:孔軸對中,孔軸浮動誤差、孔軸徑向誤差。


孔軸對中:孔軸之間的軸線中心重合,通常用于孔軸過盈配合,螺紋孔與螺釘的緊固連接等情況。


孔軸浮動誤差:孔軸之間存在間隙,由于間隙存在使得零件具有一定的自由度,軸可以在孔中發生移動,且在徑向任意方向沒有受到特定方向的力,造成零件的實際位置與理論位置存在隨機偏移,產生隨機偏移誤差。


尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖2

孔軸徑向誤差:孔軸之間存在間隙,但是由于受重力、彈簧力等外在因素影響,孔軸受力在某一徑向位置接觸。

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖3

下面我們通過一個案例進行分析,如下圖所示,零件A和零件B通過孔軸裝配后,計算左側位置兩零件的間隙大小,分析是否發生干涉(不考慮旋轉誤差,只考慮平移方向誤差,分析在自由浮動以及徑向受力兩種情況)

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖4

其中孔尺寸大于軸尺寸,孔軸之間存在間隙,下面通過3DCC軟件對兩種情況進行分析。


1、孔軸不受力,可以自由浮動:


在軟件里面設置閉環并添加裝配約束——“孔軸浮動約束”,直接建模計算。

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖5

裝配約束建模

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖6

仿真動畫

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖7

計算結果

參考極值法結果,得到孔軸裝配干涉量為-0.7mm.


2、孔軸受力,孔軸徑向接觸:在裝配時給軸施加一個力,使得孔軸偏間隙側接觸。


在軟件里面設置閉環,添加裝配約束—“孔軸徑向約束”并設置軸受力方向,然后直接建模計算。

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖8

裝配約束建模

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖9

仿真動畫

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖10

計算結果

參考極值法結果,得到孔軸裝配干涉量為-0.1mm。


通過兩者情況分析對比,可以發現在孔軸裝配時,給零件施加一個力,使得孔軸徑向偏間隙側接觸,可以大幅度提高孔軸裝配合格率,減少裝配干涉情況。

尺寸鏈計算——孔軸裝配誤差的圖11

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