[发明专利]基于等公差值原则的一种两段轴的可安装性快速计算方法

摘要

本发明涉及计算机辅助测量领域，具体而言，涉及基于等公差值原则的一种基于数学计算的两段轴的可安装性快速计算方法，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下偏差；步骤2，求各段轴的拟合直径、拟合方位；步骤3，利用轴的拟合几何参数和标准孔的几何参数，求解标准孔直径的调整量最小值。

主权项

1.基于等公差值原则的一种两段轴的可安装性快速计算方法，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下偏差；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}；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+E、长度为L1；过渡孔的直径为D2、长度为L2；粗孔的直径为d3+ E、长度为L3；其中，E为孔直径的调整量，在此处先预设定一个任意值；过渡孔的直径D2大于细孔的直径d1；结束步骤1后进行步骤2；步骤2，求各段轴的拟合直径、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)结束步骤2后进行步骤3；步骤3，利用轴的拟合几何参数和标准孔的几何参数，求解标准孔直径的调整量最小值；通过公式(3)计算调整量最小值E*；      (3)s.t.其中，R4,m是细孔半径，R4,m=0.5(d1+E)；R6,m是粗孔半径，R6,m=0.5(d3+E)；Δ6‑3,4‑1,m是粗孔粗轴的最小综合缝隙，通过公式(4)计算粗孔粗轴的最小综合缝隙Δ6‑3,4‑1,m；      (4)s.t.其中，r3,4‑1,m是安装调整过程中粗轴在xOy平面的投影的最小外切圆半径，调整量最小值E*对应的细孔和粗孔直径d1*, d3*就是两段轴零件能装入的等公差值的孔零件的最小直径，按公式(5)、公式(6)计算；d1*= d1+ E*  (5)d3*= d3+ E*  (6)步骤3结束后结束计算。