使用"Worst Case"方法對運動機構的公差分析

活塞壓縮機偏心曲柄輪(查看圖片),需要確定:

  1. 活塞運動的極限尺寸
  2. 在一個隨機的驅動零件(機軸)定位角度下的活塞位置。

任務方案。

尺寸鏈的圖示說明

活塞位置可以通過下面的公式計算:

活塞到機軸的距離X是個取決于機軸角度的變量,對于上圖的曲柄輪,可以使用下面的公式計算活塞位置:

 

活塞的極限位置如下圖

 

同時由下面的公式來計算:

A. 定義活塞的極限尺寸

運動機構的公差分析的任務處理可以被分成以下步驟:

1) 在表[1.1]中定義所有尺寸鏈的輸入尺寸(局部零件)

2) 進一步爲各個零件設置産品公差。對于尺寸B, C 和 D,根據ANSI B4.1精度等級13來設置標准對稱公差。在表格中設置時,我們可以使用自動公差選擇功能。

3) 在表[2.1]中我們將定義結果尺寸(封閉零件)參數。之前定義的活塞最大和最小位置的計算公式必須修正到 Excel 公式中。因此,在表格的第二列,我們設置最小位置公式"=_E+_F-_D-((_C+_B)^2-_A^2)^0.5"和最大位置尺寸公式 "=_E+_F-_D-((_C-_B)^2-_A^2)^0.5"。

4) 在行[2.3],檢查勾選 "Worst Case"計算方法。在表格[2.4]中,進一步在容許空間("Min. - Max." 項目)區間內選擇“最粗略“,對于給定的任務是有效的。

5) 點擊行[2.7]中的按鍵來運行尺寸鏈計算。極限值可以在章節[3]中找到。

 

B. 爲一個隨機的機軸定位角度定義活塞位置。

這個任務的流程同上面的類似,可以分爲以下步驟:

1) 同案例 A第一步和第二步一樣在表[1.1]中定義輸入尺寸。

2) 我們想要設置的活塞定位角度被作爲常量"Z1"而設置在表[2.1]中的第一行中。在表格的第二行中 "Z2"設置活塞位置的計算關系式。以上提到的計算公式必須修正輸入到Excel的公式中。

"=_E+_F-_D-(_B*COS(RADIANS(_Z1))+_C*(1-(_B/_C*SIN(RADIANS(_Z1))+_A/_C)^2)^0.5)"

3) 在行[2.3],檢查勾選 "Worst Case"計算方法。在表格[2.4]中,進一步在容許空間("Min. - Max." 項目)區間內選擇“最粗略“。

4) 點擊行[2.7]中的按鍵運行計算,對于給定角度的活塞位置參數可以在節[3]中找到。

5) 爲了給不同定位角度設置活塞位置,將可以在表[2.1]中更改角度大小。