使用"Worst Case"方法对运动机构的公差分析

活塞压缩机偏心曲柄轮(查看图片),需要确定:

  1. 活塞运动的极限尺寸
  2. 在一个随机的驱动零件(机轴)定位角度下的活塞位置。

任务方案。

尺寸链的图示说明

活塞位置可以通过下面的公式计算:

活塞到机轴的距离X是个取决于机轴角度的变量,对于上图的曲柄轮,可以使用下面的公式计算活塞位置:

 

活塞的极限位置如下图

 

同时由下面的公式来计算:

A. 定义活塞的极限尺寸

运动机构的公差分析的任务处理可以被分成以下步骤:

1) 在表[1.1]中定义所有尺寸链的输入尺寸(局部零件)

2) 进一步为各个零件设置产品公差。对于尺寸B, C 和 D,根据ANSI B4.1精度等级13来设置标准对称公差。在表格中设置时,我们可以使用自动公差选择功能。

3) 在表[2.1]中我们将定义结果尺寸(封闭零件)参数。之前定义的活塞最大和最小位置的计算公式必须修正到 Excel 公式中。因此,在表格的第二列,我们设置最小位置公式"=_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],检查勾选 "Worst Case"计算方法。在表格[2.4]中,进一步在容许空间("Min. - Max." 项目)区间内选择“最粗略“,对于给定的任务是有效的。

5) 点击行[2.7]中的按键来运行尺寸链计算。极限值可以在章节[3]中找到。

 

B. 为一个随机的机轴定位角度定义活塞位置。

这个任务的流程同上面的类似,可以分为以下步骤:

1) 同案例 A第一步和第二步一样在表[1.1]中定义输入尺寸。

2) 我们想要设置的活塞定位角度被作为常量"Z1"而设置在表[2.1]中的第一行中。在表格的第二行中 "Z2"设置活塞位置的计算关系式。以上提到的计算公式必须修正输入到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],检查勾选 "Worst Case"计算方法。在表格[2.4]中,进一步在容许空间("Min. - Max." 项目)区间内选择“最粗略“。

4) 点击行[2.7]中的按键运行计算,对于给定角度的活塞位置参数可以在节[3]中找到。

5) 为了给不同定位角度设置活塞位置,将可以在表[2.1]中更改角度大小。