尺寸链计算——孔轴装配误差

尺寸链计算——孔轴装配误差的图1

进行尺寸链计算,需要综合考虑影响闭环的各项因素,除了常见的尺寸公差、角度公差、几何公差外,还需要考虑装配误差。常见的装配误差主要是孔轴之间的装配误差。


孔轴装配误差主要分为三种情况:孔轴对中,孔轴浮动误差、孔轴径向误差。


孔轴对中:孔轴之间的轴线中心重合,通常用于孔轴过盈配合,螺纹孔与螺钉的紧固连接等情况。


孔轴浮动误差:孔轴之间存在间隙,由于间隙存在使得零件具有一定的自由度,轴可以在孔中发生移动,且在径向任意方向没有受到特定方向的力,造成零件的实际位置与理论位置存在随机偏移,产生随机偏移误差。


尺寸链计算——孔轴装配误差的图2

孔轴径向误差:孔轴之间存在间隙,但是由于受重力、弹簧力等外在因素影响,孔轴受力在某一径向位置接触。

尺寸链计算——孔轴装配误差的图3

下面我们通过一个案例进行分析,如下图所示,零件A和零件B通过孔轴装配后,计算左侧位置两零件的间隙大小,分析是否发生干涉(不考虑旋转误差,只考虑平移方向误差,分析在自由浮动以及径向受力两种情况)

尺寸链计算——孔轴装配误差的图4

其中孔尺寸大于轴尺寸,孔轴之间存在间隙,下面通过3DCC软件对两种情况进行分析。


1、孔轴不受力,可以自由浮动:


在软件里面设置闭环并添加装配约束——“孔轴浮动约束”,直接建模计算。

尺寸链计算——孔轴装配误差的图5

装配约束建模

尺寸链计算——孔轴装配误差的图6

仿真动画

尺寸链计算——孔轴装配误差的图7

计算结果

参考极值法结果,得到孔轴装配干涉量为-0.7mm.


2、孔轴受力,孔轴径向接触:在装配时给轴施加一个力,使得孔轴偏间隙侧接触。


在软件里面设置闭环,添加装配约束—“孔轴径向约束”并设置轴受力方向,然后直接建模计算。

尺寸链计算——孔轴装配误差的图8

装配约束建模

尺寸链计算——孔轴装配误差的图9

仿真动画

尺寸链计算——孔轴装配误差的图10

计算结果

参考极值法结果,得到孔轴装配干涉量为-0.1mm。


通过两者情况分析对比,可以发现在孔轴装配时,给零件施加一个力,使得孔轴径向偏间隙侧接触,可以大幅度提高孔轴装配合格率,减少装配干涉情况。

尺寸链计算——孔轴装配误差的图11

充电课程:尺寸链计算及公差分析


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了解尺寸链的基本知识

● 掌握尺寸链的计算方法
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