基于 ProE的復(fù)雜尺寸鏈算法研究

孫春艷　張謀

摘 要：隨著科技水平進(jìn)步和對產(chǎn)品性能要求的提高，變速器產(chǎn)品制造裝配精度也隨之提高；本文基于 ProE草繪環(huán)境下提出了一種計(jì)算平面復(fù)雜尺寸鏈的計(jì)算方法，較之傳統(tǒng)方法，有很高的優(yōu)越性與便利性。同時(shí)，可將此方法應(yīng)用于空間尺寸鏈的計(jì)算，也會(huì)解決很多復(fù)雜裝配關(guān)系的公差計(jì)算。

關(guān)鍵詞：尺寸鏈；裝配公差；分離裝置

1 引言圖1 底拉式離合器分離裝置 圖2 底推式離合器分離裝置

隨著科技水平進(jìn)步和對產(chǎn)品性能要求的提高，變速器產(chǎn)品制造成本和裝配精度也隨之提高，人們對產(chǎn)品質(zhì)量要求也越來越高，人們尋求用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配精度設(shè)計(jì)，解決復(fù)雜尺寸鏈的計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造一體化。

2 離合器分離系統(tǒng)介紹

目前，重卡廣泛采用的離合器分離裝置根據(jù)分離軸承運(yùn)動(dòng)的方向可分為拉式與推式兩種分離方式，分別如下圖 2與圖 3所示：

其中離合器撥叉支點(diǎn)位于一軸中心線的下方，當(dāng)離合器助力分泵推動(dòng)分離撥叉時(shí)，撥叉上端推動(dòng)離合器分離軸承向后運(yùn)動(dòng)（即向遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)的方向運(yùn)動(dòng)），即為拉式分離。

對于此種拉式分離型式，尺寸 B為離合器分離軸承的初始位置，當(dāng)?shù)妆P設(shè)計(jì)時(shí)，如果確定尺寸 B的值為 84時(shí)，整車廠比較關(guān)心尺寸 X（離合器助力分泵的伸出長度）的名義值及裝配公差。

其中離合器撥叉支點(diǎn)位于離合器殼的上部，當(dāng)離合器助力分泵推動(dòng)分離撥叉時(shí)，撥叉上端推動(dòng)離合器分離軸承向前運(yùn)動(dòng)（即向靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的方向運(yùn)動(dòng)），即為推式分離。

對于此種推式分離型式，尺寸 B為離合器分離軸承的初始位置，當(dāng)?shù)妆P設(shè)計(jì)時(shí)，如果確定尺寸 B的值為 0時(shí)（即軸承前端面與離合器止口面平齊），整車廠比較關(guān)心尺寸 X

3 復(fù)雜尺寸鏈的計(jì)算方法 模型（原因在后面描述中會(huì)提到），已知尺寸

底拉式離合器分離裝置尺寸鏈計(jì)算方法 B的值為 84，求解尺寸 X與尺寸 A的名義值及公差范圍。

由于裝配關(guān)系，對計(jì)算底拉式離合器分離裝置尺寸 A與尺寸 X的影響因素整理如表 1所示：

由圖 3和表 1可以看出影響裝配公差的影響很多，例如撥叉支點(diǎn)的前后位置、撥叉上端與下端距離的杠桿比、上端與球窩的偏心距的大小、離合器殼體的厚度、由于撥叉繞支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)引起的公差變化等，由此可以看出這是一個(gè)比較復(fù)雜的平面尺寸鏈。

如果利用傳統(tǒng)尺寸鏈的計(jì)算方法，人工計(jì)算會(huì)變得非常復(fù)雜與困難，因此我們在 ProE草繪環(huán)境下繪制尺寸鏈，第一可以借助 ProE的約束功能對撥叉與軸承安裝面進(jìn)行相切接觸約束；對撥叉支點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)約束，這樣就可以真實(shí)得模擬分離撥叉的實(shí)際工作狀態(tài)。同時(shí)，在 ProE草繪環(huán)境下我們可以對每一個(gè)尺寸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)設(shè)置，非常方便得設(shè)置公差的極值狀態(tài)。

得到此數(shù)學(xué)模型后，我們需要判定每一個(gè)影響因素對最后尺寸 X值的影響趨勢，及它的單調(diào)性，方法如下：需要判定 R的單調(diào)性時(shí)，當(dāng)輸入一個(gè) R的最大值時(shí)，如果尺寸 X值變大，即為單調(diào)增；反之為單調(diào)減。由此對每個(gè)尺寸進(jìn)行判定以后，得到了表格 1的單調(diào)性一列。

最后，我們在模型中輸入每個(gè)尺寸的極值后，得出距離 A的公差范圍為（ 30.977～36.151） mm，距離 X的公差范圍為（ 93.029～98.003） mm。

同理，我們可以用相同方法計(jì)算底推式離合器分離裝置尺寸鏈，其具體計(jì)算方法不再贅述。

4 結(jié)論

綜上所述，本文提出一種基于 ProE草繪環(huán)境下的尺寸鏈計(jì)算方法，利用 ProE軟件的約束與可驅(qū)動(dòng)設(shè)置功能，為平面復(fù)雜尺寸鏈的計(jì)算提供了便利，尤其是在計(jì)算帶角度、有相切約束關(guān)系以及杠桿旋轉(zhuǎn)情形的尺寸鏈時(shí)，優(yōu)越性較傳統(tǒng)方法會(huì)更加突出。同時(shí)，將此種方法可以應(yīng)用到空間尺寸鏈的計(jì)算中去，例如計(jì)算帶隨動(dòng)桿的直接操縱的選換擋尺寸鏈時(shí)，此方法也會(huì)大大體現(xiàn)出它的優(yōu)越性。