No processo de concepção e fabrico de equipamentos mecânicos, a coordenação das tolerâncias das peças é crucial para a precisão de montagem e o desempenho geral.para conjuntos complexos, que envolvem a combinação de vários componentes, o projeto óptimo das cadeias de tolerância torna-se um fator chave para garantir a montagem de alta precisão e melhorar a estabilidade dos equipamentos mecânicos.Este trabalho discute como calcular e otimizar a cadeia de tolerância através de método matemático, analisa a influência da coordenação de tolerância na precisão geral,e propõe o esquema de otimização.

1- Conceitos básicos e importância da cadeia de tolerância

Uma cadeia de tolerância é uma cadeia de precisão que consiste nas tolerâncias de vários componentes.Especificamente, a cadeia de tolerância é transmitida através do erro de tamanho de cada componente e, em última análise, afeta a precisão do conjunto.ajudar a reduzir o acúmulo de erros, de modo a assegurar o desempenho e a vida útil do equipamento global.

Por exemplo, em equipamentos mecânicos complexos, o erro de coordenação de engrenagens, rolamentos, peças de ligação, etc., pode ser transmitido continuamente através da cadeia de tolerância,levando ao aumento contínuo do erro de montagemPor conseguinte, o cálculo e a otimização eficazes da cadeia de tolerância podem melhorar a precisão da montagem global e reduzir o custo de produção e a taxa dos produtos.

2Método de cálculo da cadeia de tolerância

2.1 Método de tolerância máxima

O método de tolerância máxima é o método de cálculo da cadeia de tolerância mais tradicional, que obtém a tolerância máxima do conjunto somando o valor de tolerância de cada componente.Este método é simples e intuitivo, e é adequado para a concepção de requisitos de alta precisão.

Fórmula:

Onde Ti é a tolerância para cada componente. Embora conservador, este método garante que o erro de tolerância no processo de montagem não exceda o intervalo admissível.

2.2 Método da raiz média quadrada (método RMS)

O método da raiz média quadrada (RMS) considera a distribuição aleatória do erro de tolerância e utiliza a soma do quadrado quadrado para calcular o erro da cadeia de tolerância,que podem fornecer uma estimativa mais razoável.

Fórmula:

Este método é adequado quando a distribuição do erro é relativamente uniforme e pode refletir com mais precisão a influência da transmissão do erro entre componentes.

2.3 Método de simulação e análise

No design mecânico moderno, a análise de simulação simula o estado de coordenação real de cada componente usando ferramentas de design assistido por computador (CAD) e análise de elementos finitos (FEA).Através de uma extensa análise de simulação, o projeto de tolerância pode ser descoberto e otimizado com antecedência.

• 3. Método de conceção de otimização da cadeia de tolerância
• 3.1 Otimizar a distribuição das tolerâncias
• A otimização da cadeia de tolerância deve, em primeiro lugar, considerar como atribuir razoavelmente a tolerância a cada parte e evitar erros excessivos concentrados numa única parte.As estratégias de otimização comuns incluem::
• Controle prioritário dos componentes-chave para as partes mais críticas que afectam a precisão da montagem, tais como o assento do rolamento, a engrenagem, etc., para adoptar requisitos de tolerância mais rigorosos.
• Para os componentes com baixos requisitos de precisão, a tolerância pode ser adequadamente reduzida para reduzir os custos de produção.3. Método de conceção de otimização da cadeia de tolerância
• 3.1 Otimizar a distribuição das tolerâncias
• A otimização da cadeia de tolerância deve, em primeiro lugar, considerar como atribuir razoavelmente a tolerância a cada parte e evitar erros excessivos concentrados numa única parte.As estratégias de otimização comuns incluem::
• Controle prioritário dos componentes-chave para as partes mais críticas que afectam a precisão da montagem, tais como o assento do rolamento, a engrenagem, etc., para adoptar requisitos de tolerância mais rigorosos.
• Para os componentes com baixos requisitos de precisão, a tolerância pode ser adequadamente reduzida para reduzir os custos de produção.

3. Método de conceção de otimização da cadeia de tolerância

3.1 Otimizar a distribuição das tolerâncias

A otimização da cadeia de tolerância deve, em primeiro lugar, considerar como atribuir razoavelmente a tolerância a cada parte e evitar erros excessivos concentrados numa única parte.As estratégias de otimização comuns incluem::

Controle prioritário dos componentes-chave para as partes mais críticas que afectam a precisão da montagem, tais como o assento do rolamento, a engrenagem, etc., para adoptar requisitos de tolerância mais rigorosos.

Para os componentes com baixos requisitos de precisão, a tolerância pode ser adequadamente reduzida para reduzir os custos de produção.

3. Método de conceção de otimização da cadeia de tolerância

3.1 Otimizar a distribuição das tolerâncias

A otimização da cadeia de tolerância deve, em primeiro lugar, considerar como atribuir razoavelmente a tolerância a cada parte e evitar erros excessivos concentrados numa única parte.As estratégias de otimização comuns incluem::

Controle prioritário dos componentes-chave para as partes mais críticas que afectam a precisão da montagem, tais como o assento do rolamento, a engrenagem, etc., para adoptar requisitos de tolerância mais rigorosos.

Para os componentes com baixos requisitos de precisão, a tolerância pode ser adequadamente reduzida para reduzir os custos de produção.