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Proe产品设计防止零件欠约束和过约束

发布日期:2014-09-09  来源:百佳学习邦  作者:李勇  浏览次数:1734
核心提示:当零件之间通过多个螺钉固定时,机械工程师常发现最后几个螺钉不慌不忙 螺钉孔总是没有对齐,很难把螺钉固定上。
 Proe产品设计防止零件欠约束和过约束
空间上任何一自由物体共有6个自由度,分别是3个沿X、Y、Z坐标轴移动的自由度和绕着3个坐标轴转动的自由度。
1)完全约束:如果零件在6个自由度上均存在约束,称之为完全约束。
2)欠约束:如果零件在1个或1个以上的自由度上不存在约束,称之为欠约束。
3)过约束:如果零件在1个自由度上有2个或者2个以上的约束,称之为过约束。
产品设计需要避免零件欠约束和过约束。只有当零件完全约束时,零件才能在产品中正确地装配以及行使应有的功能。

1.proe避免零件欠约束
如果零件欠约束,那么在零件装配好后,零件会在欠约束的自由度方向上出现不该有的运动,防碍零件功能的实现。
值得注意的是,如果零件尺寸比较大,那么零件的约束需要尽量覆盖零件的整个范围,而不仅仅是在某一个角落对零件进行约束。

2.Proe避免零件过约束
零件都通过了检查,尺寸都在公差范围之内,为什么还是装配不上?
如果零件发生过约束,则要么很难进行装配,要么产生装配质量问题,或者装配好之后零件之间存在应力。
在原始的设计中,零件A与零件B在X方向上有两个约束,因此零件在X方向上过约束。由于零件制造公差的存在,此时很容易发生第一个柱子插到第一个孔后,第二个柱子很难插入到第二个孔中,而且由于无法判定哪一个柱子与孔决定了零件A的位置,很难通过尺寸管控来提高产品装配质量。在改进的设计中,零件A的第二个孔为长圆孔,避免了在X方向过约束,零件A能够轻松地插入到零件B中;同时,零件B的第一个柱子和零件A的第一个孔决定了零件A的位置,通过管控相应的尺寸就能够轻松管控零件A的位置。
 
当零件之间通过多个螺钉固定时,机械工程师常发现最后几个螺钉不慌不忙 螺钉孔总是没有对齐,很难把螺钉固定上。在这种情况下,可以把一个螺钉孔设计为小孔(即孔的直径比螺钉直径稍大),另外一个孔设计为长圆孔(即孔的直径与小孔直径一样大,长度稍大。需要注意的是长圆孔的长度方向平行于小孔与长圆孔之间的直线)其余的均是大孔(即孔的直径比螺钉直径大很多),如图2-29所示。其中小孔与长圆孔起着定位作用,而大孔的设计则避免了零件过约束。这既保证了零件的装配位置精度,又保证了零件的顺利装配。不过这样的设计需要在零件装配时指明固定螺钉的顺序,小孔先固定,然后是长圆孔,最后是其他的大孔。
Proe产品设计运动仿真约束

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