基于 ProE的复杂尺寸链算法研究

孙春艳　张谋

摘 要：随着科技水平进步和对产品性能要求的提高，变速器产品制造装配精度也随之提高；本文基于 ProE草绘环境下提出了一种计算平面复杂尺寸链的计算方法，较之传统方法，有很高的优越性与便利性。同时，可将此方法应用于空间尺寸链的计算，也会解决很多复杂装配关系的公差计算。

关键词：尺寸链；装配公差；分离装置

1 引言图1 底拉式离合器分离装置 图2 底推式离合器分离装置

随着科技水平进步和对产品性能要求的提高，变速器产品制造成本和装配精度也随之提高，人们对产品质量要求也越来越高，人们寻求用计算机实现产品装配精度设计，解决复杂尺寸链的计算方法，实现设计与制造一体化。

2 离合器分离系统介绍

目前，重卡广泛采用的离合器分离装置根据分离轴承运动的方向可分为拉式与推式两种分离方式，分别如下图 2与图 3所示：

其中离合器拨叉支点位于一轴中心线的下方，当离合器助力分泵推动分离拨叉时，拨叉上端推动离合器分离轴承向后运动（即向远离发动机的方向运动），即为拉式分离。

对于此种拉式分离型式，尺寸 B为离合器分离轴承的初始位置，当底盘设计时，如果确定尺寸 B的值为 84时，整车厂比较关心尺寸 X（离合器助力分泵的伸出长度）的名义值及装配公差。

其中离合器拨叉支点位于离合器壳的上部，当离合器助力分泵推动分离拨叉时，拨叉上端推动离合器分离轴承向前运动（即向靠近发动机的方向运动），即为推式分离。

对于此种推式分离型式，尺寸 B为离合器分离轴承的初始位置，当底盘设计时，如果确定尺寸 B的值为 0时（即轴承前端面与离合器止口面平齐），整车厂比较关心尺寸 X

3 复杂尺寸链的计算方法 模型（原因在后面描述中会提到），已知尺寸

底拉式离合器分离装置尺寸链计算方法 B的值为 84，求解尺寸 X与尺寸 A的名义值及公差范围。

由于装配关系，对计算底拉式离合器分离装置尺寸 A与尺寸 X的影响因素整理如表 1所示：

由图 3和表 1可以看出影响装配公差的影响很多，例如拨叉支点的前后位置、拨叉上端与下端距离的杠杆比、上端与球窝的偏心距的大小、离合器壳体的厚度、由于拨叉绕支点旋转引起的公差变化等，由此可以看出这是一个比较复杂的平面尺寸链。

如果利用传统尺寸链的计算方法，人工计算会变得非常复杂与困难，因此我们在 ProE草绘环境下绘制尺寸链，第一可以借助 ProE的约束功能对拨叉与轴承安装面进行相切接触约束；对拨叉支点进行旋转约束，这样就可以真实得模拟分离拨叉的实际工作状态。同时，在 ProE草绘环境下我们可以对每一个尺寸进行驱动设置，非常方便得设置公差的极值状态。

得到此数学模型后，我们需要判定每一个影响因素对最后尺寸 X值的影响趋势，及它的单调性，方法如下：需要判定 R的单调性时，当输入一个 R的最大值时，如果尺寸 X值变大，即为单调增；反之为单调减。由此对每个尺寸进行判定以后，得到了表格 1的单调性一列。

最后，我们在模型中输入每个尺寸的极值后，得出距离 A的公差范围为（ 30.977～36.151） mm，距离 X的公差范围为（ 93.029～98.003） mm。

同理，我们可以用相同方法计算底推式离合器分离装置尺寸链，其具体计算方法不再赘述。

4 结论

综上所述，本文提出一种基于 ProE草绘环境下的尺寸链计算方法，利用 ProE软件的约束与可驱动设置功能，为平面复杂尺寸链的计算提供了便利，尤其是在计算带角度、有相切约束关系以及杠杆旋转情形的尺寸链时，优越性较传统方法会更加突出。同时，将此种方法可以应用到空间尺寸链的计算中去，例如计算带随动杆的直接操纵的选换挡尺寸链时，此方法也会大大体现出它的优越性。