机械CAD技术及应用
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2.1.3 设计资料数据分类

根据设计标准、设计规范和设计手册中提供的设计资料数据的具体形态,可将设计资料数据分为数表、线图和公式三大类。

1.数表

数表是指以数据表格形式提供的设计资料数据,按照变量的数量分为单参数、双参数和多参数,按照技术来源分为有理论公式、有经验公式和无公式,按照是否规范化分为标准数值和非标准数值。

标准数值是指经过规范化形成了通用的系列值,在设计时优先选取,且只能从系列值中选取。如果计算出的数据不在系列值中,需要按系列值进行圆整和插值调用。非标准数值是指试验数据或离散化后获得的数据。有理论公式的数据以数表提供主要是为了方便手工设计时直接查用,有经验公式的数据一般是由试验获得的数据编制出的数表,同时具有拟合生成的经验公式。

国家标准规定的齿轮标准模数系列值就是标准数据的典型案例,见表2-6。

表2-6 齿轮标准模数系列(GB/T1357-2008)单位:mm

注:选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系列,括号内的模数尽可能不用。

单个齿距偏差是齿轮精度设计中的一个重要指标。其定义是分度圆上实际齿距和公称齿距之差,公称齿距是指实际齿距的平均值。单个齿距偏差的几何描述如图2-7所示。单个齿距偏差的计算公式为,此为5级精度的偏差计算公式,5级精度未圆整公差计算值乘以20.(5 Q-5),即可得到其他精度等级的偏差值,其中Q为精度等级数],为方便手工设计时查用,编制了单个齿距极限偏差表,见表2-7,根据分度圆直径、齿轮模数和精度等级三个变量,确定可选用的极限偏差值,作为齿轮设计的技术参数。

图2-7 单个齿距偏差的几何描述

表2-7 单个齿距极限偏差(部分)

(续)

2.线图

线图是指以直线、折线、曲线或曲线族等图形方式提供的设计资料数据。例如,普通V带截面图如图2-8所示。各种型号的截面尺寸见表2-8。根据设计功率和小带轮转数确定可用普通V带型号,如图2-9所示。按照GB/T13575.1-2008,对于其中规格为Z的V带选型线进行数据离散处理,得到数表形式的选型数据,见表2-9。

图2-8 普通V带截面图

表2-8 普通V带的截面尺寸(GB/T11544-2012)

图2-9 普通V带型号(Z、A、B、C、D、E型)

表2-9 Z型V带的额定功率

3.公式

公式是指以计算公式函数形式提供的设计资料数据。设计资料的公式分为理论公式和经验公式。

理论公式是指通过完整的理论推导过程获得的以设计资料为因变量,以相关的参数为自变量的数学函数。

经验公式是指在科学试验和生产实践中,从一组或多组试验数据出发,拟合出试验数据之间关系的一个近似表达式。经验公式一般没有完整的理论推导过程,注重实用性和精确性。

4.类型转换

设计资料的三种数据类型相互之间通过相应的方法,可以实现各类数据的转换。转换关系和方法见表2-10。可见,各种数据类型可以互相转化,转化的方法有公式离散化、直接引用等六种。

表2-10 数据类型的转换关系和方法