基于公差原则的装配公差分析

摘要

装配公差分析是几何产品设计和制造过程中的重要环节，通过装配公差分析可验证公差设计的合理性和经济性。随着科技的发展，人们对精密几何产品的精度要求越来越高，为了保证精度要求和降低制造成本，在几何产品设计中需要正确处理尺寸公差、形位公差和公差原则。现有的计算机辅助公差设计（CAT）技术，虽然可以较好地处理形位公差，但是很少涉及尺寸公差与形位公差之间的关系，即公差原则，因而难以很好地实现几何产品的装配公差分析。针对这个问题，本文基于公差原则对装配公差分析方法展开研究。主要研究内容如下：
　　1.研究了基于公差原则的特征公差建模方法。基于SDT公差建模理论，研究了零件特征在各种公差原则的公差建模方法，给出了同轴度、对称度和位置度公差在各种公差原则下的数学表达式，为下一步的公差分析打下了理论基础。
　　2.建立了零件考虑公差原则时的三维公差模型。在特征公差建模的基础上，建立了零件的三维公差模型，并研究了零件的公差分析方法，最后以花键轴为实例验证了方法的有效性。
　　3.实现了基于公差原则的装配公差分析。在雅可比旋量理论的基础上，建立了基于公差原则的装配体公差分析模型。在建立模型的过程中，研究了特征有公差原则要求时的旋量区间表示方法。最后用简易尾座顶尖装配体对所提方法进行说明，并基于蒙特卡洛对其进行了公差分析。
　　4.开发了装配公差分析原型系统。在上述理论成果的基础上，利用MATLAB GUI平台开发了原型系统，详细介绍了系统的主要功能模块，并结合实例说明了系统的使用方法。

目录

第一章 绪论

§1.1 课题研究背景和意义

§1.2 国内外研究现状

§1.3 课题来源及本文主要研究内容

§1.4 本文的框架结构

第二章 基于公差原则的零件特征公差建模

§2.1 引言

§2.2 SDT公差建模

§2.3 基于公差原则定位公差的数学模型

§2.4 本章小结

第三章 基于公差原则的零件公差统计分析

§3.1 引言

§3.2 公差原则对零件尺寸链的影响

§3.3 误差分布函数的确定

§3.4 基于蒙特卡洛的零件公差分析

§3.5 实例验证

§3.6 本章小节

第四章 基于公差原则的装配体公差统计分析

§4.1 引言

§4.2 基于雅可比旋量法的装配体公差建模

§4.3 基于蒙特卡洛法的公差统计分析

§4.4 组成环公差贡献率的计算

§4.5 实例分析

§4.6 本章小结

第五章 原型系统开发

§5.1 引言

§5.2 开发平台及工具简介

§5.3 系统的总体结构与功能

§5.4 系统的界面设计

§5.5 系统的功能实现

§5.6 本章小结

第六章 总结与展望

§6.1 课题研究总结

§6.2 展望

参考文献

致谢

附录 作者在攻读硕士期间主要研究成果