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多公差耦合装配结合面误差建模与公差优化设计 被引量:23
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作者 吕程 刘子建 +1 位作者 艾彦迪 余治民 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第18期108-118,共11页
以装配结合平面为研究对象,分析多种公差耦合情况下零件间装配结合面误差建模和公差优化设计问题。采用小位移旋量(Small displacement torsor,SDT)描述公差,针对不同类型公差建立零件平面误差模型,通过蒙特卡洛模拟法获得装配平面误差... 以装配结合平面为研究对象,分析多种公差耦合情况下零件间装配结合面误差建模和公差优化设计问题。采用小位移旋量(Small displacement torsor,SDT)描述公差,针对不同类型公差建立零件平面误差模型,通过蒙特卡洛模拟法获得装配平面误差变动分量的实际变动区间带宽,通过响应面法建立误差变动分量实际变动区间带宽与公差间的显式函数关系;建立包含零件加工误差与装配过程误差的装配结合面综合误差模型。将该方法扩展应用于复杂装配体的装配误差建模中,实现了在设计阶段对装配精度的预测。以加工成本为目标,装配精度可靠度为约束,进行零件公差的优化设计。以一典型产品精度设计为例,验证了用该方法预测装配精度和优化零件公差设计的可行性与实用性。 展开更多
关键词 结合面误差 装配体误差 蒙特卡洛模拟法 响应面法 可靠性分析 公差优化设计
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装配误差传递建模及其精度可靠性评估 被引量:8
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作者 苏春 黄漪 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期2359-2364,共6页
研究了刚体零件的装配误差建模以及装配精度可靠性评估方法。将零件误差分成位置误差和方向误差,并采用误差矢量加以描述。综合考虑尺寸误差和形位误差,将装配过程误差分成零件内误差和配合面误差,给出主动配合面和被动配合面的定义。... 研究了刚体零件的装配误差建模以及装配精度可靠性评估方法。将零件误差分成位置误差和方向误差,并采用误差矢量加以描述。综合考虑尺寸误差和形位误差,将装配过程误差分成零件内误差和配合面误差,给出主动配合面和被动配合面的定义。针对典型配合面类型,分析误差组成及其计算方法。采用位姿变换矩阵法建立装配误差模型,分析误差在零件内部以及配合面间的传递过程,计算装配总误差并据此确定装配误差的概率分布。给出装配精度可靠度的定义,通过仿真获得装配精度的可靠度指标。以某测量平台的装配过程为例,完成装配过程误差分析和装配精度可靠度评估,验证模型的有效性。 展开更多
关键词 零件内误差 配合面误差 位姿变换矩阵 装配误差 装配精度可靠性
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大口径矩形SiC扫描反射镜组件的设计 被引量:3
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作者 李延伟 张景国 +2 位作者 谢新旺 陈太喜 董雷岗 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第5期254-261,共8页
为了减轻大尺寸(740 mm×480 mm)矩形扫描反射镜的质量并保证反射镜的面形精度,结合二维和三维等效刚度模型设计了背部开口、以三角形轻量化孔为主、轻量化率为81.4%的轻量化结构。基于球头万向节与柔性铰链原理,设计了两种背部三... 为了减轻大尺寸(740 mm×480 mm)矩形扫描反射镜的质量并保证反射镜的面形精度,结合二维和三维等效刚度模型设计了背部开口、以三角形轻量化孔为主、轻量化率为81.4%的轻量化结构。基于球头万向节与柔性铰链原理,设计了两种背部三点支撑方式的SiC扫描反射镜组件。有限元分析结果表明,在Y方向重力及40℃均匀温差耦合工况下,球头万向节与柔性铰链支撑方式的反射镜面形误差均方根(RMS)值满足小于等于0.025λ(波长λ=632.8 nm)的设计要求,分别为12.3 nm和12.9 nm,一阶固有频率分别为68.1 Hz和85.5 Hz,且柔性铰链结构的刚度更好。采用自准直法测量扫描反射镜组件的面形误差,结果表明,面形误差的RMS值为0.025λ,满足实际要求,为大口径矩形扫描反射镜组件的设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 光学设计 扫描反射镜 球头万向节 柔性铰链 面形误差
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孔轴配合的精度预测与公差优化设计 被引量:4
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作者 吕程 易广威 刘子建 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期17-23,共7页
以圆柱形孔轴配合的结合面为研究对象,研究了新一代GPS标准体系下多公差项的孔轴配合实际误差模型.以圆柱度为例,结合GPS标准中圆柱面形状误差的评定方法,采用蒙特卡洛法模拟误差的随机性,建立了孔轴圆柱面体外拟合尺寸实际变动区间求... 以圆柱形孔轴配合的结合面为研究对象,研究了新一代GPS标准体系下多公差项的孔轴配合实际误差模型.以圆柱度为例,结合GPS标准中圆柱面形状误差的评定方法,采用蒙特卡洛法模拟误差的随机性,建立了孔轴圆柱面体外拟合尺寸实际变动区间求解模型,并分析实际误差对配合性质的影响.分析了包括方向公差(或位置公差)在内的三类公差耦合作用下孔轴结合面误差的形成机理,建立了不同配合性质下的圆柱形孔轴结合面的实际误差模型,获得了结合面误差分量的实际变动区间以及实际的配合性质.实现了在设计阶段对孔轴实际装配精度的预测.以实际的孔轴结合面精度与配合性质要求为约束,孔轴加工成本为目标,进行了孔轴零件的公差优化设计.最后以一孔轴配合的装配误差分析与公差优化为例,验证了该方法的可行性与实用性. 展开更多
关键词 蒙特卡洛模拟法 结合面误差 装配精度预测 配合性质 公差优化设计
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精密机床紧固结合面误差建模及其精度变动特性研究 被引量:1
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作者 孙椰望 杨秋娟 +3 位作者 曹也 刘玉柱 宋于鹏 马西超 《航空制造技术》 2020年第5期28-34,共7页
为深入研究精密机床结合部对机床精度稳定性的影响特性,针对精密立式加工中心的立柱紧固结合面固有加工误差特征,进行紧固结合面特征误差点采样,并采用NURBS数学模型方法进行曲面建模,构建包含几何面特征误差的3D装配模型。基于结合面... 为深入研究精密机床结合部对机床精度稳定性的影响特性,针对精密立式加工中心的立柱紧固结合面固有加工误差特征,进行紧固结合面特征误差点采样,并采用NURBS数学模型方法进行曲面建模,构建包含几何面特征误差的3D装配模型。基于结合面特征误差模型,设置500~8500N渐变载荷的边界约束条件,分析研究包含特征误差的非均匀接触结合面的应力场非均匀变动特性,获取了具有几何误差特征的结合面形变与预紧力变动关系。该变动关系体现为大斜率线性变化阶段-曲线变化阶段-小斜率线性变化阶段的3阶段特性,揭示了这一变动特性根源于结合面特征误差高点非均匀接触的形变非线性变动的机理,验证了结合面特征误差对机床微米级精度运动系统稳定性的显著影响。 展开更多
关键词 精密机床 结合面 特征误差建模 非均匀变动 非线性
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基于装配定位优先级的并联结合面误差建模 被引量:4
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作者 吕程 刘子建 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第24期3295-3301,共7页
分析了并联结合面在装配定位优先级意义下装配误差的形成机理与计算方法。针对常见的平面结合面与圆柱结合面,分析了误差形成和装配精度失效的原因,采用小位移旋量(SDT)法描述了误差变动。针对并联结合面间位姿变动的相互影响,定义了装... 分析了并联结合面在装配定位优先级意义下装配误差的形成机理与计算方法。针对常见的平面结合面与圆柱结合面,分析了误差形成和装配精度失效的原因,采用小位移旋量(SDT)法描述了误差变动。针对并联结合面间位姿变动的相互影响,定义了装配定位优先级的概念,并详细分析了并联结合面装配定位优先级的判定依据。根据装配定位优先级确定了并联的各结合面误差组成及计算方法。列举了常见的并联结合面形式,并以一组常见并联结合面的装配误差分析为例,验证了该方法的可行性,为装配体误差分析、零件精度设计、装配成功率计算等提供了借鉴。 展开更多
关键词 并联结合面 小位移旋量法 装配定位优先级 结合面误差建模
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基于JSS矩阵的装配精度分配方法 被引量:4
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作者 吕程 刘子建 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期149-155,共7页
采用小位移旋量描述结合面误差,分析了典型结合面的误差传递属性。定义了结合面的信息集成表达符号,结合多色集合理论,建立了描述装配关系、结合面类型、结合面误差传递属性的结合面符号矩阵,进而提出了装配误差传递路径的搜索方法。分... 采用小位移旋量描述结合面误差,分析了典型结合面的误差传递属性。定义了结合面的信息集成表达符号,结合多色集合理论,建立了描述装配关系、结合面类型、结合面误差传递属性的结合面符号矩阵,进而提出了装配误差传递路径的搜索方法。分析了结合面间的关系对误差传递的影响,建立了结合面的实际误差传递属性矩阵,获取了各误差分量的传递路径,明确了影响装配体精度的关键误差分布。根据多体运动学原理建立了装配体误差模型,结合装配体精度要求进行了结合面精度分配,进而实现了结合面相应几何要素的精度分配。为正向公差设计与装配过程精度控制提供了依据。最后通过实例分析,验证了该方法的可行性与实用性。 展开更多
关键词 小位移旋量法 多色集合理论 JSS矩阵 误差传递路径 精度分配
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基于JSS矩阵的装配误差传递路径求解方法 被引量:3
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作者 吕程 刘子建 +1 位作者 秦欢 艾彦迪 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第20期177-184,共8页
采用小位移旋量描述结合面误差,分析常见装配结合面的误差传递属性。定义包含工程语义的结合面符号用以描述结合面类型和配合关系。结合多色集合理论,建立可描述装配关系、结合面类型和误差传递属性的结合面及误差关系围道矩阵-结合面符... 采用小位移旋量描述结合面误差,分析常见装配结合面的误差传递属性。定义包含工程语义的结合面符号用以描述结合面类型和配合关系。结合多色集合理论,建立可描述装配关系、结合面类型和误差传递属性的结合面及误差关系围道矩阵-结合面符号(Joint surface symbols,JSS)矩阵。提出基于JSS矩阵的装配误差传递路径搜索方法,建立结合面实际误差传递属性矩阵,讨论获取各误差分量传递路径的方法。针对并联误差传递路径的不确定性问题,提出以精度最高作为判别有效误差传递路径的依据,基于雅可比旋量理论建立误差模型,获取与装配体精度要求相关的误差分量的有效误差传递路径。以一个典型装配体的误差传递路径求解为例,验证了论文研究方法的可行性与实用性。 展开更多
关键词 小位移旋量理论 多色集合理论 结合面符号矩阵 误差传递路径 雅可比旋量法
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