复杂产品的三维功能公差分析方法研究

发布时间：2017-04-13 18:04

  本文关键词：复杂产品的三维功能公差分析方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机构的制造精度影响产品的性能、工作寿命和制造成本，现在功能公差设计方法已经被工业界广泛接受，它可以减少制造成本并提高产品质量，公差规范和公差累积也成为设计者、制造商和质量检测员的主要关注点，，设计者必须确定影响零件并考虑每个零件上的几何偏差以及零件之间的接触条件，公差分析在产品设计阶段占据着重要的位置，对产品的装配质量和制造成本有很大影响。在三维公差链里，相同零件的角度或径向缺陷对功能要求有影响，零件之间的装配连接也会影响公差累积，这就需要一个特定的方法来处理这些问题。 本文结合国家自然科学基金资助项目“面向产品功能的三维公差设计与优化方法研究（项目编号：51005002）”，从复杂产品的功能需求出发，以新一代产品几何技术规范标准为基础，开展三维功能公差分析方法的研究。在分析产品装配结构和零件装配连接的基础上，综合考虑零件的几何偏差、装配间隙和定位特征优先顺序等因素的影响，研究不同装配连接的三维几何偏差传递和累积关系。 首先简单介绍第一代GPS标准体系存在的问题，总结新一代GPS标准体系建立的意义及其原理，通过分析CAT系统中公差规范设计、公差分析和公差综合三大功能模块的研究现状及存在的问题，以分析线方法为基础，提出三维功能公差分析的方法，通过支撑表面位移对末端点造成的影响累积，得到公差累积结果。 然后介绍了几种典型连接（平面｜平面，平面｜柱面，柱面｜平面）的传递关系，根据连接的表面公差规范确定支撑表面的位移，再依据支撑表面上点的位移，用传递方程得到末端表面上点的最大位移表示形式。根据公差原则，进行公差累积分析，对几种典型末端表面离散化得到分析模型的具体实现方法，再根据定位优先顺序以及实体要求等公差原则，得出几种典型连接的具体传递关系方程。 最后选取一个两零件装配体，分析定位基准优先顺序对公差累积计算的影响，与小位移旋量模型分析过程进行比较，得出此公差分析方法在适用条件和建立累积关系上的优点。然后以一个三零件装配体为例，全面考虑定位基准优先顺序以及装配间隙的因素，计算公差累积并得到整体的装配公差，对于多零件装配体的处理，可采取先研究整体连接再拆分连接的方法进行分析，完善公差分析的过程，对于后续公差综合工作奠定基础。
【关键词】：功能公差 公差分析 分析线 传递关系
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH122;TG801
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 公差规范12-13
• 1.2.2 公差分析13-16
• 1.2.3 公差综合16-17
• 1.3 本文研究内容及结构17-20
• 第2章 功能公差分析方法的基本原理20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 新一代产品几何技术规范（GPS）20-21
• 2.3 公差分析模型21-23
• 2.3.1 小位移旋量模型21-22
• 2.3.2 分析线模型22-23
• 2.4 三维功能公差分析方法23-25
• 2.4.1 计算原理24-25
• 2.4.2 末端表面的离散化25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 典型连接的误差传递形式26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 典型连接的分析26-34
• 3.2.1 平面｜平面｜平面连接26-29
• 3.2.2 平面｜柱面｜挡块连接29-31
• 3.2.3 平面｜柱面-柱面连接31-33
• 3.2.4 柱面｜平面连接33-34
• 3.3 本章小结34-36
• 第4章 建立传递关系方程的规则36-52
• 4.1 引言36
• 4.2 建立位移表示方程36-41
• 4.2.1 第一平面的位移和方向36-38
• 4.2.2 第二平面的位移和方向38
• 4.2.3 带有过盈的第一柱面的位移38-39
• 4.2.4 不利间隙圆柱面的位移39-40
• 4.2.5 有利间隙圆柱面的位移40-41
• 4.2.6 柱面的定向41
• 4.3 第二和第三接触点的研究41-48
• 4.3.1 平面
  
  本文编号：304145
  suoshi