基于修正雅可比旋量模型的C形闩机构偏差分析及优化

使用基于修正雅可比旋量模型的容差分析方法,对引导锁C形闩机构中C形闩的安装位置、运动精度进行分析,与3DCS软件结果进行对比,验证方法适用性。引用机器人运动学相关理论,将静态容差分析拓展到动态容差分析,对C形闩在运动过程中的位置精度进行分析,使用基于Taguchi的容差贡献度、灵敏度对其进行优化分析及容差设计,得出影响较大的因子。

基于雅可比旋量法的实际工况公差建模

计算了加载时工作零件的变形量,并将其转变为雅可比旋量修正量,通过对雅可比旋量公差模型在实际工况下的扩充与修正,建立了基于雅可比旋量和实际工况的装配体公差数学模型,以此定量计算实际工况对产品工作性能及公差设计的影响。通过将此方法在某齿轮泵装配体的公差设计中的应用说明了该方法的有效性。

基于雅可比旋量理论的公差优化分配

以雅可比旋量理论为基础,建立了尺寸公差和形位公差综合优化分配模型。首先在公差模型中计算了空间尺寸链传递累积形成的装配误差,并以设计规定的装配功能要求作为公差优化分配的约束条件,以加工总成本最小为优化目标函数,采用遗传算法求解,得到优化的尺寸公差和形位公差。将此方法应用于某齿轮泵装配体的公差优化分配算例中,在保证装配质量的前提下实现了加工总成本最低的公差优化分配。

基于雅可比旋量统计法的发动机三维公差分析

为了在发动机装配体的公差分析中考虑传统尺寸链无法处理的几何公差信息,以发动机的做功机构为分析对象,引入雅可比旋量模型,建立在尺寸和形位公差约束下的特征及其配合旋量的变动和约束方程。将其融入到蒙特卡洛算法中,实现发动机做功机构的三维统计公差分析。与传统分析方法相比,基于雅克比旋量模型的分析方法考虑了更多的几何公差信息,分析结果也更加精确,该模型可以从尺寸链角度建立发动机零部件公差与整机性能的映射关系。

基于雅可比旋量的风电机组驱动链装配误差分析

为了对风电机组中的驱动链系统进行装配误差分析,以雅可比旋量理论为基础,建立综合考虑局部并联尺寸的雅可比旋量模型。首先运用几何杠杆原理将驱动链装配中所涉及的并联尺寸链转化为串联尺寸链,然后建立装配体的小位移旋量和雅可比矩阵进行误差计算。最后,利用该方法对某型号的风电机组驱动链系统进行装配误差分析,对比误差实测数据表明:并联尺寸链的计算精度远远优于传统雅可比旋量矩阵。

雅可比旋量的装配体并联结构公差分析方法研究

针对使用雅可比旋量模型进行公差分析时,装配体局部并联结构累积公差难以计算的问题,提出了一种考虑配合表面接触状态的分步计算方法。该方法构建了局部并联结构的功能要求形成连接图,对装配结果的形成过程进行了描述,进一步建立了零部件的雅可比旋量模型,计算了配合表面在零部件坐标系下的变动旋量。设计了配合平面空间位置关系检测算法,保证了配合平面间正确的物理接触;使用差分进化算法,以正确装配后被装配零部件重心最低为优化目标,计算了局部并联结构的公差累积结果。在充分利用设计信息的基础上,完成了含局部并联链的装配连接关系图向单一串联链的转化。以汽轮机通流间隙的建模和计算为例,验证所提方法的可行性。结果表明:所提方法对相关公差和配合信息进行了合理的平衡,能够显著提高模型的精确性和可靠性。

基于雅可比旋量的并联配合特征三维公差分析方法及其应用

针对装配体中常见的复杂装配关系,运用基于雅可比旋量的机械装配并联配合特征公差分析方法,建立了综合考虑尺寸公差与形位公差的三维公差装配模型。通过实例对比分析了线性尺寸链、雅可比旋量和考虑了并联配合特征的雅可比旋量三种方法的计算结果,验证该方法对装配公差分析的准确性与实用性。

雅可比-旋量在模切机装配公差分析中的应用

在模切纸品的生产过程中,为了减少或避免不合格品的出现,需对模切机弧切刀具的装配精度进行严格控制,将其刀尖偏移量限定在一定范围内,以保证纸品的切割质量。针对以上几何需求,研究了模切机中各个零部件间存在的连接、接触、配合方式,根据平面和圆柱特征的特点对特征元素进行公差旋量表达,将各旋量纳入雅可比矩阵中构建模切机的装配公差分析模型,并按极值法进行计算分析,得出影响刀尖偏差的敏感环,从而为公差优化提供依据。

基于雅可比旋量模型的装配体公差统计分析

以SDT(Small Displacement Torsor)理论为基础,研究了平面特征在两种不同类型公差作用下的SDTI(Small Displacement Torsor with Interval)模型及旋量参数间的约束关系。针对装配体公差统计分析中传统随机取值方法存在的不足之处,提出了一种考虑旋量参数间约束关系的装配体公差分析方法,并以顶针为实例进行了分析对比,结果表明考虑参数约束关系的公差分析方法相对于传统方法提高了公差分析的精度。

基于雅可比旋量的数控机床单轴综合误差建模

为了研究机床中x轴的各零件误差对于x轴的总体误差产生的影响及其作用机制,引入雅可比旋量模型描述各零件的制造误差和装配偏差,建立在尺寸和形位公差约束下的特征及其配合旋量的变动和约束方程,进而得到上述约束下的单轴几何误差综合模型。建立了机床误差建模中底层零件-组件的误差传递模型,研究结果有助于机床误差的综合与分配。

雅可比-旋量模型在三维统计公差再设计中的应用研究

在确定产品功能要求(Functional Requirement,FR)和相应尺寸链的功能要素(Functional Element,FE)副之后,可以推导雅可比-旋量模型的数学表达式。蒙特卡罗模拟使用大量随机数值作为输入来反复运行该模型,使这个确定性的公差分析模型能执行三维统计公差分析。为了实现三维统计公差再设计,提出了在统计条件下雅可比-旋量模型中每个FE对总FR的贡献百分率的计算方法,以帮助设计者确定哪些公差需要收紧或是放松。经过几轮的公差再设计,直到计算出的FR值满足产品所要求的FR,三维统计公差的再设计得以实现。将该方法应用于活塞式发动机装配的曲柄连杆机构以验证其有效性,并通过与确定性公差设计方法比较表明,这里方法能显著降低所需的精度,从而大大降低产品生产和检验成本。

基于雅可比旋量模型的行星齿轮传动系统三维偏差分析方法

行星齿轮传动系统装配时各零件的偏差累积影响齿轮啮合状态,导致其系统振动噪声性能劣化。行星齿轮传动系统属于刚性多体装配,在控制偏差时,传统尺寸链方法无法有效表征间隙和形位公差耦合下的结构偏差及其三维空间传递。基于雅可比旋量模型和蒙特卡洛统计仿真方法,建立行星齿轮传动的间隙和形位公差等偏差源的三维旋量分量约束方程模型,提出装配体串联化偏差传递路径等效方法,计算目标特征偏差参数的分布,并获得各个偏差源的敏感度和贡献度,形成从设计公差到装配偏差的完整三维偏差分析方法。以实际数值案例进行计算,实现装配质量预测和偏差溯源,为齿轮传动系统公差优化设计提供指导。

基于新一代几何技术规范的装配误差建模

针对由于公差设计不合理而导致的服役于复杂工况的机械装备性能下降等问题,提出一种综合考虑制造与装配误差的机械产品装配精度分析方法。该方法首先利用有限元分析机械装备零部件装配误差导致的变形,并提取发生形变的关键特征面;然后基于新一代几何技术规范(GPS)将特征面的变形转化为尺寸与形位公差数据,并与设计公差进行叠加,实现变形—误差—公差的转换;随后基于雅可比旋量理论,构建综合考虑制造与装配误差的公差分析模型支撑机械装备的公差精量化设计;最后以某型机载作动筒为工程应用对象,对比分析了是否考虑受力变形条件下装配精度分析的结果差异,结果显示该方法相较于原有方法具有更高的计算准确性,能为精密机械产品精度设计提供更加准确的指导。

考虑实际工况的湿式离合器动密封装配间隙分析方法

湿式离合器动密封装配间隙是车辆传动系统中的重要装配要求,直接影响车辆运行性能与行驶安全。为保障实际工况下其装配间隙符合设计要求,基于有限元分析方法与雅可比旋量理论,提出考虑实际工况的湿式离合器动密封装配间隙分析方法。针对某湿式离合器动密封装配间隙问题,计算转动状态下的最小装配间隙分布区间,并定量分析各载荷变形对装配间隙的贡献度。结果表明:实际运行状态下最小装配间隙分布区间为[-0.022,0.098]mm,与设计要求[0.025,0.207]mm严重不符;采用装配后再对内孔精加工的工艺对贡献度为74.22%的配流套内孔过盈装配变形进行调控后,最小装配间隙分布区间提升至[0.027,0.139]mm,符合设计要求,车辆运行性能得到有效保障。

面向公差原则的装配体公差优化分配

针对现有装配体公差优化分配中没有考虑公差原则影响的问题,将公差原则引入到装配体公差优化分配模型中,为面向公差原则的装配体公差优化分配提供一种可行的方法。首先,以公差原则修正后的雅可比旋量模型为基础,构建装配体公差优化分配模型的装配功能约束;其次,结合实际机械加工精度范围,构建装配体公差优化分配模型的加工能力约束;然后,根据公差成本函数,构建装配体公差优化分配模型的优化目标;最后,以机床尾座为实例说明了面向公差原则的装配体公差优化分配过程,采用遗传算法求解,对装配体公差优化分配结果进行了分析,验证了该方法的有效性。

装配体三维公差建模及分析研究

传统的公差分析以平面尺寸链为基础,只能进行尺寸公差的分析,无法考虑形位公差的影响,在零件的制造过程中,受各种加工条件及外界因素的影响,不可避免的存在形位误差,这些形位误差对装配体的功能要求起着重要作用。为了解决此问题,利用雅可比旋量理论建立了装配功能要求与零件公差之间的三维公差数学模型,将该模型融入蒙特卡洛算法中,实现了装配体三维公差统计分析。最后以机床尾座为例,对比了极值法与统计法的分析结果,验证了所述方法的实用性。

基于JSS矩阵的装配误差传递路径求解方法

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。

基于公差原则的装配公差统计分析

为了提高机械产品的互换性,减少制造成本,公差原则在零件设计时有着广泛的应用,但是在现有的装配公差统计分析方法中却较少考虑零件的公差原则。为解决此问题,基于雅克比旋量理论建立了考虑公差原则的三维装配公差模型,并结合蒙特卡洛法对装配体进行统计公差分析,期间在用旋量区间表示特征变动时并考虑了旋量间的约束关系,使公差分析结果更加符合实际情况。最后以简易顶尖尾座装配体为实例,对比了零件应用不同公差原则时的公差分析结果,验证了所述方法的有效性。

基于形位误差的框架式组合主轴回转精度预测

框架式组合主轴在精密产品如数控转台和航空飞行模拟器中有广泛的应用,由于其组成零件中存在多项几何误差,直接影响框架式组合主轴的回转精度,进而影响轴线的精度。通过修正圆柱副的旋量表达,把三维圆柱度公差集成到框架式组合主轴的雅可比旋量公差分析模型,弥补了雅可比旋量模型不能处理形状公差的不足;在此基础上,对框架式组合主轴的回转基准进行建模与表征,利用极值法对框架式组合主轴中两工作轴段的同轴度误差进行求解,预测多项形位误差影响下框架式组合主轴的极限回转精度,测量结果证明方法的正确性。

考虑多公差耦合的几何要素误差建模及产品装配精度预测

为了准确有效地实现零件几何要素误差建模,提出了一种基于多公差耦合作用下的几何要素误差建模方法。该方法采用小位移旋量(SDT,small displacement torsor)描述公差,针对平动公差与固定公差耦合建立几何要素误差模型,通过利用约束方程的不合格率p,推导各个误差分量参数的实际的分布规律,建立几何要素误差模型。采用雅可比旋量模型将该方法扩展应用于复杂装配体的装配误差建模中,实现了装配精度的预测。以顶尖尾座装配精度预测为例,验证了该方法的合理性及可行性。