[發(fā)明專利]一種用于精密機(jī)械系統(tǒng)誤差傳遞建模的配合誤差計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110257199.2
• 申請(qǐng)日: 2011-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102426615A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金鑫;張之敬;左富昌;葉鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李愛(ài)英;張利萍

1.一種用于精密機(jī)械系統(tǒng)誤差傳遞建模的配合誤差計(jì)算方法，其特征在于，通過(guò)計(jì)算零件的配合表面的形狀誤差和施加裝配力后的變形誤差，得到配合誤差，以此用于對(duì)精密機(jī)械系統(tǒng)誤差傳遞建模，配合誤差的計(jì)算步驟包括：

步驟一，測(cè)量?jī)蓚€(gè)配合表面的形狀誤差D₁和D₂，將得到的兩個(gè)配合表面的形狀誤差數(shù)據(jù)相減，得到差表面的數(shù)據(jù)；

步驟二，根據(jù)差表面的數(shù)據(jù)，計(jì)算獲得差表面上的凸包；再根據(jù)對(duì)接觸點(diǎn)的判斷方法確定接觸點(diǎn)并獲得接觸點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

所述對(duì)接觸點(diǎn)的判斷方法為：

對(duì)于二維配合，首先判斷差表面與任意兩個(gè)凸包頂點(diǎn)連線所在直線的位置關(guān)系，如果差表面全部位于兩個(gè)凸包頂點(diǎn)連線所在直線的同一側(cè)，則這樣的兩個(gè)凸包是可能的接觸點(diǎn)，否則，不是可能的接觸點(diǎn)；其次，判斷裝配力作用線與可能是接觸點(diǎn)的兩個(gè)凸包連線的交叉點(diǎn)位置，如果該交叉點(diǎn)位于兩個(gè)凸包之間，則這樣的兩個(gè)凸包就是二維配合的接觸點(diǎn)，否則，不是接觸點(diǎn)；

同理，對(duì)于三維配合，首先判斷差表面與任意三個(gè)凸包頂點(diǎn)所確定平面的關(guān)系，如果差表面全部位于三個(gè)凸包頂點(diǎn)所確定平面的同一側(cè)，則這樣的三個(gè)凸包是可能的接觸點(diǎn)，否則，不是可能的接觸點(diǎn)；其次，判斷裝配力作用線與可能是接觸點(diǎn)的三個(gè)凸包頂點(diǎn)所確定平面的交叉點(diǎn)位置，如果該交叉點(diǎn)位于三個(gè)凸包連線圍成的區(qū)域內(nèi)部，則這樣的三個(gè)凸包就是三維配合的接觸點(diǎn)，否則，不是接觸點(diǎn)；

步驟三，根據(jù)確定的接觸點(diǎn)和對(duì)兩個(gè)配合表面所施加的裝配力，計(jì)算零件的彈塑性變形，從而獲得兩個(gè)配合表面在其法線方向上的變形誤差Δ₁和Δ₂；將兩個(gè)配合表面的變形誤差Δ₁和Δ₂分別與步驟一中對(duì)應(yīng)的配合表面的形狀誤差數(shù)據(jù)D₁和D₂疊加，即可獲得考慮了零件的兩個(gè)配合表面形狀誤差和變形誤差的實(shí)際配合表面數(shù)據(jù)D₁+Δ₁和D₂+Δ₂；

步驟四，根據(jù)步驟二中的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和步驟三得到的兩個(gè)實(shí)際配合表面數(shù)據(jù)，獲得接觸點(diǎn)分別在兩個(gè)實(shí)際配合表面上的兩組接觸點(diǎn)坐標(biāo)；再分別由每個(gè)實(shí)際配合表面上的接觸點(diǎn)確定一個(gè)理想表面，分別為理想表面1和理想表面2，并根據(jù)兩組接觸點(diǎn)坐標(biāo)分別建立兩個(gè)理想表面方程；在名義配合表面建立名義配合坐標(biāo)系⁰MCS，在兩個(gè)理想表面分別建立子配合坐標(biāo)系¹MCS_sub和²MCS_sub：名義配合坐標(biāo)系⁰MCS的x₀軸和z₀軸位于名義配合表面內(nèi)，y₀軸由x₀軸和z₀軸通過(guò)右手定則確定；名義配合表面幾何中心處的法線與理想表面1的交點(diǎn)作為子配合坐標(biāo)系¹MCS_sub的原點(diǎn)，x₁軸和z₁軸位于理想表面1內(nèi)，y₁軸由x₁軸和z₁軸通過(guò)右手定則確定；名義配合表面幾何中心的法線與理想表面2的交點(diǎn)作為子配合坐標(biāo)系²MCS_sub的原點(diǎn)，x₂軸和z₂軸位于理想表面2內(nèi)，y₂軸由x₂軸和z₂軸通過(guò)右手定則確定；

根據(jù)理想表面方程計(jì)算兩個(gè)實(shí)際配合表面的配合誤差分量，即兩個(gè)子配合坐標(biāo)系¹MCS_sub和²MCS_sub與名義配合坐標(biāo)系⁰MCS之間的微分運(yùn)動(dòng)向量u_M1和u_M2；

所述微分運(yùn)動(dòng)向量u_M1是指子配合坐標(biāo)系¹MCS_sub的三個(gè)坐標(biāo)軸相對(duì)于名義配合坐標(biāo)系⁰MCS三個(gè)坐標(biāo)軸的微平移和微旋轉(zhuǎn)；微分運(yùn)動(dòng)向量u_M2是指子配合坐標(biāo)系²MCS_sub的三個(gè)坐標(biāo)軸相對(duì)于名義配合坐標(biāo)系⁰MCS三個(gè)坐標(biāo)軸的微平移和微旋轉(zhuǎn)；

步驟五，根據(jù)配合誤差分量u_M1和u_M2計(jì)算兩個(gè)實(shí)際配合表面的配合誤差u_M，u_M＝u_M1-u_M2或u_M＝u_M2-u_M1。