一种装配尺寸链计算方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种装配尺寸链计算方法、装置及设备，该装配尺寸链计算方法包括：确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的偏差向量和所述偏差向量中各分量的变动区间；根据所述偏差向量，确定所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式；根据所述偏差向量中各分量的变动区间，计算所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间；根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链，其中，所述装配组由所述至少两个构件相配合形成。本发明专利技术的实施例，在对装配尺寸链求解过程中，在装配尺寸链的基础上考虑了配合偏差的影响，提高了装配尺寸链的求解精度。

【技术实现步骤摘要】
一种装配尺寸链计算方法、装置及设备
本专利技术涉及机械工程
，尤其涉及一种装配尺寸链计算方法、装置及设备。
技术介绍
在产品装配过程中，零件间通过装配约束相互连接，由于参与配合的几何特征在机械加工过程中存在误差，同时，零件装配时工装的加工误差和人工操作也会带来误差，导致几何特征在配合过程中不可避免的与理想位置存在偏差，称为配合偏差。目前的机械产品中，最常见的配合类型包括平面配合和轴孔配合等，虽然这些配合引起的配合偏差会影响装配尺寸链的求解精度，但是现有的装配尺寸链求解方法还无法考虑配合偏差的影响。因此，亟需一种能够考虑配合偏差的装配尺寸链求解方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种装配尺寸链计算方法、装置及设备，解决了现有装配尺寸链求解技术中无法考虑配合偏差影响，导致难以保证装配尺寸链求解精度的问题。依据本专利技术的一个方面，提供了一种装配尺寸链计算方法，包括：确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的偏差向量和所述偏差向量中各分量的变动区间；根据所述偏差向量，确定所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式；根据所述偏差向量中各分量的变动区间，计算所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间；根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链，其中，所述装配组由所述至少两个构件相配合形成。可选地，所述确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的偏差向量和所述偏差向量中各分量的变动区间的步骤包括：确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的配合类型以及在所述配合类型下影响实际位置偏差的偏差源；确定所述偏差源的偏差向量：确定所述偏差向量中各非零分量的变动区间：其中，DvTi为第i个偏差源的偏差向量，为第i个偏差源的偏差向量中公差约束下几何特征沿局部坐标系x轴、y轴、z轴方向上的平动变动量，为第i个偏差源的偏差向量中公差约束下几何特征沿局部坐标系x轴、y轴、z轴方向上的转动变动量；为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最大值，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最小值。可选地，根据所述偏差向量，确定所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式的步骤包括：对所述偏差源的偏差向量求和，得到所述配合偏差表达式：DvT＝(δμ，δv，δω，δα，δβ，δγ)；其中，DvT为所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式，(δμ，δν，δω，δα，δβ，δγ)为所述配合偏差表达式中的各分量，分别由i个所述偏差源的偏差向量中的各变动量求和得到。可选地，根据所述偏差向量中各分量的变动区间，计算所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间的步骤包括：根据所述偏差向量中各非零分量的变动区间计算各非零分量的标准差；根据所述标准差计算所述配合偏差表达式中的各非零分量的变动区间。可选地，根据所述偏差向量中各非零分量的变动区间计算各非零分量的标准差的步骤包括：通过公式：计算标准差；其中，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的标准差，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最大值，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最小值。可选地，根据所述标准差计算所述配合偏差表达式中的各非零分量的变动区间的步骤包括：通过公式：计算变动区间；其中，表示第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的平均值，为一定值，由设计公差数值确定；δj为所述配合偏差表达式中的分量j，为非零分量；n为所述偏差源的数量。可选地，根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链的步骤包括：将所述配合偏差表达式转化为只考虑平动方向的公差变动的配合偏差表达式：DvT＝(δμ，δv，δω)；将所述只考虑平动方向的公差变动的配合偏差表达式转化为矢量表达式：其中，定义为参与尺寸链求解的辅助环。可选地，根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链的步骤还包括：由封闭环的尺寸向量与组成环及辅助环的尺寸向量之间的关系：公式计算封闭环尺寸；其中，为封闭环尺寸向量，为参与尺寸链求解的各组成环尺寸向量，为参与尺寸链求解的各辅助环尺寸向量；计算各辅助环尺寸向量的模、各组成环尺寸向量的模以及封闭环尺寸向量的模；根据公式：计算封闭环尺寸向量与参与尺寸链求解的各辅助环尺寸向量的夹角余弦值；根据公式：计算封闭环尺寸向量与参与尺寸链求解的各组成环尺寸向量的夹角余弦值；其中，l0为封闭环尺寸向量的模，为辅助环尺寸向量的模，cosθj为封闭环尺寸向量与辅助环尺寸向量的夹角余弦值；lm为组成环尺寸向量的模，cosθm为封闭环尺寸向量与组成环尺寸向量的夹角余弦值；根据公式：计算封闭环的尺寸变动量；其中，Δl0为封闭环的尺寸变动量，Δlm为组成环的尺寸变动量，为辅助环的尺寸变动量，根据所述配合偏差表达式中的各非零分量的变动区间确定，p为组成环的数量，q为辅助环的数量。依据本专利技术的另一个方面，还提供了一种装配尺寸链计算装置，包括：第一确定模块，用于确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的偏差向量和所述偏差向量中各分量的变动区间；第二确定模块，用于根据所述偏差向量，确定所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式；第一计算模块，用于根据所述偏差向量中各分量的变动区间，计算所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间；第二计算模块，用于根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链，其中，所述装配组由所述至少两个构件相配合形成。可选地，所述第一确定模块包括：第一确定单元，用于确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的配合类型以及在所述配合类型下影响实际位置偏差的偏差源；第二确定单元，用于确定所述偏差源的偏差向量：第三确定单元，用于确定所述偏差向量中各非零分量的变动区间：其中，DvTi为第i个偏差源的偏差向量，为第i个偏差源的偏差向量中公差约束下几何特征沿局部坐标系x轴、y轴、z轴方向上的平动变动量，为第i个偏差源的偏差向量中公差约束下几何特征沿局部坐标系x轴、y轴、z轴方向上的转动变动量；为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最大值，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最小值。可选地，所述第二确定模块包括：求和单元，用于对所述偏差源的偏差向量求和，得到所述配合偏差表达式：DvT＝(δμ，δv，δω，δα，δβ，δγ)；其中，DvT为所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式，(δμ，δν，δω，δα，δβ，δγ)为所述配合偏差表达式中的各分量，分别由i个所述偏差源的偏差向量中的各变动量求和得到。可选地，所述第一计算模块包括：第一计算单元，用于根据所述偏差向量中各非零分量的变动区间计算各非零分量的标准差；第二计算单元，用于根据所述标准差计算所述配合偏差表达式中的各非零分量的变动区间。可选地，所述第一计算单元具体用于：通过公式：计算标准差；其中，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的标准差，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最大值，为第i个所述偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配尺寸链计算方法，其特征在于，包括：确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的偏差向量和所述偏差向量中各分量的变动区间；根据所述偏差向量，确定所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式；根据所述偏差向量中各分量的变动区间，计算所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间；根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链，其中，所述装配组由所述至少两个构件相配合形成。

【技术特征摘要】
1.一种装配尺寸链计算方法，其特征在于，包括：确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的偏差向量和所述偏差向量中各分量的变动区间；根据所述偏差向量，确定所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式；根据所述偏差向量中各分量的变动区间，计算所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间；根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链，其中，所述装配组由所述至少两个构件相配合形成。2.根据权利要求1所述的装配尺寸链计算方法，其特征在于，所述确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的偏差向量和所述偏差向量中各分量的变动区间的步骤包括：确定至少两个构件相配合时参与配合的几何特征的配合类型以及在所述配合类型下影响实际位置偏差的偏差源；确定所述偏差源的偏差向量：确定所述偏差向量中各非零分量的变动区间：其中，DvTi为第i个偏差源的偏差向量，为第i个偏差源的偏差向量中公差约束下几何特征沿局部坐标系x轴、y轴、z轴方向上的平动变动量，为第i个偏差源的偏差向量中公差约束下几何特征沿局部坐标系x轴、y轴、z轴方向上的转动变动量；为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最大值，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最小值。3.根据权利要求2所述的装配尺寸链计算方法，其特征在于，根据所述偏差向量，确定所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式的步骤包括：对所述偏差源的偏差向量求和，得到所述配合偏差表达式：DvT＝(δμ，δv，δω，δα，δβ，δγ)；其中，DvT为所述至少两个构件之间的实际配合面相对于理想配合面的配合偏差表达式，(δμ，δv，δω，δα，δβ，δγ)为所述配合偏差表达式中的各分量，分别由i个所述偏差源的偏差向量中的各变动量求和得到。4.根据权利要求2所述的装配尺寸链计算方法，其特征在于，根据所述偏差向量中各分量的变动区间，计算所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间的步骤包括：根据所述偏差向量中各非零分量的变动区间计算各非零分量的标准差；根据所述标准差计算所述配合偏差表达式中的各非零分量的变动区间。5.根据权利要求4所述的装配尺寸链计算方法，其特征在于，根据所述偏差向量中各非零分量的变动区间计算各非零分量的标准差的步骤包括：通过公式：计算标准差；其中，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的标准差，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最大值，为第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的变动区间的最小值。6.根据权利要求5所述的装配尺寸链计算方法，其特征在于，根据所述标准差计算所述配合偏差表达式中的各非零分量的变动区间的步骤包括：通过公式：计算变动区间；其中，表示第i个所述偏差源的偏差向量中分量j的平均值，为一定值，由设计公差数值确定；δj为所述配合偏差表达式中的分量j，为非零分量；n为所述偏差源的数量。7.根据权利要求3所述的装配尺寸链计算方法，其特征在于，根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链的步骤包括：将所述配合偏差表达式转化为只考虑平动方向的公差变动的配合偏差表达式：DvT＝(δμ，δv，δω)；将所述只考虑平动方向的公差变动的配合偏差表达式转化为矢量表达式：其中，定义为参与尺寸链求解的辅助环。8.根据权利要求7所述的装配尺寸链计算方法，其特征在于，根据所述配合偏差表达式以及所述配合偏差表达式中的各分量的变动区间，求解至少一个装配组的装配尺寸链的步骤还包括：由封闭环的尺寸向量与组成环及辅助环的尺寸向量之间的关系：公式计算封闭环尺寸；其中，为封闭环尺寸向量，为参与尺寸链求解的各组成环尺寸向量，为参与尺寸链求解的各辅助环尺寸向量；计算各辅助环尺寸向量的模、各组成环尺寸向量的模以及封闭环尺寸向量的模；根据公式：计算封闭环尺寸向量与参与尺寸链求解的各辅助环尺寸向量的夹角余弦值；根据公式：计算封闭环尺寸向量与参与尺寸链求解的各组成环尺寸向量的夹角余弦值；其中，10为封闭环尺寸向量的模，为辅助环尺寸向量的模，cosθj为封闭环尺寸向量与辅助环尺寸向量的夹角余弦值；lm为组成环尺寸向量的模，cosθm为封闭环尺寸向量与组成环尺寸向量的夹角余弦值；根据公式：计算封闭环的尺寸变动量；其中，Δl0为封闭环的尺寸变动量，Δlm为组成环的尺寸变动量，为辅助环的尺寸变动量，根据所述配合偏差表达式中的各非零分量的变动区间确定，p为组成环的数量，q为辅助环的数量。9.一种装配尺寸链计算装...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓宇，刘检华，张志强，刘少丽，熊辉，邵楠，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11