●前言
第1章 幾何約束關繫的自由度分析方法 1
1.1 幾何要素的自由度定義 1
1.1.1 基本幾何要素的傳統自由度定義 1
1.1.2 基本幾何要素的本征方向和本征自由度定義 3
1.1.3 成組要素的本征自由度定義 4
1.2 本征自由度的表示和操作運算 6
1.3 本征自由度與幾何公差的關繫 6
1.4 基本幾何要素約束自由度原理 10
1.4.1 基本幾何要素距離測量方向線和角度測量平面的概念 10
1.4.2 基本幾何要素之間的DMDL和AMP 12
1.4.3 基準要素和目標要素之間的DMDL和AMP情況舉例 14
1.4.4 幾何要素之間的DMDL和AMP的確定方法 15
1.5 基準要素的約束自由度能力計算 17
1.6 本章小結 19
參考文獻 20
第2章 幾何要素控制點變動模型 21
2.1 公差的數學模型 21
2.2 基本幾何要素的控制點 22
2.2.1 幾何要素的理想坐標繫 22
2.2.2 實際幾何要素的替代幾何表示 23
2.2.3 基本幾何要素的控制點定義 24
2.2.4 控制點的變動空間與公差帶的關繫 24
2.3 基於幾何要素控制點表示的公差數學模型 25
2.3.1 平面要素的CPVM 25
2.3.2 直線要素的CPVM 28
2.3.3 點要素的CPVM 29
2.3.4 圓柱要素的CPVM 30
2.4 基於CPVM和蒙特卡羅模擬的公差分析方法 31
2.4.1 幾何要素的仿真實例生成方法 31
2.4.2 裝配公差分析流程 31
2.4.3 裝配尺寸公差分析實例 32
2.5 本章小結 34
參考文獻 34
第3章 幾何要素的基準體繫及其建立規則 37
3.1 基準參考框架和模擬基準要素 37
3.2 基準要素的幾何類型 39
3.3 基準坐標繫素 43
3.4素與基準幾何的關繫 44
3.5素的確定規則 45
3.6 建素的遞歸算法及其在基準要素正確性驗證中的應用 45
3.6.1 建素的遞歸組合方法 45
3.6.2 基準要素有效性和基準體繫完整性驗證規則 47
3.7 基準坐標繫自動建立算法流程 49
3.8 基於CPVM的模擬基準要素的確定方法 50
3.9 基於CPVM的平面基準要素的DFS建立方法 51
3.9.1 平面要素的DFS2的確定方法 52
3.9.2 平面要素的DFS3的確定方法 53
3.10 基於CPVM的圓柱基準要素的DFS建立方法 54
3.10.1 圓柱要素的CPVM 54
3.10.2 圓柱要素的DFS2和DFS3的確定方法 55
3.11 基於CPVM的稜柱基準要素的DFS建立方法 55
3.11.1 稜柱要素的CPVM 55
3.11.2 稜柱要素的DFS2的確定方法 56
3.11.3 稜柱要素的DFS3的確定方法 57
3.12 基於CPVM的模擬基準要素確定方法實例分析 58
3.13 本章小結 59
參考文獻 60
第4章 幾何要素誤差傳遞關繫圖及其建立方法 61
4.1 機器模型中幾何要素誤差傳遞關繫 61
4.2 零件裝配位置誤差傳遞關繫模型 62
4.3 零件內部幾何要素位置誤差傳遞關繫模型 65
4.4 零件之間誤差傳遞關繫圖建立方法 70
4.4.1 CAD裝配模型中的裝配關繫樹結構 70
4.4.2 零件之間誤差傳遞關繫圖的數據結構 71
4.4.3 零件之間裝配關繫圖自動建立算法 73
4.5 零件內部幾何要素誤差傳遞關繫圖建立方法 73
4.5.1 誤差傳遞關繫圖的 74
4.5.2 三維尺寸公差標注的隱含信息 75
4.5.3 尺寸標注關聯要素的基準-目標關繫確定規則 76
4.5.4 隱含關繫的判斷規則 78
4.5.5 零件內部幾何要素誤差傳遞關繫圖自動建立數據準備 78
4.5.6 零件內部幾何要素誤差傳遞關繫圖自動建立算法 79
4.6 裝配體幾何誤差傳遞關繫圖的自動建立實例 82
4.6.1 幾何公差標注的基準-目標關繫確定 82
4.6.2 零件之間幾何要素誤差傳遞關繫圖自動建立算法實例 83
4.6.3 零件內部幾何要素誤差傳遞關繫圖自動建立算法實例 84
4.7 本章小結 86
參考文獻 87
第5章 裝配模型的坐標繫體繫及其自動建立方法 89
5.1 基於坐標變換矩陣的幾何要素位置計算方法 89
5.2 相關研究介紹 90
5.3 機器裝配模型中的坐標繫體繫結構 91
5.3.1 零件在機器中位置的定義路徑 91
5.3.2 幾何要素在零件中位置的定義路徑 92
5.4 機器模型中坐標繫建立規則 93
5.4.1 基準參考框架坐標繫相對於第一基準要素實際坐標繫的坐標變換矩陣 93
5.4.2 幾何要素理想位置坐標繫相對於DRF的坐標變換矩陣 96
5.4.3 零件全局坐標繫設置及其相對於CAD模型坐標繫的坐標變換矩陣 97
5.4.4 零件全局坐標繫相對於定位基準實際坐標繫的坐標變換矩陣 97
5.5 目標要素在機器坐標繫中位置的確定原理 98
5.6 機床主軸繫統誤差分析實例 100
5.6.1 主軸繫統誤差傳遞關繫分析 101
5.6.2 主軸繫統誤差傳遞關繫模型 103
5.6.3 主軸錐孔位置模擬計算方法 104
5.7 本章小結 105
參考文獻 106
第6章 基於真實機器模型的裝配位置計算方法 108
6.1 裝配接觸面對的配合形式 108
6.2 貼合接觸情況下的接觸面幾何類型分析 109
6.3 基於替代幾何的裝配接觸位置分步求解算法原理 112
6.4 三平面裝配接觸位置分步求解算法 113
6.4.1 基於替代幾何的裝配位置計算原理 113
6.4.2 面面對齊時第二基準替代平面接觸位置的計算原理 115
6.4.3 面面對齊時裝配零件的轉動和平移參數的計算步驟 116
6.4.4 第三基準替代平面接觸位置的確定 117
6.5 本章小結 119
參考文獻 119
第7章 公差因子敏感度的自動計算方法 120
7.1 研究現狀 120
7.2 敏感度的基本概念 121
7.2.1 敏感度的數學定義 121
7.2.2 工程應用軟件對敏感度的定義方式 122
7.2.3 基於控制點變動模型的敏感度數值計算方法 123
7.3 目標要素在機器坐標繫中位置的矩陣表示方法 124
7.4 幾何要素實際坐標繫相對於理想坐標繫齊次坐標變換矩陣的旋量
參數表示 125
7.5 雅可比旋量為參數的測量目標齊次坐標變換矩陣表達式 128
7.6 基於雅可比旋量齊次坐標變換矩陣的敏感度自動計算方法 131
7.7 本章小結 133
參考文獻 134
第8章 尺寸公差和幾何公差關聯設計方法 135
8.1 公差相關要求的尺寸公差和幾何公差設計存在的問題 135
8.2 裝配作用尺寸的計算方法 137
8.2.1 單一尺寸要素自由裝配的作用尺寸和極限作用尺寸 137
8.2.2 關聯要素基準定向裝配的作用尺寸和極限作用尺寸 139
8.2.3 關聯要素基準定位裝配的作用尺寸和極限作用尺寸 142
8.3 公差相關要求的適用條件 146
8.4 應用公差相關要求的尺寸公差和幾何公差關聯設計方法 148
8.4.1 單個要素保證距離要求的尺寸公差和幾何公差關聯設計方法 149
8.4.2 成對裝配保證間隙或過盈的幾何尺寸與公差關聯設計方法 152
8.5 尺寸公差和幾何公差關聯設計案例 153
8.5.1 單個要素保證距離要求的尺寸公差和幾何公差關聯設計實例 153
8.5.2 成對要素基準定位裝配的尺寸公差和幾何公差關聯設計實例 154
8.6 本章小結 155
參考文獻 156
第9章 應用公差相關要求的幾何要素檢測檢驗技術 158
9.1 應用公差相關要求的幾何要素檢測存在的問題及研究現狀 158
9.2 應用公差相關要求的尺寸要素幾何類型 160
9.2.1 應用公差相關要求的目標要素幾何類型和公差帶形狀 160
9.2.2 多個基準應用相關要求情況下的組成形式 163
9.3 兩個基準要素應用公差相關要求情況下的幾何要素檢測方法 165
9.3.1 兩個基準要素應用相關要求的檢驗原理 165
9.3.2 兩個基準應用公差相關要求情況下的擴大公差帶的確定 169
9.4 各種基準組合情況下檢驗公差帶的確定方法 170
9.4.1 圓柱基準和直槽基準對心組合下的目標要素公差帶確定方法 170
9.4.2 圓柱基準和直槽基準不對心組合下的目標要素公差帶確定方法 172
9.4.3 直槽基準和圓柱基準不對心組合下的目標要素公差帶確定方法 174
9.4.4 兩個圓柱基準組合下的目標要素公差帶確定方法 176
9.4.5 兩寬度要素基準組合下的目標要素公差帶確定方法 178
9.5 轉移公差計算實例 179
9.6 本章小結 180
參考文獻 181
第10章 裝配公差分析自動化原型軟件介紹 183
10.1 自動化公差分析軟件的基本介紹 183
10.2 公差分析過程的結構化關鍵技術 184
10.2.1 控制點變動模型 184
10.2.2 裝配公差自動分析的坐標繫體繫 185
10.2.3 基於替代幾何的裝配接觸位置計算方法 187
10.2.4 機器誤差傳遞關繫模型及其建模方法 188
10.3 裝配公差分析自動化方法的算法流程 189
10.3.1 公差分析原型軟件SwTol介紹 189
10.3.2 原型軟件進一步開發設想 191
10.4 本章小結 192
參考文獻 192
