[发明专利]基于图形表示空间尺寸链公差分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及尺寸链公差分析方法，属于机械精度设计领域，具体涉及一种基于图形表示空间尺寸链公差分析方法。

背景技术

目前，空间尺寸链公差分析方法主要可以分为：换面法、空间角度换算法、矢量矩阵法。

换面法就是将空间(三维)尺寸链转化为平面(二维)尺寸链，再将平面尺寸链转化为线性(一维)尺寸链的计算方法。换面法计算思想比较简单，但对于比较复杂的空间机构，很难采用换面法来建立尺寸链及尺寸链方程，而且计算精度差，因此对于精度要求高的空间机构很难满足要求。

空间角度换算法将各组成环向坐标轴投影，由尺寸链图中各组成环在坐标系中的位置求出该组成环与坐标轴的夹角并投影在轴上，根据轴上投影列出空间尺寸链方程，求解封闭环。由于空间角度换算法对于每个尺寸有许多空间角度之间相互转换，公式繁多，使用起来不易、容易出错。

矢量矩阵法将尺寸用空间中一个矢量表示，空间尺寸链就是一组按顺序相连的矢量多边形，将已知量和未知量视为两组矢量，通过矩阵建立两组矢量的关系，并求解矩阵得到相应结果。该方法对于在空间线性尺寸链的分析取得很好的计算结果和精度。然而，该方法对于尺寸链中包含未知角度的非线性尺寸链情况，求解起来比较困难，精度计算不高，不适宜使用。

综上，换面法、空间角度换算法、矢量矩阵法在空间尺寸链公差分析中的使用并非十分成熟，而且在空间尺寸链公差分析中使用起来不方便，需要人为干预计算过程，不具有普遍的通用性，并且计算精度不高，此外，这三种方法不便于使用计算机去实现对一般通用尺寸链封闭环的计算。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于图形表示空间尺寸链公差分析方法，该方法能够达到计算通用性和提高计算效率的目的。

本发明所提供的方法的具体设计步骤如下：

S00、根据装配体或零件设计图确定尺寸链的封闭环的组成。

封闭环是装配体或零件的功能和需求的集中反映，装配体或零件的需求和功能是由产品的性能决定的，其存在具有客观性。

S01、根据装配体的零件之间的相互关系或装配体的零件结构确定尺寸链的组成。

尺寸链和封闭环具有相同性质，是由装配体的零件之间的关系、结构而决定，应通过分析其零件之间的相互关系以及零件结构确定尺寸链的具体结构形式。当确定了尺寸链的结构形式，也就确定了组成环数据、未知组成环的类型和数目等。

S02、依次对每一个尺寸的尺寸参数进行提取，并设置尺寸链信息。

a、采用图形表示该尺寸链的尺寸信息，并记录尺寸类型，包括角度尺寸和长度尺寸。

b、提取尺寸链的尺寸参数。对于第i个尺寸，若该尺寸在XOY平面投影，则所要提取的尺寸参数包括基本长度l_i、长度上偏差l_ui、长度下偏差l_di、尺寸与Z轴的正向夹角θ_i，θ_i的上偏差θ_ui、θ_i的下偏差θ_di、尺寸在XOY平面投影与X轴的正向夹角的上偏差的下偏差

若该尺寸在YOZ平面投影，则所要提取的尺寸参数包括基本长度l_i、长度上偏差l_ui、长度下偏差l_di、尺寸与X轴的正向夹角θ_i、θ_i的上偏差θ_ui、θ_i的下偏差θ_di、尺寸在YOZ平面投影与Y轴的正向夹角的上偏差的下偏差

若该尺寸在ZOX平面投影，则所要提取的尺寸参数包括基本长度l_i、长度上偏差l_ui、长度下偏差l_di、尺寸与Y轴的正向夹角θ_i，θ_i的上偏差θ_ui、θ_i的下偏差θ_di、尺寸在ZOX平面投影与Z轴的正向夹角的上偏差的下偏差