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装配公差分析是几何产品设计和制造过程中的重要环节,通过装配公差分析可验证公差设计的合理性和经济性。随着科技的发展,人们对精密几何产品的精度要求越来越高,为了保证精度要求和降低制造成本,在几何产品设计中需要正确处理尺寸公差、形位公差和公差原则。现有的计算机辅助公差设计(CAT)技术,虽然可以较好地处理形位公差,但是很少涉及尺寸公差与形位公差之间的关系,即公差原则,因而难以很好地实现几何产品的装配公差分析。针对这个问题,本文基于公差原则对装配公差分析方法展开研究。主要研究内容如下: 1.研究了基于公差原则的特征公差建模方法。基于SDT公差建模理论,研究了零件特征在各种公差原则的公差建模方法,给出了同轴度、对称度和位置度公差在各种公差原则下的数学表达式,为下一步的公差分析打下了理论基础。 2.建立了零件考虑公差原则时的三维公差模型。在特征公差建模的基础上,建立了零件的三维公差模型,并研究了零件的公差分析方法,最后以花键轴为实例验证了方法的有效性。 3.实现了基于公差原则的装配公差分析。在雅可比旋量理论的基础上,建立了基于公差原则的装配体公差分析模型。在建立模型的过程中,研究了特征有公差原则要求时的旋量区间表示方法。最后用简易尾座顶尖装配体对所提方法进行说明,并基于蒙特卡洛对其进行了公差分析。 4.开发了装配公差分析原型系统。在上述理论成果的基础上,利用MATLAB GUI平台开发了原型系统,详细介绍了系统的主要功能模块,并结合实例说明了系统的使用方法。