提出一种基于小位移旋量(SDT)公差建模和蒙特卡洛模拟的装配体公差优化设计方法,通过分析装配精度链、装配结合面和结合面公差3个对装配精度具有重要影响的核心要素之间的关系,利用SDT理论和蒙特卡洛模拟法建立公差模型,再利用齐次变换理论建立结合面误差模型和装配精度模型,进而推导出装配体装配精度与结合面公差相关的映射模型;结合公差制造成本、装配精度可靠度原则,建立装配体装配精度的公差优化模型,并以顶尖装配体为例完成公差优化分析。研究发现在满足装配精度可靠度的前提下,可使顶尖装配体加工成本降低9.02%,而装配精度可靠度提高至97.81%,验证了所提方法的有效性。

针对齿轮泵公差建模把零件假定为刚体,很少考虑零件热变形的影响,导致公差模型与实际情况差别较大的问题,文章研究了热变形下齿轮泵公差建模的方法。该方法通过有限元仿真计算零部件热变形量,并结合雅克比旋量理论,建立基于热变形的齿轮泵公差模型,以此定量计算热变形对齿轮泵性能的影响,其模型结果可对齿轮泵性能进行预测和改进。

机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结

零件的公差分析是产品公差设计中的重要环节,为提高机械产品质量和零件的互换性,在零件设计时需要考虑尺寸公差和形位公差的关系,即公差原则,而传统的零件公差分析方法很少考虑公差原则中的相关要求,难以对有相关要求的零件进行三维公差分析。针对上述问题,利用SDT理论对有相关要求的轴类零件进行三维公差数学建模,然后结合蒙特卡洛法实现了对此类零件三维公差分析。最后以花键轴为实例,对比了不同公差原则下的零件公差分析结果,验证了所述方法的有效性。

探讨了各种公差区域和各种连接的小位移旋量（SD T）的描述方法;研究如何用表面模型来实现对装配体的描述,并且借助于小位移旋量确定装配体任意表面之间的相对位置;根据各个功能要素对于产品的装配功能要求的影响,创建三维公差分析尺寸链,实现面向装配的三维尺寸和几何公差分析;最后给出公差分析实例对所提出的方法加以验证。