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大型结构件运输夹具误差建模与分析

作　者: 白永超
导　师: 倪雁冰
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 飞机结构件运输夹具误差建模齐次变换矩阵误差分析蒙特卡洛
分类号: TG75
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 87次
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内容摘要

本文结合大型飞机结构件运输夹具的结构特点研究了机头运输夹具装配误差建模方法,讨论了基于该建模方法的模拟误差分析方法,给出了机头夹具的装配精度预估。论文取得了如下成果:利用物体位姿的空间描述法研究了3-2-1定位中定位元件误差及工件表面误差对工件位姿的影响,建立了工件位姿误差模型,在此基础上探讨了4-2-1定位的误差模型,将此模型应用于机头夹具的前支架的连接部分使用齐次变换矩阵法建立了前支架的误差模型,同时提出以前支架的误差模型预估前托架的误差。基于蒙特卡洛模拟法,提出了两类配合间隙误差的模拟方法。结合本文的误差建模方法提出将求解空间装配尺寸链的问题分解为处理与定位点各方向坐标相关的局部简单尺寸链的问题,该方法不仅简化了求解空间尺寸链的问题,而且保证了误差分析可以直接面向制造。针对前支架上的部分位置点进行了模拟误差分析,分析得出位置点的坐标误差与定位方式及定位元件的布置相关,并且模拟了在给定的公差条件下能够保证的位置点坐标的精度。基于前支架的误差模型对前托架上的位置点进行了模拟,以预估前托架上位置点的误差。使用激光跟踪仪对机头夹具的装配体进行了实际测量,对测量数据的分析表明模拟误差分析的结果与测量结果具有较好的一致性,证明了误差模型及误差分析方法的有效性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 课题研究背景和意义  7-8
  1.2 国内外研究状况  8-11
    1.2.1 误差建模方法  8-10
    1.2.2 误差分析  10-11
  1.3 本文主要研究内容  11-13
第二章机头运输夹具的误差建模  13-29
  2.1 引言  13
  2.2 机头夹具介绍及坐标系定义  13-17
    2.2.1 机头夹具结构介绍  14-15
    2.2.2 机头夹具坐标系的定义  15-17
  2.3 误差建模方法  17-25
    2.3.1 坐标系的空间描述  17-18
    2.3.2 六点定位(3-2-1)的误差模型  18-22
    2.3.3 过定位(4-2-1)的误差模型  22-25
  2.4 前支架上任意点的误差  25-26
  2.5 前托架上任意点的误差  26-28
  2.6 小结  28-29
第三章机头运输夹具的误差分析  29-43
  3.1 引言  29
  3.2 模拟误差分析方法  29-33
    3.2.1 线性尺寸及配合间隙的统计分布  30-32
    3.2.2 正态分布和均匀分布随机变量的模拟  32
    3.2.3 蒙特卡洛模拟误差分析流程  32-33
  3.3 机头夹具的模拟误差分析  33-42
    3.3.1 前支架上测量点的误差分析  37-40
    3.3.2 前托架上测量点的误差分析  40-42
  3.4 小结  42-43
第四章机头运输夹具的测量实验  43-48
  4.1 引言  43
  4.2 激光跟踪测量系统介绍  43-44
  4.3 机头夹具的测量实验及分析  44-47
    4.3.1 测量实验规划  45
    4.3.2 测量结果及其分析  45-47
  4.4 小结  47-48
第五章结论  48-50
  5.1 全文结论  48
  5.2 工作展望  48-50
参考文献  50-54
附录A  54-55
发表论文及参加科研情况说明  55-56
致谢  56

大型结构件运输夹具误差建模与分析

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