申请/专利权人：杭州电子科技大学

申请日：2018-06-22

公开（公告）日：2023-01-06

公开（公告）号：CN108920794B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06T7/62;G06F17/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.01.06#授权;2018.12.25#实质审查的生效;2018.11.30#公开

摘要：本发明提出一种三基准体系下双直径要素基准组合遵循公差相关要求的被测要素检验公差带计算方法，包括：S1，对全部基准要素分别建立D_DFS和M_DFS；全部基准要素由一个平面要素和两个直径要素组成；S2，根据D_DFS建立设计坐标系，根据M_DFS建立测量坐标系；S3，根据D_DFS构件和M_DFS构件装配后存在的相对运动建立设计坐标系和测量坐标系的相对运动关系，以定义转移公差和被测要素检验公差带；S4，采用平行四边形机构和摆杆机构的串联组合表示设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对运动关系，以计算所述双直径要素检验公差带；曲柄的长度为两个虚线圆与其相对应的实线圆的半径之差的较小值。本发明所述方法适用于多个基准遵循公差相关要求的转移公差的计算，具有较高的理论意义和使用价值。

主权项：1.一种三基准体系下双直径要素基准组合遵循公差相关要求的被测要素检验公差带计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对全部基准要素分别建立D_DFS和M_DFS；所述全部基准要素由一个平面要素和两个直径要素组成，且所述两个直径要素为圆柱要素时垂直于平面要素；S2，从所建立的D_DFS和M_DFS中，选取两个或三个D_DFS构成D_DFS构件，选取两个或三个M_DFS构成M_DFS构件；根据所述D_DFS构件建立设计坐标系，根据所述M_DFS构件建立测量坐标系；S3，根据D_DFS构件和M_DFS构件装配后存在的相对运动建立设计坐标系和测量坐标系的相对运动关系；根据所述相对运动关系，定义转移公差和被测要素检验公差带；S4，采用平行四边形机构和摆杆机构的串联组合表示设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对运动关系，根据平行四边形机构和摆杆机构的结构参数和性能参数，计算所述被测要素检验公差带；所述平行四边形机构包括连杆，连杆的长度由两个直径要素的M_DFS的位置尺寸确定；所述摆杆机构以所述连杆为机架，以曲柄与连杆的铰接点为摆动中心摆动；所述平行四边形机构中曲柄的长度为两个虚线圆与其相对应的实线圆的半径之差的较小值，曲柄在各个位置时摆杆的摆动角度范围根据M_DFS和D_DFS构件的几何形状和尺寸进行计算。

全文数据：一种三基准体系下双直径要素基准组合遵循公差相关要求的被测要素检验公差带计算方法技术领域[0001]本发明属于公差原则应用技术领域，尤其涉及一种三基准体系下双直径要素基准组合遵循公差相关要求的被测要素检验公差带计算方法。背景技术[0002]公差原则是确定被测要素尺寸公差和几何公差之间关系应遵循的原则，公差原则包括独立原则和相关要求，独立原则是指被测要素的尺寸公差和几何公差彼此无关的公差要求，相关要求是指被测要素的尺寸公差和几何公差相互有关的公差要求。公差相关要求包括包容要求、最大实体要求、最小实体要求以及最大实体要求下的可逆要求和最小实体要求下的可逆要求等。应用公差相关要求可以获得奖励公差和转移公差两种公差补偿效益。奖励公差为被测要素的尺寸误差或几何误差未到达公差值的误差富余而进行相互补偿的数值;转移公差为基准要素的尺寸和几何误差未达到公差值的误差富余而补偿给被测要素几何公差的数值。奖励公差和转移公差能够扩大被测要素的检验公差值，从而提高零件的合格率、降低制造成本。[0003]虽然使用转移公差能够提高制造效益，但当前实际生产过程中相关要求的应用存在诸多困难，包括设计基础理论和检验方法等多个方面。其主要问题为当前各种公差表示模型仅仅表示被测要素的尺寸与几何误差，并没有涉及到被测要素与基准关系的表示，这些模型只支持奖励公差的处理。为数不多的文献讨论到转移公差计算方法，但仅仅局限于单一基准遵循相关要求的情况，多个基准遵循公差相关要求的转移公差计算尚无通用的计算方法和计算公式。因此建立多个基准遵循公差相关要求情况下的零件几何要素检验公差带的计算方法具有理论意义和使用价值。发明内容[0004]基于上述现有技术存在的缺陷，本发明提出一种双直径要素检验公差带计算方法，以适用于多个基准遵循公差相关要求的转移公差的计算，提高理论意义和使用价值。[0005]本发明涉及的基本概念：[0006]直径要素:直径要素是一种尺寸要素，分为球要素和圆柱要素，由一个尺寸来确定球要素或圆柱要素的直径或半径；[0007]设计极限状态：当几何要素应用最大实体要求时，其设计极限状态为几何要素的最大实体状态或最大实体实效状态；当几何要素应用最小实体要求时，其设计极限状态为几何要素的最小实体状态或最小实体实效状态。[0008]模拟基准要素DFS:模拟基准要素具有公称基准要素相同的几何形状和位置关系，模拟基准要素密切包容实际基准要素，是基准的实际体现。例如，在加工和检测过程中，用来建立基准的定位元件就是模拟基准要素，该定位元件与实际基准要素相接触且具有足够精度的，如一个平板或一根心棒等。[0009]设计模拟基准要素D_DFS和测量模拟基准要素M_DFS:根据模拟基准要素的定义，D_DFS为设计给定的基准要素的极限状态所对应的DFS，M_DFS为实际状态下的基准要素所对应的DFS。[0010]为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：[0011]—种三基准体系下双直径要素基准组合遵循公差相关要求的被测要素检验公差带计计算方法，包括以下步骤：[0012]Sl，对全部基准要素分别建立D_DFS*M_DFS;[0013]S2,从所建立的D_DFS*M_DFS中，选取两个或三个D_DFS构成D_DFS构件，选取两个或三fM_DFS构成M_DFS构件;根据所述0_0?5构件建立设计坐标系，根据所述M_DFS构件建立测量坐标系；[0014]S3,根据D_DFS构件和M_DFS构件装配后存在的相对运动建立设计坐标系和测量坐标系的相对运动关系;根据所述相对运动关系，定义转移公差和被测要素检验公差带；[0015]S4,采用平行四边形机构和摆杆机构的串联组合表示设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对运动关系，根据平行四边形机构和摆杆机构的结构参数和性能参数，计算所述被测要素检验公差带；[0016]所述平行四边形机构连杆的长度由两个应用公差相关要求的基准要素D_DFS的位置尺寸确定，机架杆的长度由两个应用公差相关要求的基准要素M_DFS的位置尺寸确定;所述摆杆机构以所述连杆为机架，以曲柄与连杆的铰接点为摆动中心摆动;所述平行四边形机构曲柄的长度为两个虚线圆与其相对应的实线圆的半径之差的较小值。[0017]进一步地，步骤Sl中所述全部基准要素由一个平面要素和两个直径要素组成，所述两个直径要素为圆柱要素时垂直于平面要素，所述两个直径要素均遵循公差相关要求；[0018]进一步地，所述D_DFS就是基准要素设计极限状态下的反向包容几何;所述M_DFS的建立遵循以下规则：[0019]a第一基准要素的测量模拟基准要素M_DFS1的几何形状与第一基准要素的公称形状相同，且与所述第一基准要素的实际表面保持最大接触；[0020]b第二基准要素的测量模拟基准要素M_DFS2的几何形状与第二基准要素的公称形状相同，且与M_DFS1保持公称相对位置关系、与第二基准要素的实际表面保持最大接触；[0021]C第三基准要素的测量模拟基准要素M_DFS3的几何形状与第二基准要素的公称形状相同，且与M_DFS2、M_DFS3保持公称相对位置关系、与第三基准要素的实际表面保持最大接触。[0022]进一步地，步骤Sl中，组成D_DFS构件的各0_0?3之间的位置尺寸与组成1〇?3构件的各M_DFS之间的位置尺寸相同。[0023]进一步地，步骤S2具体包括：[0024]S21，坐标系的xoy平面与平面基准要素的基准平面重合；[0025]S22,坐标系的坐标原点为第二基准圆柱要素的轴线与xoy平面的交点或第二基准球要素球心在xoy平面上的投影点，z轴正向为原点指向第二基准圆柱要素轴线的两个端点中距离最远的端点或原点指向第二基准球要素球心；[0026]S23,坐标系的X轴与过原点和第三基准圆柱要素的轴线与xoy平面的交点或第三基准球要素球心在xoy平面上的投影点的连线重合，X轴正向为原点指向第三基准圆柱要素的轴线与x〇y平面的交点或第三基准球要素球心与x〇y平面的投影点方向。[0027]进一步地，步骤S3中，根据所述相对运动关系，定义转移公差和被测要素检验公差带，具体为：[0028]S3M#D_DFS构件与M_DFS构件中尺寸较大的构件设置为空腔，尺寸较小的构件设置为实体；[0029]S32，D_DFS构件与M_DFS构件在装配后产生最大相对运动；[0030]S33，D_DFS构件完成最大相对运动后，位于D_DFS构件上的设计公差带构件上形成包络区域，所述包络区域相对于原公差带扩大的部分形成转移公差，所述包络区域形成被测要素检验公差带。[0031]进一步地，步骤S3中，当被测要素的三个基准要素中有一个基准要素为平面时，D_DFS构件和M_DFS构件之间的最大相对运动为平面运动，用平面运动的表示方法来建立设计坐标系和测量坐标系之间的最大相对运动;所述表示方法为：[0032]1应用公差相关要求的D_DFS构件和M_DFS构件向平面基准要素所在的平面投影；[0033]2D_DFS构件与M_DFS构件保持相互接触条件下的最大相对运动表示为平面内点P的平移运动和绕该点的转动。[0034]进一步地，步骤S3中，D_DFS构件和M_DFS构件向平面基准要素所在平面的投影图形的组合形式有以下两种：[0035]第一种:第二基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差小于第三基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差，[0036]第二种:第二基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差大于第三基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差。[0037]相对于现有技术，本发明具有以下优点：[0038]1本发明不仅局限于单一基准遵循相关要求下转移公差的计算，更适用于双基准遵循相关要求下转移公差的计算；[0039]2本发明提出的计算方法可用于计算应用公差相关要求的两个基准要素为直径要素时的任意基准方位布局下的转移公差，具有较好的普遍性；[0040]3本发明借助平面连杆机构模型简洁明了地说明了转移公差的形成过程，该计算方法简单且通俗易懂，使本领域普通技术人员能够更快地上手并准确应用。附图说明[0041]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0042]图Ia为第一种0_0?3构件和M_DFS构件的投影组合图形示意图。[0043]图Ib为第二种0_0?3构件和M_DFS构件的投影组合图形示意图。[0044]图2a为第一种0_0?3构件和M_DFS构件的投影组合图形对应表示机构示意图。[0045]图2b为第二种0_0?3构件和M_DFS构件的投影组合图形对应表示机构示意图。[0046]图3为实施例示例零件图。[0047]图4为实施例0_0?3构件和M_DFS构件的投影组合图形示意图。[0048]图5为实施例表示机构示意图。[0049]图6为α与β角随Θ角变化而变动的示意图。[0050]图7为检验公差带形成过程及其最终形状示意图。具体实施方式[0051]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图以及具体的实施方式，对本发明进行详细地介绍说明。[0052]本发明所述被测要素检验公差带计算方法，包含以下步骤：[0053]SI，对全部基准要素分别建立D_DFS*M_DFS;所述全部基准要素由一个平面要素和两个直径要素组成，且所述直径要素为圆柱要素时其轴线垂直于平面要素，两个直径要素遵循公差相关要求，平面要素不遵循公差相关要求。[0054]对于给定的实际零件，根据被测要素公差带形状、基准组合形式及基准组合遵循的公差相关要求以及模拟基准要素的概念，对全部基准要素分别建立D_DFS*M_DFS。[0055]D_DFS就是基准要素设计极限状态下的反向包容几何，M_DFS的建立遵循以下规则和步骤：[0056]a第一基准要素的测量模拟基准要素M_DFS1是第一基准要素实际表面的定形包容几何，即M_DFS1的几何形状与第一基准要素的公称形状相同，且与所述第一基准要素的实际表面保持最大接触；[0057]b第二基准要素的测量模拟基准要素M_DFS2是第二基准要素的定形和定向包容几何，g__DFS2的几何形状与第二基准要素的公称形状相同，且与M_DFS1保持公称相对位置关系、与第二基准要素的实际表面保持最大接触；[0058]c第三基准要素的测量模拟基准要素M_DFS3是第三基准要素的定形和定向包容几何，即M_DFS3的几何形状与第二基准要素的公称形状相同，且与M_DFS2、M_DFS3保持公称相对位置关系、与第三基准要素的实际表面保持最大接触。[0059]S2,从所建立的D_DFS*M_MFS中，取两个或三fD_DFS形成D_DFS构件，取两个或三个M_DFS形成M_DFS构件，根据所述D_DFS构件建立设计坐标系，根据所述M_DFS构件建立测量坐标系。[0060]设计坐标系或测量坐标系的建立过程相同，具体包括：[0061]S21，坐标系的xoy平面与平面基准要素的基准平面重合；[0062]S22,坐标系的坐标原点为第二基准圆柱要素的轴线与xoy平面的交点或第二基准球要素的球心在xoy平面上的投影点，z轴正向为原点指向第二基准圆柱要素轴线的两个端点中距离最远的端点或原点指向第二基准球要素球心；[0063]S23,坐标系的X轴与过原点和第三基准圆柱要素的轴线与xoy平面的交点或第三基准球要素球心在xoy平面上的投影点的连线重合，X轴正向为原点指向第三基准圆柱要素的轴线与xoy平面的交点或第三基准球要素球心在xoy平面上的投影点方向。[0064]S3，根据D_DFS构件和M_DFS构件装配后存在的相对运动建立设计坐标系和测量坐标系的相对运动关系;根据所述相对运动关系，定义转移公差和被测要素检验公差带。具体包括：[0065]S3M#D_DFS构件与M_DFS构件中尺寸较大的构件设置为空腔，尺寸较小的构件设置为实体；[0066]S32，D_DFS构件与M_DFS构件在装配后产生最大相对运动；[0067]S33，D_DFS构件完成最大相对运动后，位于D_DFS构件上的设计公差带构件上形成包络区域，所述包络区域相对于原公差带扩大的部分形成转移公差，所述包络区域形成被测要素检验公差带。[0068]iD_DFS构件与M_DFS构件进行装配时，两构件之间存在的间隙使得D_DFS构件与M_DFS构件在装配后具有相对运动，根据该相对运动建立所述设计坐标系和测量坐标系的相对运动关系。如果在两个构件的间隙范围内移动D_DFS构件能够使得被测要素设计公差带包含被测要素实际位置，则这个被测要素的位置是合格的。当D_DFS构件相构件作最大相对运动时，位于D_DFS构件上的设计公差带构件上的包络区域大于原公差带，这一扩大区域就是转移公差，而其包络区域即为被测要素检验公差带。[0069]S4,采用平行四边形机构和摆杆机构的串联组合表示设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对运动关系，根据平行四边形机构和摆杆机构的结构参数和性能参数，计算所述被测要素检验公差带。[0070]假设平面基准要素为第一基准要素，两个直径基准要素分别为第二、第三基准要素，则将D_DFS构件和M_DFS构件向第一基准要素所在平面投影，D_DFS构件和M_DFS构件的投影均为圆。根据投影圆的尺寸，D_DFS构件和M_DFS构件的可能组合图形只有2种，如图1所示，第一种组合情况表示为第二基准的0_0?5和11_0?5的投影圆半径之差小于第三基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差;第二种组合情况表示为第二基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差大于第三基准的0_0?5和11_0?5的投影圆半径之差。[0071]以基准要素为内部要素空腔应用最大实体要求为例，则图Ia〜图Ib中实线图形表示M_DFS构件的投影，虚线图形表*D_DFS构件的投影图形。D_DFS构件与M_DFS构件之间的最大相对运动为保持两者相互接触条件下的平面相对运动，根据平面运动的表示方法，平面运动总可以用一个点的平移运动和绕该点的转动来表示。例如，对于图la，这个点为左侧虚线圆的圆心，它的平移运动为绕实线圆圆心的圆周运动;而转动运动为以虚线圆圆心与虚线矩形中心的连线的摆动。[0072]根据平面运动的知识，设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对平面运动可以分解为一个点的平动和绕该点的转动，这一运动组合采用平行四边形和摆杆机构串联表示。[0073]图Ia〜Ib中2种基准要素组合情况所对应的表示机构分别如图2a〜图2b所示。平行四边形机构的曲柄与连杆的铰链点的运动用以表示点的平动运动，摆杆摆动表示绕铰链点的回转运动，平行四边形机构的机架杆为两个实线圆的中心连线，连杆为两个虚线圆的圆心连线，曲柄为实线圆与虚线圆半径之差较小的实线圆中心到对应虚线圆中心的连线。摆杆机构以平行四边形机构连杆为机架，摆动中心为曲柄与连杆的铰链点，摆杆的长度为两个虚线圆心连线的长度。[0074]测量坐标系固定在平行四边形机构的机架上，坐标系原点Om为第一实线圆的圆心，测量坐标系的XM坐标轴为两个实线圆的中心连线，XM坐标轴的正向为第一实线圆的圆心指向第二实线圆的圆心方向。设计坐标系则固定在摆杆机构的摆杆上，设计坐标系的原点Od即为摆杆摆动中心，设计坐标系的XD坐标轴与摆杆重合。[0075]为了保证曲柄的整周回转，曲柄的长度应为两个实线圆与其相对应的虚线圆的半径之差的较小值。表示机构的摆杆摆角变动范围也随着曲柄转角而变化，曲柄在各个位置时摆杆的摆动角度范围可以根据M_DFS*D_DFS构件的几何形状和尺寸进行计算。[0076]由于设计公差带固连在设计坐标系上，当设计坐标系相对于测量坐标系运动时，该公差带在测量坐标系上的位置包络就是被测目标要素的检验公差带。因此，利用平行四边形机构和摆杆摆动机构的串联表示设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对运动，机构的结构参数与运动参数就可以用来描述转移公差。[0077]根据以上理论分析，可以得到如图2a〜图2b所示机构的结构参数公式以及运动学公式如表1所示。其中参数r、θ、λ分别为基本机构和摆杆机构的运动参数，参数r为基本机构的曲柄长度，参数Θ为基本机构的曲柄转角，参数λ为摆杆机构的摆角。表2中参数Dd1、Dd2、Dm1、Dm2分别为第二、第三直径要素基准的0_0?5*M_DFS直径。表中参数1为基准要素的公称距离或者公称尺寸，结构参数和运动参数的计算公式中的其余参数的意义均可以从表1中找出。[0078]表1表示机构的参数计算公式[0080]本实施例以图3中的模型为例，图3中，被测要素0473M.755mm孔G位置度公差0λ127mm的三个基准要素分别为平面A、孔D和孔E，其中，基准A遵循独立原则，基准D和基准E遵循最大实体要求。孔G位置度检验过程具体步骤如下：[0081]SI，对三个基准要素分别建立D_DFS*M_DFS，并构成D_DFS构件和M_DFS构件。[0082]根据公差标准规定，孔G位置度公差00.127mm设定的前提是三个基准要素平面A、孔D和孔E分别为理想平面、直径为18.163mm的理想圆柱和直径为18.436mm的理想圆柱，它们分别对应三个设计模拟基准要素D_DFS。为了对孔G的位置进行检测，需要通过调整检测仪器的定位元件的位置和尺寸，使其分别与三个实际基准要素保持接触，从而实现对零件的定位，因此，实际测量时的三个定位元件就是测量模拟基准要素M_DFS。为了更好地说明计算结果，将M_DFS的尺寸设置为最小实体实效尺寸，孔D和孔E最小实体实效尺寸分别为18.31_和18.591_。[0083]S2，根据D_DFS构件和M_DFS构件分别建立设计坐标系和测量坐标系。[0084]如图5所示，坐标系的xoy平面与基准平面A重合，坐标系的坐标原点为孔D的轴线与xoy平面的交点，z轴与孔D的轴线重合，z轴正向为原点指向孔D轴线的两个端点中距离最远的端点，X轴与经过原点和孔E轴线与xoy平面的交点的连线重合，X轴正向为原点指向孔E的轴线与xoy平面的交点方向。根据以上建立方法，得到设计坐标系〇D-XDyD和测量坐标系OM-XMyM0[0085]S3，根据D_DFS构件和M_DFS构件装配后存在的相对运动建立设计坐标系和测量坐标系的相对运动关系。根据所述相对运动关系，定义转移公差和被测要素检验公差带。[0086]基准要素孔D和孔E的D_DFS比M_DFS尺寸小，将M_DFS构件设置为空腔，D_DFS构件设置为实体。两构件装配后可产生相对运动，D_DFS构件与M_DFS构件之间的相对运动就反映了设计坐标系和测量坐标系的相对运动。[0087]由测量得到的孔G位置定义在测量坐标系上，而其设计公差带却位于设计坐标系上。如果在两个构件的间隙范围内移aD_DFS构件能够使得被测要素设计公差带包含被测要素实际位置，则这个被测要素的位置是合格的。由此可见，D_DFS构件相构件作最大相对运动时，位于D_DFS构件上的设计公差带构件上的包络区域肯定大于原公差带，这一扩大部分就是转移公差，而该包络区域即为被测孔G的中心位置的检验公差带。[0088]S4,采用平行四边形机构和摆杆机构的串联组合表示设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对运动关系，根据平行四边形机构和摆杆机构的结构参数和性能参数，计算所述被测要素检验公差带。[0089]由于第一基准要素平面A遵循独立原则，因此D_DFS构件和M_DFS构件两者拥有一个共同的平面A^#D_DFS构件和M_DFS构件向平面A投影，D_DFS构件和M_DFS构件的投影均为圆，其投影图形如图4所示，实线圆表示M_DFS构件的投影，虚线圆表示D_DFS构件的投影。D_DFS构件与M_DFS构件之间的最大相对运动为保持实线圆和虚线圆相互接触条件下的平面相对运动。根据平面运动的表示方法，平面运动总可以用一个点的平移运动和绕该点的转动来表示。这个点为左侧虚线圆的圆心，它的平移运动为绕实线圆圆心的圆周运动;而转动运动为两个虚线圆圆心连线绕左侧虚线圆圆心的摆动。[0090]设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对平面运动可以用平行四边形和摆杆摆动机构串联表示，如图5所示。平行四边形机构的曲柄与连杆的铰链点的运动用以表示点的平动运动，摆杆摆动表示绕铰链点的回转运动，铰链点即为设计坐标系的原点〇D，摆杆为设计坐标系的M坐标轴。平行四边形的机架杆为两个实线圆的中心连线，连杆为两个虚线圆的圆心连线。为了保证曲柄的整周回转，曲柄的长度应为图4左侧虚线圆与其相对应的实线圆的半径之差。左侧摆杆机构以平行四边形机构连杆为机架，摆动中心为曲柄与连杆的铰链点，摆杆绕Od点的摆动表示转动运动，摆杆的长度为两个虚线圆圆心连线的长度。本例中机构的结构参数计算如下：[0091][0092][0093][0094][0095]测量坐标系固定在平行四边形机构的机架上，而设计坐标系则固定在摆杆机构的摆杆上。表示机构的摆杆摆角变动范围也随着曲柄转角而变化，曲柄在各个位置时摆杆的摆动角度范围可以根据1_0?5和0_0?5构件的几何形状和尺寸进行计算。如图5,不同曲柄转角Θ下，摆杆摆角λ的变动范围计算公式如下所示：[0102]由于设计公差带固连在设计坐标系上，当设计坐标系作相对于测量坐标系运动时，该公差带在测量坐标系上的位置包络就是被测目标要素的检验公差带。[0103]图6为α与β角随Θ角变化而变动的情况。图7为检验公差带形成过程及其最终形状示意图。图7中，直径为0.147_的圆表示的是平行四边形机构曲柄端点的运动轨迹，直径为0.127_的粗实线圆表示测量坐标系和设计坐标系重合时的设计公差带。曲线段k为平行四边形机构曲柄转角9=90°时设计公差带的中心随摆杆摆动的运动轨迹，三个细实线圆表示设计公差带在曲线段k上的三个位置。当曲柄转过一圈后，固定在摆杆上的设计公差带随曲柄的转动与摆杆的摆动扫掠出来的包络区域边界如图中菱形状的实线所示，这个区域即为检验公差带，该检验公差带的最大内接圆直径为0.2762mm，最小外接圆直径为0.3998mm，因此转移公差的最小值为0.1492mm、最大值为0.2728mm。[0104]以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

权利要求：1.一种三基准体系下双直径要素基准组合遵循公差相关要求的被测要素检验公差带计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对全部基准要素分别建立D_DFS*M_DFS;所述全部基准要素由一个平面要素和两个直径要素组成，且所述两个直径要素为圆柱要素时垂直于平面要素；S2，从所建立的D_DFS*M_DFS中，选取两个或三个D_DFS构成D_DFS构件，选取两个或三fM_DFS构成M_DFS构件;根据所述0_0?5构件建立设计坐标系，根据所述M_DFS构件建立测量坐标系；S3，根据D_DFS构件和M_DFS构件装配后存在的相对运动建立设计坐标系和测量坐标系的相对运动关系;根据所述相对运动关系，定义转移公差和被测要素检验公差带；S4,采用平行四边形机构和摆杆机构的串联组合表示设计坐标系相对于测量坐标系的最大相对运动关系，根据平行四边形机构和摆杆机构的结构参数和性能参数，计算所述被测要素检验公差带；所述平行四边形机构包括连杆，连杆的长度由两个直径要素的M_DFS的位置尺寸确定；所述摆杆机构以所述连杆为机架，以曲柄与连杆的铰接点为摆动中心摆动；所述平行四边形机构中曲柄的长度为两个虚线圆与其相对应的实线圆的半径之差的较小值，曲柄在各个位置时摆杆的摆动角度范围根据M_DFS*D_DFS构件的几何形状和尺寸进行计算。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M_DFS的建立遵循以下规则：a第一基准要素的测量模拟基准要素M_DFS1的几何形状与第一基准要素的公称形状相同，且与所述第一基准要素的实际表面保持最大接触；b第二基准要素的测量模拟基准要素M_DFS2的几何形状与第二基准要素的公称形状相同，且与M_DFS1保持公称相对位置关系、与第二基准要素的实际表面保持最大接触；c第三基准要素的测量模拟基准要素M_DFS3的几何形状与第二基准要素的公称形状相同，且与M_DFS2、M_DFS3保持公称相对位置关系、与第三基准要素的实际表面保持最大接触。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤S1中，组成D_DFS构件的各0_0?3之间的位置尺寸与组成1_0?3构件的之间的位置尺寸相同。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤S2具体包括：S21，坐标系的xoy平面与平面基准要素的基准平面重合；522,坐标系的坐标原点为第二基准圆柱要素的轴线与xoy平面的交点或第二基准球要素的球心在xoy平面上的投影点，z轴正向为原点指向第二基准圆柱要素轴线的两个端点中距离最远的端点或原点指向第二基准球要素球心；523,坐标系的X轴与过原点和第三基准圆柱要素的轴线与xoy平面的交点或第三基准球要素球心在xoy平面上的投影点的连线重合，X轴正向为原点指向第三基准圆柱要素的轴线与xoy平面的交点或第三基准球要素球心在xoy平面上的投影点方向。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤S3中，根据所述相对运动关系，定义转移公差和被测要素检验公差带，具体为：S3M#D_DFS构件与M_DFS构件中尺寸较大的构件设置为空腔，尺寸较小的构件设置为实体；S32，D_DFS构件与M_DFS构件在装配后产生最大相对运动；S33，D_DFS构件完成最大相对运动后，位于D_DFS构件上的设计公差带在1〇?3构件上形成包络区域，所述包络区域相对于原公差带扩大的部分形成转移公差，所述包络区域形成被测要素检验公差带。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于:步骤S3中，当被测要素的三个基准要素中有一个基准要素为平面时，D_DFS构件和M_DFS构件之间的最大相对运动为平面运动，用平面运动的表示方法来建立设计坐标系和测量坐标系之间的最大相对运动;所述表示方法为：1应用公差相关要求的D_DFS构件和M_DFS构件向平面基准要素所在平面投影；2D_DFS构件与M_DFS构件保持相互接触条件下的最大相对运动表示为平面内点P的平移运动和绕该点的转动。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于:步骤S3中，D_DFS构件和M_DFS构件向平面基准要素所在平面的投影图形的组合形式有以下两种：第一种:第二基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差小于第三基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差，第二种:第二基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差大于第三基准的D_DFS*M_DFS的投影圆半径之差。

百度查询： 杭州电子科技大学 一种遵循公差相关要求的被测要素检验公差带计算方法

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