[发明专利]一种轴孔动态装配过程中的装配参数优化方法

权利要求书

1.一种轴孔动态装配过程中的装配参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对待装配的轴和孔的几何形貌进行参数化表征；

①描述轴孔基本尺寸与空间关系

设定轴尺寸：径向尺寸设置轴直径为其中zu为轴的上偏差，zl为轴的下偏差，轴向尺寸为H；

与轴配合的孔尺寸：径向尺寸设置孔直径为其中ku为孔的上偏差，kl为孔的下偏差，轴向尺寸也为H；

轴孔坐标系：以孔的底面圆心为坐标原点，径向为x轴，轴向为z轴，建立右手坐标系；

②描述轴孔的空间运动范围

轴孔配合时，轴的最大变动量为σ＝ku-zl，各方向最大变动量范围：

x方向和y方向的平移变动量

dx∈[-σ，σ]；dy∈[-σ，σ] (1)

x方向和y方向的转动变动量

z方向的转动自由度不限制，转动角度范围

θ_z∈[0，2π] (3)

③基于齐次坐标变换的孔轴装配的空间位置模型

齐次变换可分解成对应于各坐标轴的平移变换和绕各坐标轴的旋转变换；

步骤二，设定轴和孔装配评价指标；

在满足轴和孔可装配的条件下，轴和孔的间隙的均匀性影响轴和孔之间应力的均匀性，所以轴和孔的间隙越均匀表示其装配得越好；为了表达轴孔装配的间隙，以δr(θ,z)来表征轴和孔之间间隙的分布，δr(θ,z)为一个数据集，θ和z分别为轴和孔所在的柱坐标系的坐标值，r₁(θ,z)表示由θ和z所确定的轴上某点的半径值，r₂(θ,z)表示由θ和z所确定的孔上某点的半径值，r₂(θ,z)-r₁(θ,z)表示由θ和z所确定的轴上某点到由θ和z所确定的孔上某点的径向距离：

对于轴孔装配的评价应该基于轴孔装配的间隙，因此得到公式(11)，以此来表征轴孔装配的评价指标：

f(x)为满足f′(x)＜0,f″(x)＜0条件的函数表达式；

步骤三，根据轴和孔的几何形貌设定轴孔装配的约束条件；

轴和孔在装配过程中，应当满足不干涉条件，轴位于孔内，柱坐标系下对应的孔的半径减去轴的半径应当大于等于0，即：

r₂(θ，z)-r₁(θ，z)≥0 (14)

步骤四，以评价指标为最优化问题的目标函数，在轴孔装配的约束条件下求解最优的装配参数。

2.如权利要求1所述的一种轴孔动态装配过程中的装配参数优化方法，其特征在于，所述评价指标的表达式为：

3.如权利要求1所述的一种轴孔动态装配过程中的装配参数优化方法，其特征在于，采用修正高斯骨干差分进化算法进行最优化问题的计算。