一种基于证据推理的机械零件配合设计方法

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1、RESEARCH学术论文一种基于证据推理的机械零件配合设计方法DesignMethodofMechanicalPartFittingBasedonEvidentialReasoning南京航空航天大学机电学院邵晓明安鲁陵上海飞机制造有限公司航研所孙小峰卢鹄【摘要】在设计机械零件轴孔配合(配合)时，可将影响配合类型选择的因素称为配合证据。阐述了配合证据的分类方法及各类配合证据的作用，在此基础上提出了一种基于证据推理的配合设计方法。综合使用模糊表示和精确计算的方法将主要配合证据矢量化，并结合其他各类配合证据进行计算和推理得到合理的结果。试验结果表明，该方法适用于一般机械零件的轴孔

2、配合设计。关键词：机械零件配合设计证据矢量化IABSTRACT】Inthedesignofmechanicalpartfit-ting，thefactorsthatinfluencetheselectionoffittingcanbecalledevidences．Aftertheintroductionofevidencesclassificationandeffect。amethodofmechanicalpartfit—tingbasedonevidentialreasoningisproposed．Thevectorquantizationofmainevidence

3、scombinestheuseoffuzzyexpressionandexactcomputation．Then，withotherevi-dences，theresultcanbefiguredout．Examplesshowthatthismethodcanbeappliedtogeneralmechanicalpartfit·ringdesign．Keywords：MechanicalpartDesignoffittingEvidenceVectorquantization近年来CAD／CAM技术发展迅速，已经广泛应用于各个领域，而作为其核心技术之一的计算机辅助公差设计

4、(CAT)的发展却相对缓慢。公差几乎贯穿整个产品生命周期，决定着机器零件相互配合的条件和状况，直接影响产品的精度、性能、使用寿命和成本等，是产品设计中极为重要的一个环节。现行CAD系统的核心是几何造型，处理名义尺寸游刃有余，但是对于公差，则需要设计人员的经验和知识来处理，并手动标注在图纸上，使得现有CAD系统难以支持设计的后续工作，也使CAD与CAM难以实现真正的集成。因此，CAT是国内外先进制造技术发展中迫切需要解决的问题之一。目前与CAT相关的研究已经广泛展开，并取得了一些成果。在计算机辅助公差配合设计方面，文献【l】介绍了一种基于不精确推理的零件配合设计模糊专家系统，为

5、配合辅助设计提供了一种切实可行的研究方法。配合类型的选择涉及到许多复杂的因素，如相对运动速度、承受力的大小、是否有附加紧同件、精度要求、T作温度、可拆卸性、基本尺寸、工件材料、表面粗糙度和配合件生产方式等。但文献[1】对于这些因素没有进行详细识别和区分，事实上，不同的因素对配合类型选择的影响程度和影响作用差别较大，对它们一视同仁可能导致推理结论的不准确。法官断案是一个根据各种事实证据进行推理决策的过程，而配合设计很大程度上也是一个根据实际因素决策的过程，因此可以将上述因素称为配合证据，简称证据。在对影响配合类型选择的证据进行详细识别和区分的基础上，本课题提出了一种基于证据推理

6、的配合设计方法，综合使用模糊证据和精确证据进行计算和推理。提出的这种配合设计方法仅适用于轴孔类的机械零件配合设计。1配合证据的分类不同的证据对于配合类型选择的影响作用和程度是不同的，为了进行区分，应该将它们分类。本课题将证据分为3类：匹配证据、调节证据和基本证据。对它们的说明如下。(1)匹配证据。该证据与每种配合类型的属性具有直接关联，它们直接影响配合类型的选择，是最为关键的一种证据。先将所有输入匹配证据矢量化，并组合形成匹配矩阵。然后与数据库中推荐配合类型匹配矩阵进行比较。寻找最合适的配合类型。(2)调节证据。与配合类型本身属性并没有直接关联。但是对配合类型的选择具有重要影

7、响作用。这类证据在利用匹配证据推理出配合类型的基础上，通过计算和分析调节证据对配合类型的影响，对(1)中的推理结果进行修正，使最终结果更准确、合理。(3)基本证据。为前2类证据的计算和推理提供基本依据。分类后的证据如表l所示。2010年第5期·航空制造技术77表1证据分类本课题中的权数采用德尔菲法确定，利用专家集体匪匹配汪据调符证据基本证据。ikAI传避jj太小工作温度配合直径(讲)定位精度要求形状偏差大小孔外径(吐)相对运动速度粗糙度大小轴内径(吐)精度要求配合件生产方式配合长度(￡)附加紧固件要求轴