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如何合理選擇尺寸鏈計算方法
發(fā)布時間：2020-08-21
尺寸鏈的分析和計算通常有三種方法：完全互換法（極值法）、大數(shù)互換法（概率法）和仿真法。通過這三種計算主要用來驗算現(xiàn)有尺寸公差是否滿足產(chǎn)品的技術性能要求，分配零件公差和預估產(chǎn)品的一次裝配合格率等。
往往一個合理的公差需要大量反復的計算和驗證才能獲得，通過軟件的使用可以大幅節(jié)省工程師手工計算時間，確保準確性。但在實際工作中應該選用哪個計算方法進行分析？極值法、概率法、仿真法之間的區(qū)別和聯(lián)系是什么？對很多工程師來說不是特別清晰。下面我們通過一個案例來分析極值法、概率法、仿真法對封閉環(huán)的影響情況，幫助工程師更合理的選用合適的計算方法。
公差分析
極值法和概率法計算案例：
問題：當圓錐軸裝入軸套時，突出距離是多少？
尺寸鏈圖如下：
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極值法計算結果：
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概率法計算結果：
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仿真法計算結果：
X為封閉環(huán)值，對比三種方法公差分析計算結果發(fā)現(xiàn)，極值法>概率法和仿真法，概率法結果和仿真法結果接近。這是由于極值法是尺寸處于極限狀態(tài)下的誤差范圍，極值法結果滿足裝配質量要求，意味著產(chǎn)品零件公差100%可以互換。概率法和仿真法都是基于概率統(tǒng)計理論，概率法基于一定的置信系數(shù)和分布情況（e,k值）求得，存在一定不合格率的風險。仿真法則是基于蒙特卡洛抽樣統(tǒng)計算法，隨機抽取樣本并進行統(tǒng)計得到的結果，也會存在不合格的風險。
公差分配：
極值法的分配結果：
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概率法的分配結果：
公差分配計算結果極值法分配出來的公差小于概率法分配的公差。這是由于概率法是概率統(tǒng)計的方式，以犧牲一部分合格率為前提實現(xiàn)大數(shù)互換，從而各組成環(huán)的公差可以放大。下面通過一組對比數(shù)據(jù)分析不同環(huán)數(shù)量情況下，極值法和概率法公差分配的結果。
假設：某產(chǎn)品的裝配間隙要求為0.5mm，在等公差法下采用極值法和概率法進行分配，對零件尺寸公差大小對比：
三種計算方法的對比：
在實際生產(chǎn)中企業(yè)需要結合自身的制造能力和實際需求，選擇合適的計算方法進行計算，才能在保證質量的前提下以最低的成本進行制造，實現(xiàn)質量和成本的經(jīng)濟性最佳。