公差分析时,常常会涉及到二维尺寸链,即包含角度的尺寸链。二维尺寸链的公差分析与我们常见的一维尺寸链(又称为线性尺寸链)从本质上来说,计算方式和理论没有区别,仅仅是多了从角度尺寸到长度尺寸的转换而已。三维尺寸链也是如此。本文将粗略地介绍二维尺寸链的公差分析。
角度尺寸转化为长度尺寸,格外的简单,只要使用到中学所学的正弦函数sin和余弦函数cos等的知识。
如上图所示的尺寸链,AB长度为60±1mm,∠A=45±1°,转换成AC的长度的计算如下:
所以,AC最大值和最小值分别是43.88和40.98,转化为双向对称公差即为42.43±1.45mm。
二维尺寸链的公差分析,第一步是要把尺寸链中的尺寸全部投影到同一方向上,然后按照一维尺寸链的办法来进行计算。
简单地说,二维尺寸链仅仅是在一维尺寸链的基础上引入角度尺寸,在计算时,只需额外增加角度尺寸转换为长度尺寸的过程。
所以,D最大值和最小值分别是44.61和42.00,转化为双向对称公差即为43.305±1.305mm。
当二维尺寸链很复杂时,我们很难通过手工计算。若需要使用Excel计算,则需要在Excel里设置相应的公式。例如,计算如图所示两个圆孔之间的长度尺寸公差:
二维尺寸链中的公差分析会涉及到很多计算,看上去会很复杂、比较深奥。不用慌,我们只必须了解到其中大概的计算原理和方法即可,具体计算我们交给专业公差分析软件。
作者简介:钟元,著有书籍《面向制造和装配的产品设计指南》和《面向成本的产品设计:降本设计之道》