EXCEL进行尺寸链计算可能存在的问题分析

1、EXCEL进行尺寸链计算可能存在的问题分析尺寸链计算是机械行业产品设计过程中非常重要的一个环节，有些企业为了提高尺寸链计算效率和准确性，采用EXCEL进行尺寸链计算。EXCEL进行尺寸链计算在一定程度上提高了计算效率和准确性，但也为尺寸链计算埋下了重耍隐患。下面从儿个例子进行分析。1、需求解组成环基本尺寸和上下偏差时，EXCEL计算可能会引起计算错误有一个箱体结构图如下：结构向图为了保证箱体能正常装配，耍求间隙A0的尺寸在0.11.1之间，在已知零件1零件5的基本尺寸和上下偏差情况下，求垫圈6的厚度应该是多少?各零件的尺寸如下：編号名称基本尺寸上偏差下偏差A0间隙01.10.1A1零件120.

2、00.1-0.05A2零件2130.00.20.1A3零件315.00.10.0A4零件440.00.05-0.02A5零件550.00.10.1A6垫圈999按照国标中尺寸链计算方法：1）寻找闭环。间隙A0是通过零件1零件5以及垫圈装配后得到了，因此，A0即为闭环。2）寻找组成环、绘制尺寸链图。尺寸链图如下：A2晋皿M/3）判断增减环。通过尺寸链图，可以判断A1、A3、A4、A5、A6为减环，A2为增环。4）计算垫圈A6的尺寸。根据国标尺寸链计算公式（极值法）：闭环的上偏差=增环的上偏差之和-谢环的下偏差之和;闭环的下偏差=增环的下偏差之和-谢环的上偏差之和;A0基本尺寸=应基本尺寸A1基本

3、尺寸A6基本尺寸A5基本尺寸A4基本尺寸A3基本尺寸。A0上偏差=A2上偏差-A1下偏差A6卜偏差A5下偏差A4F偏差A3卜偏差。A0卜偏差=A2下偏差A1上偏差A6JL偏差A5上偏差A4上偏差A3上偏差。求得：A6的基本尺寸是：5mm,上偏差是：0.55mm,卜偏差是：0.73mm因此A6垫圈厚度是：4.27mm4.45mm。采用EXCEL计算时，经常会出现如下的计算过程：A6基本尺寸=A2基本尺寸A1基本尺寸A0基本尺寸A5基本尺寸A4基本尺寸A3基本尺寸。A6上偏差=A2上偏差A1F偏差A0卜偏差-A5F偏差A4卜偏差A3卜偏差。A6下偏差=A2下偏差A1上偏差A0上偏差A5上偏差A4上

4、偏差A3上偏差。求得：A6基本尺寸：5mm,上偏差：0.27mm,下偏差：1.55mm。因此A6垫圈厚度是：3.45nim5.27mm。对以上求解过程进行分析，采用EXCEL进行计算时，计算结果错误的根本原因是：错误的认为需要求解环即是闭环，归其原因，主耍是EXCEL计算，必须写成表达式形式，即X=A1+A2*cos(a)-的形式，而设计师熟悉的尺寸链计算公式是：闭环的上偏差=增环的上偏差之和-谢环的下偏差之和;闭环的下偏差=增环的下偏差之和-减环的上偏差之和;忽略增环、减环、闭环之间的区别，误认为需要求解的环就是闭环，H然会出现计算错误。2、当某一尺寸环在尺寸链计算时多次出现时，EXCEL计

5、算会引起严重错误某一结构尺寸链图如下：A2kPAl尺寸链图1PA3A1尺寸链图2已知条件：X是需要求的闭环；Al、A2、A3、A4是已知组成环;P是中间过度环；具体尺寸如下:编号基本尺寸上偏差下偏差备注X999闭环A1450.1-0.05A21000.05-0.05A3100.02-0.01A4300.03-0.03A550.00.10.1P中间过度环国标中尺寸链计算公式(极值法)：闭环的上偏差=增环的上偏差-减环的下偏差;闭环的下偏差=增环的下偏差-减环的上偏差;A.通过EXCEL计算，步骤如下：通过P=A2-A1,计算出P的值。P的上偏差=A2的上偏差-A1的下偏差=(0.05)-(-0.

6、05)=0.1；P的下偏差=A2的下偏差-A1的上偏差=(-0.05)-(0.1)=-0.15；通过X=P+A3+A1-A4,计算出X的值。X的上偏差=P的上偏差+A3的上偏差+A1的上偏差-A4的下偏差=(0.1)+(0.02)+(0.1)-(-0.03)=0.25；X的下偏差=P的下偏差+A3的下偏差+A1的下偏差-A4的上偏差=(-0.15)+(-0.01)+(-0.05)-(0.03)=-0.24；通过EXCEL求借出來的X上偏差是：0.25,下偏差是：0.24。B.正确的计算过程是：根据尺寸链，列计算方程：P=A2-A1(1)X=P+A3+A1-A4(2)方程(1)、(2),通过消元

7、法，得到方程：X=A2+A3-A4因此，X上偏差=A2上偏差+A3上偏差-A4下偏差=(0.05)+(0.02)-(-0.03)=0.1X下偏差=A2下偏差+A3下偏差-A4上偏差=(-0.05)+(-0.01)-(0.03)=-0.09对以上求解过程进行分析，在以上计算过程中存在以下主耍问题：在求X的上偏差时，使用的是A1的上偏差和P的上偏差，计算P的上偏差时，采用的是A1的下偏差。这就说明，求X的上偏差的时候，A1这个尺寸既采用了最大值也同时使用最小值，这显然是不合理的(不可能同时出现)，因此，计算出来的X的上偏差是错误的。同理,计算的X的下偏差也一样是错误的。综上所述，采用EXCEL进行尺寸链计算，容易出现以上两种比较典型的错误(具有很强的隐蔽性)，需要引起大家注意。当然EXCEL进行尺寸链计算还有以下儿个方而的不足：需耍人工判断增减环。复杂的尺寸链，人工方式儿乎无法判断增减环。需耍人工列尺寸链约束方程组，同时需要转换成X=A1+A2*cos(a)-的形式，对于某些复杂方程，转换过程非常麻烦。EXCEL仅仅是一个能进行表达式计算的计算器，不能生成相应的尺寸链