SolidWorks的尺寸专家公差分析系统在车用发电机设计中的应用

SolidWorks的尺寸专家公差分析系统在车用发电机设计中的应用

李克难，王剑锋（迪克斯汽车电器（上海）有限公司，上海201108）SolidWorks的尺寸专家公差分析系统在车用发电机设计中的应用李克难，王剑锋（迪克斯汽车电器（上海）有限公司，上海201108）介绍车用发电机尺寸链计算；举例说明利用SolidWorks的尺寸专家公差分析系统，在实际计算分析中的应用。公差；RSS方和根法；发电机尺寸链的计算，关系到零部件在装配时的准确性，是电机设计中必须的一个环节。采用极限法计算是很多公司采用的方法。虽然采用电子表格进行计算可以调整公差大小，但是按极限法进行公差分析与实际生产不相符合，计算的公差过于保守，成本增大。SolidWorks的尺寸专家公差分析系统，采用RSS方和根法和极限法同时计算的方式。在进行电机3D数模设计完成后，稍作处理就能较方便地对尺寸链进行计算分析，确定和优化调整零部件公差，使其制造精度和成本达到平衡点。RSS方和根法和极限法计算公式如下式中：RSS——Root-Sum-of-Squares-Analysis，统计平方公差方法；G——封闭化尺寸代号；Gno——封闭化尺寸名义尺寸；Tn——组成环尺寸公差，n=1，2，3，…n。SolidWorks的尺寸专家公差分析系统，在2008年加入了DimXpert和TolAnalyst两项专用插件。用户可以方便计算尺寸和位置公差，效率和精度均提高。车用发电机尺寸链计算涉及到以下3个关键部位计算：①转子部件中心与定子部件中心；②皮带轮中心与挂角面尺寸；③调整套筒端面与驱盖挂角面尺寸。1转子部件中心与定子部件中心计算转子部件与定子部件3D数模和2D图尺寸见图1。要求G值不要超过一定值，比如是0±0.5mm。图1转子部件与定子部件3D数模和2D图尺寸第1步：把尺寸环的公差转化为对称值。轴承为140-0.065mm=13.967±0.033mm，定子部件为13.4±0.15mm，磁轭为12.95±0.025mm。第2步：在数模上隐藏不参与零件，在参与零件上赋尺寸及公差值，定测量中心G位置，定装配顺序和约束，然后进行运算，输出结果。这是整个计算关键步骤。见图2及表1。图2转子部件中心与定子部件中心计算数模图第3步：分析。①从表1可以看出，用极限法计算超标0.625，而如果用方和根法计算则在范围内。如果按极限法计算，结果势必调整公差值，带来不必要的成本，而RSS方和根法更精确。②假如电机设计要求G值提高到0±0.35mm，如何调整公差呢？通过输出结果最大最小值百分比来看，驱动端盖尺寸公差所占权数为42.11%和34.07%。势必要将32.6±0.2调整到32.6±0.05。重新赋值校核。进行多次反复校核也比较容易，其结果见表2。这样，找出主要影响因素并进行调整，节省设计时间。值得注意是，装配顺序和约束确定一定是按电机实际装配关系。表1转子部件中心与定子部件中心计算值G表2调整尺寸后的转子部件中心与定子部件中心计算值G2皮带轮中心与挂角面尺寸计算电机3D数模和皮带轮中心与挂角面尺寸见图3。主机厂要求值为30±1mm。按章节1的步骤方法进行计算分析，皮带轮为12.9±0.2mm，驱动端盖为17.1±0.3mm。皮带轮中心与挂角面尺寸计算数模图见图4，其结果见表3。图3电机3D数模和皮带轮中心与挂角面尺寸可以看出，30±1mm尺寸是容易保证的。为了防止电机与皮带装配时发生跑带，提高装配精度，可以建议主机厂适当减小公差，比如是30±0.4mm。图4皮带轮中心与挂角面尺寸计算数模图表3皮带轮中心与挂角面尺寸计算值G3调整套筒端面与驱盖挂角面尺寸计算同样按以上步骤计算分析。电机3D数模和调整套筒端面与驱盖挂角面尺寸见图5。图5电机3D数模和调整套筒端面与驱盖挂角面尺寸图6调整套筒端面与驱盖挂角面尺寸计算数模图表4皮带轮中心与挂角面尺寸计算值G4总结通过以上3个举例说明了：①RSS计算值可以使用更大的制造公差，具备更好经济性；②在电机设计时，使用SolidWorks公差分析能方便调整公差值，提出合理公差值，还可确定工艺尺寸的大小，节省设计时间。此方法不仅仅可以用在发电机设计中，在其他电机也可以加以应用。［1］石振东.尺寸链理论与应用［M］.哈尔滨：黑龙江科学出版社，1993.［2］赵罘.中文版SolidWorks2011应用大全［M］.北京：科学出版社，2011.（编辑心翔）TheApplicationofSolidworksinAutomobileGeneratorDesignLIKe-nan，WANGJian-feng

（DIXIEAutomotiveElectronics（Shanghai）Co.，Ltd.，Shanghai201108，China）Thisarticleintroducesthemotorgeneratortolerancechaincalculation，usingexamplestodemonstrateSolidWorkstoleranceanalysissystemanditsapplicationintherealsituation.tole