SolidWorks的尺寸專家公差分析系統在車用發電機設計中的應用

李克難，王劍鋒

（迪克斯汽車電器（上海）有限公司，上海 201108）

SolidWorks的尺寸專家公差分析系統在車用發電機設計中的應用

李克難，王劍鋒

（迪克斯汽車電器（上海）有限公司，上海 201108）

介紹車用發電機尺寸鏈計算；舉例說明利用SolidWorks的尺寸專家公差分析系統，在實際計算分析中的應用。

公差；RSS方和根法；發電機

尺寸鏈的計算，關系到零部件在裝配時的準確性，是電機設計中必須的一個環節。采用極限法計算是很多公司采用的方法。雖然采用電子表格進行計算可以調整公差大小，但是按極限法進行公差分析與實際生產不相符合，計算的公差過于保守，成本增大。

SolidWorks的尺寸專家公差分析系統，采用RSS方和根法和極限法同時計算的方式。在進行電機3D數模設計完成后，稍作處理就能較方便地對尺寸鏈進行計算分析，確定和優化調整零部件公差，使其制造精度和成本達到平衡點。RSS方和根法和極限法計算公式如下

式中：RSS——Root-Sum-of-Squares-Analysis，統計平方公差方法；G——封閉化尺寸代號；Gno——封閉化尺寸名義尺寸；Tn——組成環尺寸公差，n= 1，2，3，…n。

SolidWorks的尺寸專家公差分析系統，在2008年加入了DimXpert和TolAnalyst兩項專用插件。用戶可以方便計算尺寸和位置公差，效率和精度均提高。

車用發電機尺寸鏈計算涉及到以下3個關鍵部位計算：①轉子部件中心與定子部件中心；②皮帶輪中心與掛角面尺寸；③調整套筒端面與驅蓋掛角面尺寸。

1 轉子部件中心與定子部件中心計算

轉子部件與定子部件3D數模和2D圖尺寸見圖1。要求G值不要超過一定值，比如是0±0.5mm。

圖1 轉子部件與定子部件3D數模和2D圖尺寸

第1步：把尺寸環的公差轉化為對稱值。軸承為140-0.065mm=13.967±0.033mm，定子部件為13.4±0.15mm，磁軛為12.95±0.025mm。

第2步：在數模上隱藏不參與零件，在參與零件上賦尺寸及公差值，定測量中心G位置，定裝配順序和約束，然后進行運算，輸出結果。這是整個計算關鍵步驟。見圖2及表1。

圖2 轉子部件中心與定子部件中心計算數模圖

第3步：分析。①從表1可以看出，用極限法計算超標0.625，而如果用方和根法計算則在范圍內。如果按極限法計算，結果勢必調整公差值，帶來不必要的成本，而RSS方和根法更精確。②假如電機設計要求G值提高到0±0.35 mm，如何調整公差呢？通過輸出結果最大最小值百分比來看，驅動端蓋尺寸公差所占權數為42.11%和34.07%。勢必要將32.6±0.2調整到32.6± 0.05。重新賦值校核。進行多次反復校核也比較容易，其結果見表2。

這樣，找出主要影響因素并進行調整，節省設計時間。值得注意是，裝配順序和約束確定一定是按電機實際裝配關系。

表1 轉子部件中心與定子部件中心計算值G

表2 調整尺寸后的轉子部件中心與定子部件中心計算值G

2 皮帶輪中心與掛角面尺寸計算

電機3D數模和皮帶輪中心與掛角面尺寸見圖3。主機廠要求值為30±1mm。按章節1的步驟方法進行計算分析，皮帶輪為12.9±0.2 mm，驅動端蓋為17.1±0.3 mm。皮帶輪中心與掛角面尺寸計算數模圖見圖4，其結果見表3。

圖3 電機3D數模和皮帶輪中心與掛角面尺寸

可以看出，30±1mm尺寸是容易保證的。為了防止電機與皮帶裝配時發生跑帶，提高裝配精度，可以建議主機廠適當減小公差，比如是30±0.4mm。

圖4 皮帶輪中心與掛角面尺寸計算數模圖

表3 皮帶輪中心與掛角面尺寸計算值G

3 調整套筒端面與驅蓋掛角面尺寸計算

同樣按以上步驟計算分析。電機3D數模和調整套筒端面與驅蓋掛角面尺寸見圖5。

圖5 電機3D數模和調整套筒端面與驅蓋掛角面尺寸

圖6 調整套筒端面與驅蓋掛角面尺寸計算數模圖

表4 皮帶輪中心與掛角面尺寸計算值G

4 總結

通過以上3個舉例說明了：①RSS計算值可以使用更大的制造公差，具備更好經濟性；②在電機設計時，使用SolidWorks公差分析能方便調整公差值，提出合理公差值，還可確定工藝尺寸的大小，節省設計時間。此方法不僅僅可以用在發電機設計中，在其他電機也可以加以應用。

［1］石振東.尺寸鏈理論與應用［M］.哈爾濱：黑龍江科學出版社，1993.

［2］趙罘.中文版SolidWorks 2011應用大全［M］.北京：科學出版社，2011.

（編輯心翔）

The Application of Solidworks in Automobile Generator Design

LI Ke-nan，WANG Jian-feng
（DIXIE Automotive Electronics（Shanghai）Co.，Ltd.，Shanghai 201108，China）

This article introduces the motor generator tolerance chain calculation，using examples to demonstrate SolidWorks tolerance analysis system and its application in the real situation.

tolerance；RSS root method；generator

U463.631

A

1003－8639（2017）01－0060－03

2016-06-08；

2016-06-24

李克難（1963-），男，湖北人，高級工程師。