尺寸链叠加公差分析计算表(CATS 1D Tolerance Stack

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尺寸链叠加公差分析计算表(CATS 1D Tolerance Stack

2024-06-28 05:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

公差分析与分配计算表下载:https://www.cad2d3d.com/dl.php?ID=1142

1.0 术语定义1.1 标准偏差 σ

标准偏差(Std Dev,Standard Deviation)  统计学名词。一种度量数据分布的分散程度之标准,用以衡量数据值偏离算术平均值的程度。标准偏差越小,这些值偏离平均值就越少,反之亦然。标准偏差的大小可通过标准偏差与平均值的倍率关系来衡量。标准偏差是方差的算术平方根。

标准差也被称为标准偏差,标准差(Standard Deviation)描述各数据偏离平均数的距离(离均差)的平均数,它是离差平方和平均后的方根,用σ表示。标准差是方差的算术平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度,标准偏差越小,这些值偏离平均值就越少,反之亦然。标准偏差的大小可通过标准偏差与平均值的倍率关系来衡量。平均数相同的两个数据集,标准差未必相同。

例如,A、B两组各有6位学生参加同一次语文测验,A组的分数为95、85、75、65、55、45,B组的分数为73、72、71、69、68、67。这两组的平均数都是70,但A组的标准差应该是17.078分,B组的标准差应该是2.160分,说明A组学生之间的差距要比B组学生之间的差距大得多。

总体标准偏差与样本标准偏差区别:

总体标准偏差:针对总体数据的偏差,所以要平均, 取值1/N。

样本标准偏差,也称实验标准偏差:针对从总体抽样,利用样本来计算总体偏差,为了使算出的值与总体水平更接近,就必须将算出的标准偏差的值适度放大,取值1/(N-1)。

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1.2 上限值UL和下限值LL

上限值(upper  Limit),下限值(Lower Limit),上限值和下限值由设计决定。

1.3 过程能力指数

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名词解释:

Cp:Process Capability Index  Cpk:adjusted for mean shiftUL:零件规格上限LL:零件规格下限值u:规格中心值X:平均数T:公差规格=规格上限-规格下限1.3.1 双侧规格

过程能力指数双侧规格计算公式:Cp=T/6σ=(UL-LL)/6σ

式中,T为过程统计量的技术规格的公差幅度;UL、LL分别为上、下公差界限;σ为过程统计量的总体标准差,可以在过程处于稳态时得到。

1.3.2. 有偏移情形

有偏移情形的过程能力指数:当过程统计量的分布均值X与公差中心u不重合(即有偏移)时,显然不合格率增大,也即Cp值降低,因此采用 Cp=T/6σ=(UL-LL)/6σ 所计算的过程能力指数不能反映有偏移的实际情形,需要加以修正。

Ca:过程准确度,反映平均值偏离中心值的程度。

Ca=(平均值-中心值)/规格公差的一半=(X-u)/0.5T

Cpk=Cp(1-Ca)

1.3.3 单侧规格

单侧规格情形的过程能力指数:若只有规格上限的要求,而对规格下限无要求,则过程能力指数计算如下:Cpu=(UL-X)/3σ,若只有规格下限的要求,而对规格上限无要求,则过程能力指数计算如下:Cpl=(X-LL)/3σ

1.3.4 Cpk计算实例

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1.4 正态分布

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若随机变量X服从一个数学期望为μ、方差为σ2的正态分布,记为N(μ,σ2)。其概率密度函数为正态分布的期望值μ决定了其位置,其标准差σ决定了分布的幅度。当μ = 0,σ = 1时的正态分布是标准正态分布。

若随机变量X服从一个位置参数为μ、尺度参数为σ的概率分布,且其概率密度函数为:

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则这个随机变量X就称为正态随机变量,正态随机变量服从的分布就称为正态分布,记作X~N(μ,σ2); ,读作X服从N(μ,σ2),或X服从正态分布。

正态分布曲线关于μ对称,并在μ处取最大值,在正(负)无穷远处取值为0,在μ±σ处有拐点,形状呈现中间高两边低,正态分布的概率密度函数曲线呈钟形,因此人们又经常称之为钟形曲线。

μ是正态分布的位置参数,描述正态分布的集中趋势位置。概率规律为取与μ邻近的值的概率大,而取离μ越远的值的概率越小。正态分布以X=μ为对称轴,左右完全对称。正态分布的期望、均数、中位数、众数相同,均等于μ。

正态分布图形特性:

集中性:正态曲线的高峰位于正中央,即均数所在的位置。对称性:正态曲线以均数为中心,左右对称,曲线两端永远不与横轴相交。均匀变动性:正态曲线由均数所在处开始,分别向左右两侧逐渐均匀下降。曲线与横轴间的面积总等于1,相当于概率密度函数的函数从正无穷到负无穷积分的概率为1。即频率的总和为100%。

当μ=0,σ=1时,正态分布就成为标准正态分布,概率密度函数为:

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为了应用方便,常对正态分布变量X作变量变换,该变换(规范化值Z)使原来的正态分布转化为标准正态分布(standard normal distribution),Z被称为标准正态变量或标准正态离差(standard normal deviate)或规范化值。

Z=(X-mean)/standard_dev

实际工作中,常需要了解正态曲线下横轴上某一区间的面积占总面积的百分数,以便估计该区间的例数占总例数的百分数(频数分布)或观察值落在该区间的概率。正态曲线下一定区间的面积可以通过查表求得。对于正态或近似正态分布的资料,已知均数和标准差,就可对其频数分布作出概约估计。

1.5 均匀分布

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均匀分布也叫矩形分布,它是对称概率分布,在相同长度间隔的分布概率是等可能的。 均匀分布由两个参数a和b定义,它们是数轴上的最小值和最大值,通常缩写为U(a,b)。

在区间(a,b)上服从均匀分布的随机变量X,具有下述意义的等可能性,即它落在区间(a,b)中任意等长度的子区间内的可能性是相同的。或者说它落在(a,b)的子区间内的概率只依赖于子区间的长度而与子区间的位置无关。

均匀分布的概率密度函数为:

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对于平均值μ和方差σ2,概率密度可以写为(疑问):

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随机变量:U(a,b)

X的概率密度函数:f(x)=1/(b-a)   a



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