Закон нормального распределения (Гаусса)

Закон нормального распределения находит большое применение в различных отраслях техники. Этому закону подчиняются многие непрерывные случайные величины, встречающиеся в технике, например, погрешности измерения, высота микронеровностей обработанной поверхности.

Из математической статистики известно, что если изучаемая величина является результатом действия нескольких независимых случайных факторов, то даже если последние нам не известны, эта величина имеет нормальное распределение.

Это положение дает объяснение тому факту, что при обработке деталей на настроенных станках действительные размеры деталей подчиняются закону нормального распределения, т.к. на разброс размеров оказывает влияние большое количество факторов, зависящих от станка, приспособления, инструмента и заготовки.

Дифференциальная функция распределения случайной величины, подчиняющейся закону нормального распределения, имеет следующее выражение

а интегральная функция распределения

Дифференциальная функция нормального распределения графически выражается кривой следующего вида.

Рисунок - Дифференциальная функция нормального распределения.

Интегральная функция нормального распределения графически выражается кривой следующего вида.

Рисунок - Интегральная функция нормального распределения.

Вероятность попадания случайной величины в интервал равна 0,9973, т.е. лишь 0,27 % значений может выйти за указанный предел. Поэтому в инженерной деятельности принято считать достаточными пределами распределения случайной величины.

Положение кривой относительно начала координат и ее форма определяются двумя параметрами и . С изменением форма кривой не изменяется, но изменяется ее положение относительно начала координат. С изменением положение кривой не изменяется, но изменяется ее форма. С уменьшением кривая становится более вытянутой, а ветви ее сближаются.

В процессе изготовления деталей машин качество их изготовления зависит от технологических факторов, в большей или меньшей степени влияющих на точность обработки. Часть из этих факторов является причиной систематических погрешностей, которые носят постоянный или переменный характер.

Другая часть факторов, влияющих на точность обработки, является причиной случайных погрешностей, приводящих к рассеянию размеров деталей в пределах поля допуска. Случайные погрешности возникают вследствие колебания величин припусков в различных деталях, различных параметров.

Если после измерения партию деталей разбить на группы с одинаковыми размерами, и отклонениями и построить графическую зависимость, то получим кривую распределения размеров, которая характеризует точность обработки деталей. Случайные погрешности в размерах обрабатываемых деталей подчиняются закону нормального распределения, который графически изображается кривой Гаусса.