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发表于 2009-1-12 19:45:33
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来自： 中国浙江宁波
第五章
7 I& z0 ~* \& Z; D6 @2 j过盈联接一．过盈联接的工作原理及装配方法
) A. e/ ?. f* k; Y% n) D" {, Z' O0 ~3 g) y3 W
过盈联接是利用零件间的配合过盈实现联接的。由于配合直径间有过盈量，在装配后的配合面上，产生了一定的径向压力。当连接承受轴向力F或扭矩T时，配合面上产生摩擦阻力或摩擦阻力矩来抵抗和传递外载荷。
( e+ O" I: W3 o
+ f) z3 N( E/ y) E+ |+ N' x. n |
, G8 c3 q6 A/ n/ Q8 F- B
过盈联接的装配方法：0 E6 e' a! p* L& s2 X0 b- {0 F+ L
1．压入法：利用压力机将被包容件直接压入包容件中。由于有过盈量的存在，压入的过程中，配合表面微观不平度的峰尖不可避免的要受到处擦伤或压平，降低了联接的可靠性。在被包容件和包容件上分别制出导锥，并对配合表面进行润滑，可以减轻上述缺点。+ P3 ]# |4 a1 C* }( H" f. M5 }3 s% w
2．1 t; j3 A; B8 A9 M& w' U2 S$ I" u# e
温差法：加热包容件或（和）冷却被包容件，便于装配，减少或避免损伤配合表面，而在常温下达到牢固的联接。一般采用电加热，液态空气（沸点为-194℃）或固态二氧化碳（又名干冰，沸点为-194℃）冷却。加热时应防止配合面上出现氧化皮。加热发常用于配合直径较大时；冷却法常用于配合直径较小时。
2 `8 B& y. v+ }) G# N由于过盈联接多次装拆后，配合面会受到严重损伤，当配合过盈量很大时，装好后再拆开就更困难。因此，为保证多次装拆后的配合仍能具有较好的紧固性，可采用液压拆卸，即在配合面间注入高压油，以胀大包容件的内径，缩小被包容件的外径，从而使联接便于拆开，并减小配合面的擦伤。但采用这种方法时，需在包容件或（和）被包容件上制出油孔和油沟。
) @) r. }( i# ?8 t2 E二．圆柱面过盈联接的设计计算; f S0 `/ J g# I5 h
过盈联接计算的假设条件：联接零件中的应力处于平面应力状态，应变均在弹性范围内；材料的弹性模量为常量；联接部分为两个等长的厚壁筒，配合面上的应力均匀分布。
' r8 i$ D! e! `7 F' b过盈联接主要用以承受轴向力或传递扭矩，或者同时兼有以上两种作用。为保证过盈联接的工作能力，强度计算包括以下内容：' G; A v8 x! A* e5 X j3 V4 M! L) S0 G% _
1．联接强度的验算；
# ], o" g0 Z) Z6 M) c( Z7 X) Z0 D' s2．组成联接的零件的应力和变形；8 P {8 K, a5 b$ J$ s
3．压入力和压出力的计算；
3 m" e! d% r$ S, R9 i4．温差法装配时加热及冷却的温度。0 M; m! A; n; E( B1 Z
*联接强度的验算
5 q K3 B. o8 U. [1．当外载已知时，求配合面间所需的压力强度。 D8 j6 s9 m) y$ T, j! I0 U5 Y
（1）当外载荷为轴向载荷F时
3 H9 e# j$ S; E, R; n6 r1 I3 I5 A
A& ?; p4 y* S: u( V D; Z) ?9 K（2）当外载荷为扭矩T 时6 S1 S. l; g7 j) m5 C
/ Z1 Q0 @0 O( O" U( r: ^4 O（3）轴向力F和扭矩T同时作用时
6 S4 ~8 l" C X7 }& ]8 N( R由T、F引起的摩擦力的合力为：
0 \4 p7 x: d* ^
2 C* ]) U( d. z7 g为使p不致过大，推荐
" g: v; P b: i4 i0 u# M2 z7 Y7 N2．理论过盈量△min
6 k3 _% _2 l% v5 g. f* z0 {- R- e. C6 y" J2 j8 r
式中：C1---被包容件的刚性系数， ；
. ~ H N& M7 z$ z, \6 j# H( I3 {0 Q, M$ N: a! O1 z
C2---包容件的刚性系数， 。7 t0 ?3 _! k( o) \ r5 v1 F! s
3．有效过盈量最小值δmin的计算# ]+ ]/ P$ I. |& o& c! q
压入法装配后，有压平、磨损，所以过盈量有变化。; u8 V% F) E( [2 e/ I1 X) ^" V
δmin=Δmin+2u. n* f& o2 m& z4 X4 Y; v- Z
压配合擦伤量2u=0.8(RZ1+RZ2)
, }3 n6 y, s4 O* `- P* ]+ a4 G式中： 分别为被包容件和包容件配合表面上微观不平度的十点高度，其值随表面粗糙度而异，见表7-6。: h: n0 H0 b ?
温差法装配时：δmin=Δmin / m, \ ~2 I/ ~( P4 L
根据上式求出的最小有效过盈量δmin，从国标中选出一个标准过盈配合，这个标准过盈配合的最小过盈量应略大于或等于δmin。 j) l4 p8 U+ B/ C
实践证明；不平度较小的两表面相配合时贴合的情况较好，从而可提高联接的紧固性。
' u* T. `) ~+ X) R& v*组成联接的零件应力和应变
& I$ Q5 |6 z- ] 过盈联接零件本身的强度，按材料力学中的厚壁圆筒强度计算方法进行校核。当压力p一定时，联接零件中应力大小及分布情况如图。首先国家所选的标准过盈配合种类查出最大过盈量δmax（采用压入法装配时应减掉被擦去的2u），求出最大径向压力，即
0 [3 N4 k4 V" u/ a a) N8 A2 w" w: m" m' {( H4 `
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, l2 ?/ C! O1 }
7 a. f: a3 J& ]: F然后，根据来校核联接零件本身的强度。9 L; Q; M# I' c' c$ w9 M
当包容件（被包容件）为脆性材料时，按图所示的最大周向拉压应力用第一强度理论进行校核。其主要破坏形式是包容件内表层断裂。
4 U- t V: Q- f5 Q5 v+ `7 x! E/ W设 分别为被包容件材料的压缩强度极限及包容件材料的拉伸强度极限，则强度校核公式为：" u9 A! Y$ R5 D$ D4 h
被包容件
# ^% l5 `5 s% S# \* G+ t * T% n6 B/ H/ f* h5 t
包容件 * E, n4 j. N3 M
当零件材料为塑性材料时，按第三强度理论（ ）检验其承受最大应力的表层是否处于弹性变形范围内。设 分别为被包容件及包容件材料的屈服极限，不出现塑性变形的检验公式为：
; h" S" ?; N, b0 n% m+ K( y被包容件内表层
4 R& H" |6 \8 G) {) t包容件内表层
0 b: A! g9 h+ h) K9 G*压入力和压出力的计算: I2 e+ S. R: c) V4 C1 ?9 R
当采用压入法装配并准备拆开时，为了选择压力机的容量，应计算出其最大压入力和压出力；/ g2 X7 H7 d5 y0 I4 O4 a
最大压入力
+ L8 f; s) |6 s$ W3 f最大压出力 0 @4 ^7 v6 B$ ?$ P+ b/ l0 d
*包容件加热及被包容件冷却温度
\& m1 r( [8 Z包容件的加热温度 ℃# @1 v9 c. O: C2 A, ~
被包容件的冷却温度 ℃
$ Z8 ~9 j0 t! c/ t式中：δmax ---所选得的标准配合在装配前的最大过盈量，。+ |+ O/ v5 T' K# N3 ^) b; E& b+ i4 F. ^
△0---装配时为了避免配合面互相擦伤所需的最小间隙。通常采用同样公称直径的间隙配合H7/6的最小间隙，或从手册中查取；" G u Q" D0 a! y) I
α1、α2---分别为被包容件及包容件材料的线膨胀系数，查有关手册；5 T; W& r+ `" \) I
t0---装配环境的温度。& M6 c: `$ f" H& A) ^5 ?3 }
*包容件外径胀大量及被包容件内径缩小量
% c1 R/ t/ W. z5 C: u包容件外径最大胀大量
( _/ c$ o8 G" p3 G1 G! t被包容件内径最大缩小量 |
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发表于 2014-4-26 16:09:32
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