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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- h) ^7 R5 [9 j* O
过盈联接一．过盈联接的工作原理及装配方法
" n/ S! G+ i5 a& `* H. p V
7 b. `3 W+ C# H! { B/ p& D2 A; E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。
! d1 N% |1 m* ]# I& I- a' P* D, t# ?2 J; E) ^4 M% y+ r8 m3 Q
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过盈联接的装配方法：
0 u! o8 [- m# B- b/ |+ u7 g& K% @$ c1．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。2 t6 C9 G: J5 X9 |
2．
) z8 o+ T' y6 m9 E+ z! a9 J" ~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。9 Z' S y4 _8 l# j" ]
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。7 ]1 G6 j3 F) O& _: K& @! n
二．圆柱面过盈联接的设计计算, X1 q9 W: _: ?' w) I" L
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。3 h. x7 v: k( J' R
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：* y; _' a5 [+ `' r/ L3 o8 U
1．联接强度的验算；* J/ E$ b) t: q" @( Z3 {
2．组成联接的零件的应力和变形；+ P; j# y5 Z( m" |8 C% d
3．压入力和压出力的计算；
" `6 l9 f4 F! Q D4．温差法装配时加热及冷却的温度。4 j. F8 s: W/ W- }, t
*联接强度的验算
v4 X" B$ M# o. ] ]1．当外载已知时，求配合面间所需的压力强度。
% n% q$ a6 e2 k* E) H（1）当外载荷为轴向载荷F时: L+ p; u& X4 u. |$ N
/ C: P- c+ q5 I# x
（2）当外载荷为扭矩T 时9 f+ ^" Q$ k7 |, R$ _ i
; Z1 t0 v4 R& d（3）轴向力F和扭矩T同时作用时
9 a' X- B7 N; d6 B2 D1 x" v* P由T、F引起的摩擦力的合力为：
/ F3 o+ n9 |+ R {% q( p- |* o( o
为使p不致过大，推荐
! S7 T' o3 V5 @1 r2．理论过盈量△min- y' w7 } l+ s* _3 o" Y6 Z
/ Y8 x) J/ ]% S* v* z( e
式中：C1---被包容件的刚性系数， ；7 @# [ i) _( w9 r, o4 s7 n1 l
( Z: J) N r [: Z2 n9 ^/ q$ F
C2---包容件的刚性系数， 。
; ~# u% d+ X- I- b3．有效过盈量最小值δmin的计算0 y8 ^2 `5 S' p1 ~* V: A) T X4 i
压入法装配后，有压平、磨损，所以过盈量有变化。* ?4 f, J8 A. o
δmin=Δmin+2u
) R5 E: D! o9 U# E压配合擦伤量2u=0.8(RZ1+RZ2)
4 y. c# }6 u! k' l% \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。( M5 D8 @: C5 h4 t9 @; y, p
温差法装配时：δmin=Δmin 8 f" m" h2 w$ ~
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。
- z1 i- e* X( V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。7 h+ Z4 x3 W# w. x& ~" z7 `
*组成联接的零件应力和应变
, ?$ ]: z0 c/ P' S8 L9 j 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9 p' D) ?- x# N& O6 W4 ] ^
% m! J+ F6 Q% g' M/ a
" h* M5 a# ]$ J, S7 P) N8 J
然后，根据来校核联接零件本身的强度。
" M2 @# Y6 Y* v3 ]; n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。2 O; ^9 v' y% A% ?' g( d, {
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：3 y) d" v9 _2 }- h5 o7 m" G& V
被包容件
) o7 ^, J% U {: G" h. W8 T
: m7 s& C3 J% K8 t包容件 / O4 \; W* E0 P
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：
4 [2 v0 v1 \( Y2 \9 Y7 L$ @5 o: D被包容件内表层
) d/ L6 v5 `0 {6 V3 C1 F4 T- b包容件内表层 + j8 H6 J& a$ a4 D
*压入力和压出力的计算
0 q |, w( g1 n0 c! V5 y! ?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；5 Q1 d& }4 a0 R, m
最大压入力
1 X: G& {# G( a最大压出力 9 _# I( D4 j- C1 W( n8 ]
*包容件加热及被包容件冷却温度) ]- a8 ^1 ?, M, z1 [
包容件的加热温度 ℃" r* K4 e8 E8 j7 Q2 Z8 a/ h
被包容件的冷却温度 ℃
) D, z! U$ k" q式中：δmax ---所选得的标准配合在装配前的最大过盈量，。- J2 K2 o2 N% M( n1 l: z0 q3 r5 k
△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；
$ Z* R* ]& N2 d5 c& h5 D1 J 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；' P; {/ c* @4 P) R8 p/ b
t0---装配环境的温度。: y' f o! ~7 ~+ m" G% x
*包容件外径胀大量及被包容件内径缩小量; A4 X3 C6 W9 z# A
包容件外径最大胀大量 : u1 l, J0 M* J3 [
被包容件内径最大缩小量 |
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发表于 2017-6-16 09:17:20
