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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
. b1 m- ^/ R C$ J4 }过盈联接一．过盈联接的工作原理及装配方法
& f4 q$ @5 u3 a$ \, j" r ~" E p; N: P( ]$ p+ c' 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。. ^) z/ A1 r4 L a ~- D* ?
) n' a! l! ^% r3 Y6 E5 W% d6 D0 L
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2 H6 l; i7 q! W+ a; m+ ]8 B& t
过盈联接的装配方法：% a$ T6 a% b4 I3 D
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。' ?3 |; H, X$ K6 G+ {
2．& W4 ?7 t- }, Y
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。
* h8 T# T$ p( ]0 p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。
% ^8 e4 A | }/ O) C0 y Z二．圆柱面过盈联接的设计计算7 K% v: j2 y) _# g7 ]9 A% m( O# I
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。
, [& _* h1 l; k8 ~. n4 U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：
~! H) D3 ~8 I6 ^. c- U" A1．联接强度的验算；
0 D3 p; G. @2 M- s0 A2．组成联接的零件的应力和变形；* u: `7 @" L5 r
3．压入力和压出力的计算；2 V$ c4 ?8 c* k8 w( d! h1 u: r
4．温差法装配时加热及冷却的温度。
, C/ e. d3 T) W( S0 _*联接强度的验算
3 _$ n- y2 s! I1．当外载已知时，求配合面间所需的压力强度。
. Q$ ]- ^$ f2 Q/ s* l) _（1）当外载荷为轴向载荷F时
; A2 `4 A/ O" {2 u8 g p( X. z2 A6 L
% Y5 ]" s3 G1 k% r（2）当外载荷为扭矩T 时
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# ~" O3 w% A+ \' b( i% T* Q2 {（3）轴向力F和扭矩T同时作用时
+ D' j2 `* ?& M- C- G7 y! P! W由T、F引起的摩擦力的合力为： C ~: D' \: m3 A
9 K3 D& T. J. |7 |8 L: Q为使p不致过大，推荐
0 j) w& s& R5 c5 V2．理论过盈量△min
( M! [! }& E9 p: h8 V
# ?2 d/ u# M! A, r* l0 W式中：C1---被包容件的刚性系数， ；5 Z* o: Q2 [6 M1 C
. I$ D) M* _$ D# ]5 \- f# @
C2---包容件的刚性系数， 。
3 g8 q3 |+ P0 k+ t3 J4 |3．有效过盈量最小值δmin的计算& i6 F5 M( [( ?& W7 G
压入法装配后，有压平、磨损，所以过盈量有变化。
, ?) k+ i4 V$ o, H: ?δmin=Δmin+2u
% W% ?. _! S" l3 R: S% o压配合擦伤量2u=0.8(RZ1+RZ2)2 M1 o1 A; t. ?4 O: r
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。2 a4 T* M0 n+ a. M# e
温差法装配时：δmin=Δmin ' q7 @( n" a/ \! C. }% g. E
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。; ^- X" _4 N4 j7 x) C1 |1 D
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。; e* _6 ^" ~5 d# @% c; v. k
*组成联接的零件应力和应变
6 P7 n/ r3 g+ M2 }, h' O" L8 O" |5 o 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
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- ^; C2 p5 a6 h然后，根据来校核联接零件本身的强度。
: G$ L% ~+ q6 Y: i; G4 S$ }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。
" R+ p5 `1 u" v! v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：
4 [: t' N; [1 X* H" k. c被包容件& O" @9 r& n3 M7 I5 a% `
$ X& r7 c! _; S! t7 r$ ^9 {" \2 Z5 q
包容件 $ |+ z4 S# J1 P2 h8 Y" @$ g6 B
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：
; N2 k2 a: S9 b- _, C被包容件内表层
+ J# S6 D7 D0 z# S- [& R( w包容件内表层
% k. n9 @3 h0 T8 N( k; o*压入力和压出力的计算+ s/ y1 G# Q. K# P# D0 f
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；- F0 Z2 R$ i4 }' h# F* K
最大压入力 1 e4 B2 C' L: D0 q: L
最大压出力
" T: B k/ B7 Y# F4 y' K& G*包容件加热及被包容件冷却温度
3 n, b6 ~# x* _$ L* A包容件的加热温度 ℃
( i2 v9 q+ b2 y, U6 l" D$ B/ L( O/ R被包容件的冷却温度 ℃
; v4 s( r' ~1 J' u5 R式中：δmax ---所选得的标准配合在装配前的最大过盈量，。
4 X3 ^/ i4 D3 | V' K/ W △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；2 T' W4 Z2 h* I2 @
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；2 z; q, O: X5 @) I7 y
t0---装配环境的温度。6 V' i/ v- ? M# O( x$ ?7 {4 e+ W J
*包容件外径胀大量及被包容件内径缩小量% j# S: E7 [1 n) v2 y1 {+ R5 w, c
包容件外径最大胀大量
: {! O/ h2 O$ `5 q7 E+ ]* O$ E被包容件内径最大缩小量 |
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发表于 2017-6-16 09:17:20
