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发表于 2009-1-12 19:45:33
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第五章# v/ A/ g3 \" g, N7 p' C& O6 A
过盈联接一．过盈联接的工作原理及装配方法$ |7 f9 a8 n# t1 b
0 G2 } r$ Q+ B: v$ n
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。
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过盈联接的装配方法：2 f7 I# M. N3 E( w
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。
9 m$ q7 C H3 d3 @7 ~2．
X; B( X" R J) ?- r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。5 g3 j5 `" D% e
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& u, D$ q. T
二．圆柱面过盈联接的设计计算
& w% R+ v/ t) F4 Q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。
$ Q3 G, \8 a/ S; O2 ?" u3 _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：( k, C! c( m6 n( v: i$ M$ a
1．联接强度的验算；. @5 d1 G: z; f
2．组成联接的零件的应力和变形；
; ~ W0 P0 B6 J! n. ]* b+ ^3．压入力和压出力的计算；" p, S0 C) K: a/ p4 \" C
4．温差法装配时加热及冷却的温度。! W! H. t4 |: G" y
*联接强度的验算
2 Z. a/ c1 d$ H( A# M& W3 p" R* o1．当外载已知时，求配合面间所需的压力强度。" W9 @! X7 N& J% K8 j& _
（1）当外载荷为轴向载荷F时
+ |: g: f. Q. c' ~& a2 S1 M6 B, p) ]4 r" ^) K( @
（2）当外载荷为扭矩T 时- @, t- \' i6 N2 m0 w6 ^
, U) ^) ~: D; s9 f（3）轴向力F和扭矩T同时作用时
. E3 ?" {/ K5 e- t! R$ T由T、F引起的摩擦力的合力为：$ G9 c; }) c4 R' N" C, v8 x
" F; P% C6 v2 x Q' G) R为使p不致过大，推荐
. p o* d% M* d/ y* U2．理论过盈量△min5 p# x/ o! q. E* _! C
( t/ u) H' v7 z. u; v4 i式中：C1---被包容件的刚性系数， ；
: q$ F; I# j/ H0 T6 @
7 U3 S& Q, [# k4 U3 l* Y* S4 LC2---包容件的刚性系数， 。* T3 \0 H! W' q5 u1 T. U& V
3．有效过盈量最小值δmin的计算0 I- ^9 T' \3 ~! o0 d
压入法装配后，有压平、磨损，所以过盈量有变化。4 D2 P$ L7 |8 m- |& H) E9 G
δmin=Δmin+2u
/ N& r2 c G0 {8 k压配合擦伤量2u=0.8(RZ1+RZ2)0 l4 p/ _# R. i. U% ~
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。* b& k5 ~2 J* B+ h. m6 D0 @% N+ ]
温差法装配时：δmin=Δmin
1 U9 [5 S3 g8 q$ c, ^5 {: ]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。3 U. E' B; A( ^
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。5 K9 E# A- I" v' S) O0 `
*组成联接的零件应力和应变
9 T0 e9 Q8 e4 ^3 i' w& J* b 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 N2 s2 `$ P) {
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8 V1 a( |. h1 o) |/ t# A1 [
: y2 E3 c0 p4 m% J: e2 a$ q' g* E
然后，根据来校核联接零件本身的强度。
1 A7 }4 f& y* B% j* C( Y- d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。
$ K( F$ N o% [6 F6 o0 j3 b0 p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：+ o2 {8 S+ M' Z
被包容件$ M: c& B0 [7 R) `1 o! r3 a
& G$ b z3 [" h, `7 B包容件 . j( r8 w/ v+ o) I9 Y
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：5 L# F% J$ D; s
被包容件内表层 7 A8 C# @. B- r+ O
包容件内表层 9 f" T2 ~$ [) A9 b8 r$ s
*压入力和压出力的计算/ G3 O/ H9 D1 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；
- E; S" r( l2 A. \最大压入力
0 y, _* c2 k# C3 P最大压出力 , a+ f, d+ X- t. W5 c
*包容件加热及被包容件冷却温度
; C0 w9 x) r- v: m$ x; u9 i包容件的加热温度 ℃
& D ]2 v+ {: G4 H+ U0 q被包容件的冷却温度 ℃: |/ W, w- G; [( y% k1 V5 B
式中：δmax ---所选得的标准配合在装配前的最大过盈量，。: ~! h2 k: m+ C0 i
△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；$ S9 W1 e' s1 I% z) @1 ?+ I5 f7 |
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；: |7 O# D6 V8 c0 K$ `- ^, @2 g
t0---装配环境的温度。3 u! i5 Z; a9 `, m& Y) o h
*包容件外径胀大量及被包容件内径缩小量
: f$ f; w. h; M Q0 p; x包容件外径最大胀大量 / S3 E) z% p& E" @, l
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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