過盈量與裝配力計(jì)算公式.

1、過盈聯(lián)接1 確定壓力p;1）傳遞軸向力F2）傳遞轉(zhuǎn)矩T3）承受軸向力F和轉(zhuǎn)矩T的聯(lián)合作用2 確定最小有效過盈量，選定配合種類；3 計(jì)算過盈聯(lián)接的強(qiáng)度；4 計(jì)算所需壓入力；（采用壓入法裝配時）5 計(jì)算包容件加熱及被包容件冷卻溫度；（采用脹縮法裝配時）6.包容見外徑脹大量及被包容件內(nèi)徑縮小量。1. 配合面間所需的徑向壓力p過盈聯(lián)接的配合面間應(yīng)具有的徑向壓力是隨著所傳遞的載荷不同而異的。1）傳遞軸向力F當(dāng)聯(lián)接傳遞軸向力F時（圖7-20），應(yīng)保證聯(lián)接在此載荷作用下，不產(chǎn)生軸向滑動。亦即當(dāng)徑向壓力為P時，在外載荷F的作用下，配合面上所能產(chǎn)生的軸向摩擦阻力 F,應(yīng)大于或等于外載荷F。圖:的過盈聯(lián)接變軸向力

2、的過盈聯(lián)接圖：受轉(zhuǎn)矩設(shè)配合的公稱直徑為人配合面間的摩擦系數(shù)為人配合長度為I，則Ff = n dlpf因需保證Ff>F，故p>7-82）傳遞轉(zhuǎn)矩T當(dāng)聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩T時，則應(yīng)保證在此轉(zhuǎn)矩作用下不產(chǎn)生周 向滑移。亦即當(dāng)徑向壓力為P時，在轉(zhuǎn)矩T的作用下，配合面間所能產(chǎn)生的摩擦阻 力矩Mf應(yīng)大于或等于轉(zhuǎn)矩T。設(shè)配合面上的摩擦系數(shù)為f，配合尺寸同前，則Mf = n dlpf d/2因需保證MfT.故得2Tp > 7_7-9實(shí)際上，周向摩擦系數(shù)系與軸向摩擦系數(shù)有差異，現(xiàn)為簡化取兩者近似相 等.均以f表示。配合面間摩擦系數(shù)的大小與配合面的狀態(tài)、材料及潤滑情況等因素有關(guān)，應(yīng) 由實(shí)驗(yàn)測定。表7-5

3、給出了幾種情況下摩擦系數(shù)值，以供計(jì)算時參考。表：摩擦系數(shù)f值壓 入 法脹縮 法聯(lián)接零件材料無潤滑時f 有潤滑時聯(lián)接零結(jié)合方 f 件材料式，潤 滑鋼一鑄鋼0.110.08鋼一鋼油壓擴(kuò)0.125孑L,壓力油為礦物油鋼一結(jié)構(gòu)鋼0.100.07 油壓擴(kuò) 0.18孑L,壓 力油為 甘油， 結(jié)合面 排油干 凈鋼一優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼0.110.08 在電爐 0.14中加熱包容件至300C鋼一青銅0.15 0.20 0.030.06 在電爐 0.2中加熱 包容件 至300C以后， 結(jié)合面 脫脂鋼一鑄鐵0.12 0.15 0.050.10 鋼一鑄 油壓擴(kuò)0.1鐵孑L,壓 力油為 礦物油鑄鐵一鑄鋼0.15 0.250.1

4、5 0.10 鋼一鋁 無潤滑 0.10 0.15鎂合金3）承受軸向力F和轉(zhuǎn)矩T的聯(lián)合作用此時所需的徑向壓力為F + I ”丿7-10Tidlf2. 過盈聯(lián)接的最小有效過盈量S min根據(jù)材料力學(xué)有關(guān)厚壁圓筒的計(jì)算理論，在徑向壓力為二時的過盈量為= 工1 H-X2 ：2 X工3，則由上式可知，過盈聯(lián)接傳遞載荷所需的最小過盈量 應(yīng)為7-11式中:"配合門問的任向活力，由式（*）門）計(jì)算；'、.：； 配合的公稱直徑，心；1、-2分別為被包容件與包容件材料的彈性模量，二匚；X1被包容件的剛性系數(shù)d2 +X2包容件的剛性系數(shù)+d2- d21、.2 分別為被包容件的內(nèi)徑和包容件的外徑，；

5、 卩1、卩2分別為被包容件與包容件材料的泊松比。對于鋼，卩訂對于鑄鐵，卩=0.23。當(dāng)傳遞的載荷一定時，配合長度，越短，所需的徑向壓力二就越大。當(dāng)二增大時，所 需的過盈量也隨之增大。因此，為了避免在載荷一定時需用較大的過盈量而增加裝 配時的困難，配合長度不宜過短，一般推薦采用。但應(yīng)注意，由于配合面上的應(yīng)力分布不均勻，當(dāng)>7時，即應(yīng)考慮兩端應(yīng)力集中的影響，并從結(jié)構(gòu)上采取降低應(yīng)力集中的措施。圖：一圓柱面過盈聯(lián)接顯然，上面求出的 min只有在采用脹縮法裝配不致擦去或壓平配合表面 微觀不平度的峰尖時才是合效的。所以用脹縮法裝配時，最小有效過盈量S min = min但當(dāng)采用壓入法裝配時；配合表面

6、的微觀峰尖將被擦去或壓平一部分（下圖），此時接式（一二）求出的 min值即為理論值應(yīng)再增加被擦去部分2卩，故計(jì)算公式為爲(wèi)二漏+2“121/ = 0.8（7?£1 + 屋2）圖：壓入法裝配時配合表面擦去部分示意圖 式中：U裝配時留圖所示可配合表面上微觀峰尖被擦去部分的高度之和，取其為i.- （PZ1 + PZ2）,I;? zi、mz2分別為被包容件及包容件配合表面上微觀不平度的十點(diǎn)高度,其值隨表面粗糙度而異，見表表：加工方法、表面粗糙度及表面微觀不平度十點(diǎn)高度 R加工方精車或精鉸，靜鉆石刀研磨，拋法鏜，中等磨，刮頭鏜光，超精加磨光，刮（每平方工等（每平方厘米內(nèi)有厘米內(nèi)有35個1.5 3

7、 個點(diǎn)）點(diǎn)）糙度代&& V &&孑專嚀呼號Rz（卩 m 106.33.21.60.8 0.4 0.20.10.05注：表面粗糙度代號以 Ra表示，自左至右依次相當(dāng)于舊國標(biāo)（GB10368）中的 代號 6- 14。設(shè)計(jì)過盈聯(lián)接時，如用壓入法裝配，應(yīng)根據(jù)求得的最小有效過盈量S min,從國家標(biāo)準(zhǔn)中選出一個標(biāo)準(zhǔn)過盈配合，這個標(biāo)準(zhǔn)過盈配合的最小過盈量應(yīng)略大于或等于 S min。若使用脹縮法裝配時，由于配合表面微觀峪關(guān)被擦傷或壓平的很少，可 以忽略不計(jì)，亦即可求出 S min后直接選定標(biāo)準(zhǔn)過盈配合。還應(yīng)指出的是：實(shí)踐證明，不平度較小的兩表面相配合時貼合的情況較好，從而 可

8、提高聯(lián)接的緊固性。3. 過盈聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算前已指出，過盈聯(lián)接的強(qiáng)度包括兩個方面，即聯(lián)接的強(qiáng)度及聯(lián)接零件本身 的強(qiáng)度。由于按照上述方法選出的標(biāo)準(zhǔn)過盈配合已能產(chǎn)生所采的徑向壓力，即已 能保證聯(lián)接的強(qiáng)度，所以下面只討論聯(lián)接零件本身的強(qiáng)度問題。過盈聯(lián)接零件本身的強(qiáng)度，可按材料力學(xué)中闡明的厚壁圓筒強(qiáng)度計(jì)算方法進(jìn)行校核。當(dāng)壓力p 一定時，聯(lián)接零件中的應(yīng)力大小及分布情況見圖7-26。首先按所選的標(biāo)準(zhǔn)過盈配合種類查算出最大過盈量S max （采用壓入法裝配時應(yīng)減掉被擦去的部分2u）.再求出最大徑向壓力pmax即"max xlO3MPa然后根據(jù)pmax來校核聯(lián)接零件本身的強(qiáng)度當(dāng)包容件（被包容件）為脆性

9、材料時，可按圖7-26所示的最大周向拉（壓）應(yīng)力用第一強(qiáng)度理論進(jìn)行核核。由圖可見，其主要破壞形式是包容件內(nèi)表層斷裂。圖 7-26 :過盈聯(lián)接中的應(yīng)力大小及分布情況設(shè)分別為被包容件材料的壓縮強(qiáng)度極限及包容件材料的拉伸強(qiáng)度極限，則 強(qiáng)度校核公式為：對被包容件對包容件川2 _川 b石2dl+d2 23當(dāng)零件材料為塑性材料時則應(yīng)按第三強(qiáng)度理論（ fl-S）檢驗(yàn)其承 受最大應(yīng)力的表層是否處于彈性變形范圍內(nèi)，設(shè) si、 s2分別為被包容件及包容 件材料的屈服極限則由圖7-26可知不出現(xiàn)塑性變形的檢驗(yàn)公式為： 對被包容件內(nèi)表層對包容件內(nèi)表層4. 過盈聯(lián)接最大壓入力、壓出力當(dāng)采用壓入法裝配并準(zhǔn)備拆開時，為了選

10、擇所得壓力機(jī)的容量，應(yīng)將其最 大壓入力、壓出力按下列公式算出：n dipmax最大壓入力Fi=f1.5f n dipmax最大壓出力F0=（1.3 1.5Fi=（1.3t。或被包容件的冷卻溫度t ;（單位均 _+ 人。I *2"xlO3°5. 包容件加熱及被包容件冷卻溫度如采用脹縮法裝配時，包容件的加熱溫度為C）可按下式計(jì)算：/ _ "max +人0 j *1_ xlO3 *式中：S max所選得的標(biāo)準(zhǔn)配合在裝配前的最大過盈量，卩m 0裝配時為了避免配合面互相擦傷所需的最小間隙。通常采用同 樣公稱直徑的間隙配合H7/g6的最小間隙，卩m或從手冊中查 ??；a 1、a

11、 2分別為被包容件及包容件材料的線膨脹系數(shù)，查有關(guān)手 冊；to 裝配環(huán)境的溫度，c。值) 當(dāng)有必要計(jì)算過盈聯(lián)接裝配后包容件外徑脹大量及被包容件內(nèi)徑縮小量時，可按下 列公式計(jì)算：包容件外徑最大脹大量A J _刀2刀mm被包容件內(nèi)徑最大縮小量式中各符號的意義同前過盈配合鍵的裝配過盈配合件是依靠相配件裝配以后的過盈量達(dá)到緊固聯(lián)接。裝配后由于材料的彈性變形，使配合面之間產(chǎn)生 壓力，因此在工作時配合面間具有相當(dāng)?shù)穆?lián)擦力來傳遞扭短或軸向力。過盈配合裝配一般屬于不可拆卸的固定 連接。過盈配合件的裝配方法有： (1人工錘擊法，(2壓力機(jī)壓入法；(3冷裝法，(4熱裝法。1過盈配合件裝配前的檢查過盈配合零件在裝配

12、前必須對配合部位進(jìn)行復(fù)檢并做好記錄。(1過盈量應(yīng)符合圖樣或工藝文件的規(guī)定。(2與軸肩相靠的相關(guān)輪或環(huán)的端面，以及作為裝配基準(zhǔn)的輪綠端面，與孔的垂直度偏差應(yīng)在圖樣規(guī)定的范 圍內(nèi)。(3相關(guān)的圓根、倒角等不得影響裝配。(4配合表面水準(zhǔn)有棱刺、銹斑或擦傷。(5當(dāng)包容件的孔為盲孔時，其裝入的被包容件必須有排氣孔或槽，否則不準(zhǔn)進(jìn)行裝配。(6具有鍵聯(lián)接的配合件裝配前必須對軸槽、孔槽的位置與研配的鍵進(jìn)行復(fù)檢，正確無誤后方可進(jìn)行裝 配。裝配方法工藝要點(diǎn)計(jì)算公式人工敲擊法：適用于過渡配合的小件裝配1 .大裝的零件表面不準(zhǔn)有砸痕2 .打裝時，被包容配件表面涂機(jī)油潤滑3 .打裝時，必須用軟金屬或硬質(zhì)非金屬材料做防護(hù)襯

13、墊4 .打裝過程中，必須使被容件與包容件同軸，不準(zhǔn)有任5 .打裝好的零件必須與相關(guān)限位軸肩等靠緊，間隙不得大于0.05mm壓裝法：適用于常溫下.對過盈量較小的中、小件裝配15%1.壓裝件引入端必須制做倒錐。若圖樣中未作規(guī)定，其 倒錐按錐度1 : 150制作.長度為配合總長度的10%壓入力F經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式F=KiLX 104式中i測的實(shí)際過盈量mmL配合長度mmK-考慮被裝零件材質(zhì)，尺寸等因素的系數(shù)K系數(shù)1.53取值2 .實(shí)心軸與不通孔件壓裝時，允許在配合軸頸表面上加工深度大于0.5mm的排氣平面3 .壓裝零件的配合表面在壓裝前須潤滑油（白鉛油摻4. 壓裝時，其受力中心線應(yīng)與包容件，被包容件中心線

14、保 持同軸。對細(xì)長軸應(yīng)嚴(yán)格控制受力中心線與零件的同軸性5. 壓裝輪與軸時.絕不允許輪緣單獨(dú)受力6. 壓裝后，軸肩處必須靠緊間隙小于0.05mm7. 采用重物壓裝時，應(yīng)平穩(wěn)無阻壓入，出現(xiàn)異常時應(yīng)進(jìn)行分析，不準(zhǔn)有壓壞零件的現(xiàn)象發(fā)生8. 采用油壓機(jī)裝時必須對壓入力F進(jìn)行校核，確保壓機(jī)所產(chǎn)生的壓力應(yīng)該是壓入力 F的1 . 52倍9. 采用油壓機(jī)壓裝時，應(yīng)做好壓力變化的記錄1壓力變化應(yīng)平穩(wěn)，岀現(xiàn)異常時進(jìn)行分析，不準(zhǔn)有壓壞零件2圖樣有最大壓力的要求時，應(yīng)達(dá)到規(guī)定效值，不許過大或過小3采用機(jī)壓裝時速度不宜太快。壓入速度采用24mm /s,不允許超過10mm / s熱裝法：適用過盈量較大零件的裝配1 做好熱裝

15、前的準(zhǔn)備工作以保證熱裝工序的順利完成1加熱溫度T計(jì)算公式T=（卄 5 /a甘 TC式中d配合公稱直徑（mma 加熱零件材料線膨脹系數(shù)（1/C常用材料線膨脹系數(shù)見有關(guān)手冊b-配合尺寸的最大過盈量mm5所需熱裝間隙（mm當(dāng)d<200mm時，5取（1"2 b當(dāng) d>200mm 時，5?。?.001"0.0015d22加熱時間按零件厚10mm需加熱10min估算。厚度值按零件軸向和徑向尺寸小者計(jì)算2 包容件加熱脹量達(dá)到要求后，要迅速清理包容件和被 包件的配合表面，然后立即進(jìn)行熱裝。要求操作動作迅速準(zhǔn) 確，一次熱裝到位，中涂不許停頓。若發(fā)生異常，不允許強(qiáng) 迫裝入，必須排除

16、故障，重新加熱再進(jìn)行熱裝3. 零件熱裝后，采用拉、壓、頂?shù)瓤煽看胧┦篃嵫b件靠近被 包容件軸向定位面。零件冷卻后，其間隙不得大于配合長度 的 1 /10004. 鋼件中裝銅套時，包容件只能作一次熱裝，裝后不允許作 為二次熱裝的包容件再行加熱5. 凡鑲?cè)Y(jié)構(gòu)的齒輪與的熱裝時.在裝齒圈時已加熱過一次，當(dāng)與軸熱裝時，又需二次加熱，一般應(yīng)采用油浴加熱。若條件有限，也可采用電爐加熱，但必須嚴(yán)格控制溫升速度，使之溫度均勻且工作外表面離爐絲距離大于300mm，否則不準(zhǔn)采用6. 采用油浴加熱，其油溫控制在該油的閃點(diǎn)以下10"20 'C,絕不允許使用到油的閃點(diǎn)或高于閃點(diǎn)。常用油閃點(diǎn)見表7-86守

17、設(shè)備操作規(guī)程冷裝法：適用于包容件 無法加熱或加 熱會導(dǎo)致零件 精度、材料組 織變化、影響 其力學(xué)件的裝 配1 冷裝時I冷凍溫度TI計(jì)算公式T仁2 b /aid (°C式中最大過盈量(mmd 被包容件的外徑(mm al 被包容件冷卻時 線膨脹系數(shù)常用材料冷卻時線膨脹系數(shù)見有關(guān)手冊 冷凍時間t計(jì)算公式t= a' S '-(68(mm式中與材料有關(guān)的系數(shù)見有關(guān)手冊被冷凍零件的特征尺寸。即零件的最大斷面半徑或壁厚尺寸(mm2選用冷凍劑，冷凍劑的溫度必須低于被包容件所需冷凍溫度T1，被包容件直徑大于© 50mm時優(yōu)先選用液態(tài)氧或液態(tài)氮冷凍劑溫度值見有關(guān)手冊3計(jì)算冷凍時間2. 凡冷裝采用液態(tài)氧做冷凍劑時嚴(yán)禁周圍有易燃物和火種3. 操作者必須穿戴好勞保用品，應(yīng)穿長袖衣，長腿褲，戴好防護(hù)眼鏡，皮手套扎好帆布腳蓋才能進(jìn)行操作4. 取冷凍劑的罐和冷卻箱，要留有透氣孔，用時不得堵死以免 壓力增高引起爆炸。箱體內(nèi)部要清潔冷卻箱要放置平穩(wěn)可靠5. 冷凍劑必須隨用隨取，傾注時要小心，防止外灑和飛濺。冷卻 箱中的液面要保持足夠的高度，比須浸沒零件的配合表面， 但不