DIN_7190-2001_过盈配合.计算原理和设计规则
过盈连接
一、过盈连接的种类过盈连接是依靠包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈来实现紧固连接的。
这种连接的结构简单、同心度好、承载能力强，能承受变载和冲击力，还可避免零件因加工出键槽等而削弱强度，但配合加工精度要求较高，采用圆柱面接合时装拆不便。
过盈连接的配合面主要是圆柱面和圆锥面，其他形式较少。
1．圆柱面过盈连接其配合过盈量的大小，是由连接本身要求的紧固程度所决定的。
在确定配合种类时，一般应选择其最小过盈等于或稍大于连接所需的最小过盈。
因过盈量过大将导致装配困难，而过盈量过小将满足不了传递一定扭矩的要求，在确定精度等级时，若选较高精度的配合，而其实际过盈变动范围较小，装配后连接件的松紧程度不会发生大的差异，但加工要求较高；配合精度较低时，虽可降低加工精度要求，但实际配合过盈变动范围较大。
在批量生产时，各连接件的承载能力和装配性能相差较大，往往需分组选择装配。
a．配合表面应具有良好的表面粗糙度，零件经加热或冷却后要将配合面擦净。
b．压合前，配合表面处理干净并涂以润滑油，以免装配中擦伤配合面。
c．压入过程应连续，不宜过快；压入速度一般为2～4mm/s（不宜超过10mm/s），并应准确控制压入行程。
d ． 压合时，应始终保持轴和孔同轴线，不许偏斜；应经常用角尺检查校正。
e ． 对于细长的薄壁件，更要细心检查其过盈量和形状偏差，装配时尽可能垂直压入，以防变形。
2． 过盈连接的装配方法a ． 压入配合法 可用手锤加垫块敲击压入，也可采用各类压力机压入。
b ． 热胀配合法 又称红套，是利用金属材料热胀冷缩的物理特性，在套与轴有一定过盈时，将套加热，使孔胀大，然后将轴装入胀大的孔中，待冷却后，轴与套孔就获得了传递轴向力、扭矩或轴向力与扭矩同时作用的结合体。
c ． 冷缩配合法 此法是将被包容件进行低温冷却使之冷缩，对小过盈量的小型连接件和薄壁衬套等多采用于冰冷缩（可冷至-78℃）；过盈量较大的连接件，如发动机的主、副杆衬套等，多采用液氮冷缩（可冷至-196℃）d ． 液压套合法是使高压油注入锥套中，使油压增大，锥套膨胀顶出或装入。
过盈连接的设计计算书
提高扩展内容第15章连接设计1. 过盈连接的设计计算教材节简单介绍过盈连接的原理、特点及应用。
鉴于此连接在机械工程中广泛应用，特作如下扩展，供读者参考。
1.1过盈连接的特点及应用过盈连接是利用连接零件间的过盈配合来实现连接的。
这种连接也叫干涉配合．．．．．．连接或紧配合．．．连接．．。
过盈连接的优点是结构简单、对中性好、承载能力大、在冲击载荷下能可靠地工作、对轴削弱少。
其主要缺点为配合面的尺寸精度高、装拆困难。
过盈连接主要用于轴与毂的连接、轮圈与轮芯的连接以及滚动轴承与轴或座孔的连接等。
本节仅介绍圆柱面的过盈连接。
圆柱面过盈连接的设计计算（1）过盈连接的工作原理及装配方法1）过盈连接的工作原理过盈连接是将外径为d的被包容件压入内径为A d的包容件中（图）。
由于配合直径B间有B+∆的过盈量，在装配后的配合面上，便产生了一定的径向压力。
当连接承受A∆轴向力F（图）或转矩T（图）时，配合面上便产生摩擦阻力或摩擦阻力矩以抵抗和传递外载荷。
a) 圆柱面过盈连接b) 受轴向力的过盈连接c) 受转矩的过盈连接图圆柱面过盈连接的工作原理2）过盈连接的装配方法过盈连接的装配方法有压入法．．．。
．．．和温差法压入法是利用压力机将被包容件直接压入包容件中。
由于过盈量的存在，在压入过程中，配合表面微观不平度的峰尖不可避免地要受到擦伤或压平，因而降低了连接的紧固性。
在被包容件和包容件上分别制出如图所示的导锥，并对配合表面适当加润滑剂，可以减轻上述擦伤。
温差法是加热包容件或（和）冷却被包容件，使之既便于装配，又可减少或避免损伤配合表面，而在常温下即达到牢固的连接。
加热是利用电加热，冷却采用液态空气（沸点为-副1940C）或固态二氧化碳（又名干冰，沸点为-790C）。
温差法可以得到较大的固持力，常用于配合直径较大的连接；冷却法则常用于配合直径较小时。
过盈连接的应用实例见图及。
由于过盈连接拆装会使配合面受到严重损伤，当装配过盈量很大时，装好后再拆开就更加困难。
过盈量与装配力计算公式分解
过盈量与装配力计算公式分解过盈联接1．确定压力p；1）传递轴向力F2）传递转矩T3）承受轴向力F和转矩T的联合作用2．确定最小有效过盈量，选定配合种类；3．计算过盈联接的强度；4．计算所需压入力；（采用压入法装配时）5．计算包容件加热及被包容件冷却温度；（采用胀缩法装配时）6．包容见外径胀大量及被包容件内径缩小量。
1. 配合面间所需的径向压力p过盈联接的配合面间应具有的径向压力是随着所传递的载荷不同而异的。
1）传递轴向力F 当联接传递轴向力F时（图7-20），应保证联接在此载荷作用下，不产生轴向滑动。
亦即当径向压力为P时，在外载荷F的作用下，配合面上所能产生的轴向摩擦阻力F，应大于或等于外载荷F。
图: 变轴向力的过盈联接图: 受转矩的过盈联接设配合的公称直径为人配合面间的摩擦系数为人配合长度为l，则F f=πdlpf因需保证Ff≥F，故[7-8]2）传递转矩T 当联接传递转矩T时，则应保证在此转矩作用下不产生周向滑移。
亦即当径向压力为P时，在转矩T的作用下，配合面间所能产生的摩擦阻力矩Mf应大于或等于转矩T。
设配合面上的摩擦系数为f①，配合尺寸同前，则M f=πdlpf·d/2因需保证Mf≥T．故得[7-9]① 实际上，周向摩擦系数系与轴向摩擦系数有差异，现为简化．取两者近似相等．均以f表示。
配合面间摩擦系数的大小与配合面的状态、材料及润滑情况等因素有关，应由实验测定。
表7－5给出了几种情况下摩擦系数值，以供计算时参考。
表: 摩擦系数f值压入法胀缩法联接零件材料无润滑时f有润滑时f联接零件材料结合方式，润滑 f钢—铸钢0.11 0.08钢—钢油压扩孔，压力油为矿物油0.125钢—结构钢0.10 0.07 油压扩孔，压力油为甘油，结合面排油干净0.18钢—优质结构钢0.11 0.08在电炉中加热包容件至300℃0.14钢—青铜0.15~0.20 0.03~0.06 在电炉中加热包容件至300℃以后，结合面脱脂0.2钢—铸铁 0.12~0.15 0.05~0.10 钢—铸铁 油压扩孔，压力油为矿物油0.1铸铁—铸钢 0.15~0..25 0.15~0.10 钢—铝镁合金 无润滑 0.10~0.153） 承受轴向力F 和转矩T 的联合作用 此时所需的径向压力为[7-10]2. 过盈联接的最小有效过盈量δmin根据材料力学有关厚壁圆筒的计算理论，在径向压力为 P 时的过盈量为Δ=pd(C 1/E 1+C 2/E 2) ×103，则由上式可知，过盈联接传递载荷所需的最小过盈量应为[7-11]式中：p ——配合W 问的任向活力，由式（7~8）~(7~10）计算；MPa ； d ——配合的公称直径，mm ；E 1、E 2——分别为被包容件与包容件材料的弹性模量，MPa ； C 1——被包容件的刚性系数C 2——包容件的刚性系数d1、d2——分别为被包容件的内径和包容件的外径，mm；μ1、μ2——分别为被包容件与包容件材料的泊松比。
极限与配合 过盈配合的计算和选用资料
列里的白色方格中填入已知条件值，深 框为手填框，黄色方框为自动计算值。
（参考标准 GB/T 5371）
公式
—— —— —— —— —— ——
与被包容件粗糙度符号相同 与包容件粗糙度符号相同 —— ——
—— —— —— —— —— —— —— ——
2 最小过盈量
数值
单位
0
N·mm
70000
——(例如 u 等等)
——（例如 H7/u6 等等）
填填入入所所选选定定配配合合后后的的最最小大过有盈效量过：盈
量：
[
pm
in
]
[
m in
df
]
2 Ca Ea
(S
a Ci Ei
S
i
)
Ft min [ pmin ] d f l f
[ pmax]
df
[ max]
Ca Ea
Ci Ei
3 初选基本过盈量
δb
4 确定基本偏差代号
——
5 选定配合 6 选择配合后的最小过盈量 7 选择配合后的最大有效过盈量
8 传递载荷的最小结合力
—— [δmin] [δmax]
[pmin]
9 最小传递力
Ft min
10 传递载荷的最大结合力
pmax
11 包容件的最大应力 12 被包容件的最大应力
σa max σi max
a
max
[
pmax] a
或
a
max
[
pmax] b
i
max
[
pmax] c
Ft min＞Ft； a max＜ sa (或 ba )； i max＜ si (或 bi )
过盈配合装配方法总结
过盈配合装配分析总结摘要：由于过盈配合能承受较大的轴向力、扭矩及动载荷，应用十分广泛，并且由于它是种固定连接，因此装配时要求有正确的相互位置和紧固件，还要求装配时不损伤机件的强度和精度，装入简便迅速，还有轴承的安装是否正确，直接影响轴承使用时的精度、寿命和性能。
关键字：过盈配合；装配；热装；冷装正文;过盈配合的装配是将较大尺寸的被包容件（轴件）装入较小尺寸的包容件（孔件）中。
如下图中间；过盈配合能承受较大的轴向力、扭矩及动载荷，应用十分广泛，例如齿轮、联轴节、飞轮、皮带轮、链轮与轴的连接，轴承与轴承套的连接等。
由于它是种固定连接，因此装配时要求有正确的相互位置和紧固件，还要求装配时不损伤机件的强度和精度，装入简便迅速。
过盈配合要求零件的材料应能承受最大过盈所引起的应力，配合的１连接强度应在最小过盈时得到保证。
常用的装配方法有压装配合、热装配合，冷装配合等。
过盈配合中的公差带分布情况参考下表1表1 过盈配合中的公差带分布状况一、常温下的压装配合常温下的压装配合适用于过盈量较小的几种静配合，其操作方法简单、动作迅速，是最常用的一种方法。
根据施力方式不同，压装配合分为锤击法和压入法两种。
锤击法主要用于配合面要求较低、长度较短，采用过渡配合的连接件；压入法加力均匀，方向易于控制，生产效率高，主要用于过盈配合，过盈量较小时可用螺旋或杠杆式压入工具压入，过盈量较大时用压力机压入。
其装配工艺如下：２1、验收装配机件机件的验收主要应注意机件的尺寸和几何形状偏差、表面粗糙度、倒角和圆角是否符合图样要求，是否光掉了毛刺等。
机件的尺寸和几何形状偏差超出允许范围，可能造成装不进、机件胀裂、配合松动等后果；表面粗糙度不符合要求会影响配合质量；倒角不符合要求或不光掉毛刺，在装配过程中不易导正和可能损伤配合表面；圆角不符合要求，可能使机件装不到预定的位置。
机件尺寸和几何形状的检查，一般用千分尺或0.02mm 的游标卡尺，在轴颈和轴孔长度上两个或三个截面的几个方向进行测量，而其他检测项靠样板和目视进行检查。
过盈配合力计算
过盈配合计算方法
计算方法的基本方法与步骤
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过盈配合计算方法
计算方法的基本方法与步骤
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过盈配合计算方法
计算方法的基本方法与步骤
弹性模量、泊松比系数 材料
碳钢、低合金钢、合金结构钢
青铜 黄铜 铝合金 PC POM
弹性模量（E MPa)
200000-235000
85000 80000 69000 2320 2600
泊松比 (v)
0.3-0.31
0.35 0.36-0.37 0.32-0.36 0.3912 0.386
过盈配合的基本偏差特性及应用
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过盈配合简介
常用过盈配合特性及应用
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过盈配合应用
过盈配合主要用于孔、轴间的紧固联结，不允许两者有相对运动。主要 表现在结构联接方式为过盈联接，过盈连接的原理是由于材料有弹性， 包容件与被包容件在过盈配合在表面产生一定压力，当联接受到轴向力， 转矩或两者复合的作用时，即产生相应的摩擦力和摩擦力矩以承受或传 递外负载。 过盈联接的特点是结构简单，对中性好。缺点是对配合的表面要求精度 高，不注意会擦伤配合表面，并且不宜重复拆装。 过盈联接的配合面多为圆柱面，也有圆锥面或其他的形式。 一般这种联接装配方式采用压入装配，对于过盈量较小的，或是材料弹 性较大的采用直接压入式（纵向过盈联接），对于过盈量较大的并且材 料较硬的采用温差法装配（横向过盈联接）。
计算和选择过盈配合的新方法
计算和选择过盈配合的新方法连云港化工高等专科学校 陈连 吉美丽 摘 要 本文提出了一种计算和选择过盈配合的新方法。
本方法首先按可靠性优化设计理论确定满足预定可靠性要求的过盈量和结合长度,然后根据GB T 5371《过盈配合的计算和选用》选择标准配合,再对结合长度进行一维优化,可以经济地满足预定的可靠性要求,彻底摆脱用传统方法选择过盈配合的盲目性,对提高过盈联接的工作可靠性有较大的工程价值。
关键词 过盈配合 计算和选择 可靠性优化设计 新方法 1 引言、定心性好、承载能力高、承受变载荷和冲击的性能好等优点,因此在机械制造,特别是重型机械制造中具有十分重要的技术经济价值。
但由于传统的计算方法不仅麻烦,而且无法对联接的工作可靠性作出定量的评价,从而给联接带来消极影响。
本文基于可靠性与优化设计理论,提出了一种计算和选用过盈配合的新方法,对提高过盈配合的质量有积极意义。
2 传统的计算方法根据材料力学中对厚壁圆筒的分析,过盈配合的有效过盈量∆e与结合压力p f之间的关系可以用式(1)表示:∆e=p f d f(c a E a+c i E i)(1)式中 c a=(1+q2a) (1-q2a)+Λac i=(1+q2i) (1-q2i)+Λiq a=d f d aq i=d i d f对包容件和被包容件,危险应力均发生在内表面上,按第四强度理论计算的相当应力如式(2)所示:Ρa=p f3+q4a (1-q2a)Ρi=2p f (1-q2i)(2)式(3)是传递载荷所需的最小结合压力计算式,将其代入式(1)可以求得所需最小有效过盈量[如式(4)所示]。
p f m in=F2x+(2T d f)2 (Πd f L f f)(3)∆e m in=p f m in d f(c a E a+c i E i)(4)为保证联接件的结合强度,考虑各种因素对联接性能的影响,需对计算求得的最小有效过盈量进行修正,求出联接件的最小过盈量[如式(5)]:∆m in=∆e m in+∆y+∆t+∆l+∆m(5)过盈联接还应保证联接的两元件不发生塑性变形。
过盈配合压入力计算
轴与轴套过盈配合压入力计算公式：P=2i p lf r 2π 应为“—”22112122221222223122232)()(12E E r r E r r r r E r r r p i μμδ-+-++-+=δ=0.075mm, r1=70mm, r2=100mm, r3=135mm, E1=E2=2.1⨯510Mpa, u1=u2=0.3, l=150mm ,f=0.15带入公式得：Pi= 12.3954MpaP=1.7524510⨯N =17874.48kgf (17.524t)δ=0.075mm, r1=70mm, r2=100mm, r3=135mm, E1=E2=2.1⨯510Mpa, u1=u2=0.3, l=190mm ,f=0.15带入公式得：Pi= 12.3954MpaP= 2.2196510⨯N =22639.92kgf (22.196t)B87C 机头衬套压入力：δ=0.078，r1=14.415,r2=25.38,r3=44.5,L=115,f=0.15 代入公式得：22.6T/26.7T ——大值是按u1起作用算得FT160A 架体横臂压入力：δ=0.05，r1=0,r2=17,r3=25,L=37,f=0.15代入公式得：4.9T/5.8T ——大值是按u1起作用算得过盈联接1．确定压力p；1）传递轴向力F2）传递转矩T3）承受轴向力F和转矩T的联合作用2．确定最小有效过盈量，选定配合种类；3．计算过盈联接的强度；4．计算所需压入力；（采用压入法装配时）5．计算包容件加热及被包容件冷却温度；（采用胀缩法装配时）6．包容见外径胀大量及被包容件内径缩小量。
1. 配合面间所需的径向压力p过盈联接的配合面间应具有的径向压力是随着所传递的载荷不同而异的。
1）传递轴向力F当联接传递轴向力F时（图7-20），应保证联接在此载荷作用下，不产生轴向滑动。
亦即当径向压力为P时，在外载荷F的作用下，配合面上所能产生的轴向摩擦阻力F，应大于或等于外载荷F。
【精品】过盈配合件是依靠相配件装配以后的过盈量达到紧固联接
过盈配合件是依靠相配件装配以后的过盈量达到紧固联接。
装配后．由于材料的弹性变形，使配合面之间产生压力，因此在工作时配合面间具有相当的联擦力来传递扭短或轴向力。
过盈配合装配一般属于不可拆卸的固定连接。
过盈配合件的装配方法有：(1)人工锤击法，(2)压力机压入法；(3)冷装法，(4)热装法。
1)过盈配合件装配前的检查过盈配合零件在装配前必须对配合部位进行复检．并做好记录。
(1)过盈量应符合图样或工艺文件的规定。
(2)与轴肩相靠的相关轮或环的端面，以及作为装配基准的轮绿端面，与孔的垂直度偏差应在图样规定的范围内。
(3)相关的圆根、倒角等不得影响装配。
(4)配合表面水准有棱刺、锈斑或擦伤。
(5)当包容件的孔为盲孔时，其装入的被包容件必须有排气孔或槽，否则不准进行装配。
(6)具有键联接的配合件．装配前必须对轴槽、孔槽的位置与研配的键进行复检，正确无误后方可进行装配。
2)过盈配合件的装配过盈配合件的装配见表16。
装配方法工艺要点计算公式人工敲击法：适用于过渡配合的小件装配1.大装的零件表面不准有砸痕2.打装时，被包容配件表面涂机油润滑3.打装时，必须用软金属或硬质非金属材料做防护衬垫4.打装过程中，必须使被容件与包容件同轴，不准有任何歪斜现象5.打装好的零件必须与相关限位轴肩等靠紧，间隙不得大于0.05mm压装法：适用于常温下．对过盈量较小的中、小件装配1.压装件引入端必须制做倒锥。
若图样中未作规定，其倒锥按锥度1：150制作．长度为配合总长度的l0%～15%压入力F经验计算公式F=KiL×104式中i－测的实际过盈量mmL－配合长度mmK－考虑被装零件材质，尺寸等因素的系数K系数1.5～3取值2.实心轴与不通孔件压装时，允许在配合轴颈表面上加工深度大于0.5mm 的排气平面3.压装零件的配合表面．在压装前须润滑油（白铅油掺机油）4.压装时，其受力中心线应与包容件，被包容件中心线保持同轴。
对细长轴应严格控制受力中心线与零件的同轴性5.压装轮与轴时．绝不允许轮缘单独受力6.压装后，轴肩处必须靠紧．间隙小于0.05mm7.采用重物压装时，应平稳无阻压入，出现异常时应进行分析，不准有压坏零件的现象发生8.采用油压机装时．必须对压入力F进行校核，确保压机所产生的压力应该是压入力F的1．5—2倍9.采用油压机压装时，应做好压力变化的记录1)压力变化应平稳，出现异常时进行分析，不准有压坏零件的现象发生2)图样有最大压力的要求时，应达到规定效值，不许过大或过小3)采用机压装时速度不宜太快。
过盈连接的设计计算书
提高扩展内容第15章连接设计1. 过盈连接的设计计算教材15.4节简单介绍过盈连接的原理、特点及应用。
鉴于此连接在机械工程中广泛应用，特作如下扩展，供读者参考。
1.1过盈连接的特点及应用过盈连接是利用连接零件间的过盈配合来实现连接的。
这种连接也叫干涉配合．．．．．．连接或紧配合．．。
．．．连接过盈连接的优点是结构简单、对中性好、承载能力大、在冲击载荷下能可靠地工作、对轴削弱少。
其主要缺点为配合面的尺寸精度高、装拆困难。
过盈连接主要用于轴与毂的连接、轮圈与轮芯的连接以及滚动轴承与轴或座孔的连接等。
本节仅介绍圆柱面的过盈连接。
1.2 圆柱面过盈连接的设计计算（1）过盈连接的工作原理及装配方法1）过盈连接的工作原理过盈连接是将外径为d的被包容件压入内径为A d的包容件中（图1.1a）。
由于配合B直径间有B∆的过盈量，在装配后的配合面上，便产生了一定的径向压力。
当连接A∆+承受轴向力F（图1.1b）或转矩T（图1.1c）时，配合面上便产生摩擦阻力或摩擦阻力矩以抵抗和传递外载荷。
a) 圆柱面过盈连接b) 受轴向力的过盈连接c) 受转矩的过盈连接图1.1 圆柱面过盈连接的工作原理2）过盈连接的装配方法过盈连接的装配方法有压入法．．．。
．．．和温差法压入法是利用压力机将被包容件直接压入包容件中。
由于过盈量的存在，在压入过程中，配合表面微观不平度的峰尖不可避免地要受到擦伤或压平，因而降低了连接的紧固性。
在被包容件和包容件上分别制出如图1.2所示的导锥，并对配合表面适当加润滑剂，可以减轻上述擦伤。
温差法是加热包容件或（和）冷却被包容件，使之既便于装配，又可减少或避免损伤配合表面，而在常温下即达到牢固的连接。
加热是利用电加热，冷却采用液态空气（沸点为-副1940C）或固态二氧化碳（又名干冰，沸点为-790C）。
温差法可以得到较大的固持力，常用于配合直径较大的连接；冷却法则常用于配合直径较小时。
过盈连接的应用实例见图1.3及1.4。