过盈装配下衬套内径收缩量及相关参数的计算
过盈量与装配力计算公式分解
精车或精镗，中等磨光,刮（每平方厘米内有1．53个点)
铰，静磨，刮(每平方厘米内有3５个点)
钻石刀头镗
研磨，抛光，超精加工等
表面粗糙度代号
Rz(μm)
10
6.3
3．２
1.6
0.8
０.４
0．２
０.1
0．05
注:表面粗糙度代号以Ra表示,自左至右依次相当于旧国标(GＢ1031—68)中的代号▽6—▽14。
钢—青铜
0．1５０．2０
0.0３0．0６
在电炉中加热包容件至３00℃以后,结合面脱脂
0.2
钢—铸铁
０．1２０.15
0.05０.10
钢—铸铁
油压扩孔,压力油为矿物油
0．１
铸铁—铸钢
0.150..２5
０．15０．10
钢—铝镁合金
无润滑
0．10０.１5
3) 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
然后根据ｐｍａｘ来校核联接零件本身的强度。
当包容件（被包容件）为脆性材料时，可按图７－26所示的最大周向拉(压）应力用第一强度理论进行核核。由图可见，其主要破坏形式是包容件内表层断裂。
图７－26： 过盈联接中的应力大小及分布情况
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：
E１、Ｅ２——分别为被包容件与包容件材料的弹性模量,ＭＰa；
Ｃ1——被包容件的刚性系数
C2——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。对于钢，μ＝0．３；对于铸铁，μ＝０.２5。
当传递的载荷一定时,配合长度l越短，所需的径向压力p就越大。当P增大时，所需的过盈量也随之增大。因此，为了避免在载荷一定时需用较大的过盈量而增加装配时的困难，配合长度不宜过短，一般推荐采用 ｌ≈0.9ｄ。但应注意，由于配合面上的应力分布不均匀,当l＞0．8d时，即应考虑两端应力集中的影响，并从结构上采取降低应力集中的措施。
过盈量与装配力计算公式
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。
过盈量与装配力计算公式
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Ff，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F f≥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M f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M f≥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0..253）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(C1/E1+C2/E2) ×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（78）(710）计算；MPa；d——配合的公称直径，mm；E1、E2——分别为被包容件与包容件材料的弹性模量，MPa；C1——被包容件的刚性系数C2——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。
过盈量与装配力计算公式
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。
过盈配合中被包容件收缩量的计算
1 序言在机械制造、再制造及安装过程中，一般滑动轴承为被包容件，其外圆与包容件座孔过盈配合，内孔与轴的配合一般为间隙配合。
外部过盈会使装配后的被包容件内孔收缩，往往需要装配前内孔留有余量，装配后再进行镗、铰、车、磨和刮研等精加工。
这样会费工时、延工期，增加精加工刀具品种，尤其是重型机械的精加工，往往会超出机床的工作范围或条件，不便于加工。
如果在装配前能预知并计算出内孔收缩量，装配前尺寸向加大方向预让一个量，预让量等于内孔收缩量，则装配后内孔正好达到要求，可省时省力降成本。
本文通过对多种计算方法的研究与对比，探索出合理适用的计算方法与有效的控制方法。
可根据配合实际过盈量，快速、精确计算内孔收缩量及应加工尺寸，或依座孔实际尺寸轻便算得被包容件配加工外圆及内孔应加工尺寸。
2 等壁厚法假定包容件是不变形的刚体，而被包容件壁厚不变。
例如，套座与衬套的设计要求如图1所示，设定初始条件为：结合直径d f=150mm，套座外径d a=380mm，衬套内径d i=120mm，套座实际内径D f1=150.03mm，衬套实际外径d f2=150.125mm。
按等壁厚法[1]计算如下：衬套内孔平均偏差δ＝（0.09＋0.036）/2＝0.063（mm）；装配前衬套壁厚N＝（150.03－120－0.063）/2≈14.984（mm），偏差取±0.01mm，装配前衬套壁厚应加工尺寸。
a）套座（包容件）b）衬套（被包容件）图1 套座与衬套的设计要求3 等截面法等截面法[2]是将套座看成不变形的刚体，而被包容件衬套只产生径向变形的一种简单计算方法。
依塑性变形体积不变定律，长度不变时，装配收缩变形的截面积不变。
衬套装配前后尺寸如图2所示，有下式成立：，其中d f为结合直径（mm）；d i为衬套内径（mm）；ΔD为衬套装配过盈量（mm）；Δd为装配后的内孔收缩量（mm）。
常温装配ΔD2及Δd2很小，可忽略不计，将公式展开，化简得a）衬套装配前b）衬套装配后图2 衬套装配前后尺寸为保证衬套内孔的配合间隙，过盈量取最大值计算，并把收缩量加到内孔的上下偏差中去。
过盈量与装配力计算公式.
过盈量与装配力计算公式.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Ff =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Mf =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∏时的过盈量为Δ=πδ(X1/E1+X2/E2 ×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：π??配合Ω问的任向活力，由式（7~8）~(7~10）计算；M∏α；δ??配合的公称直径，μμ；E1、E2 ?分别为被包容件与包容件材料的弹性模量，M∏α；X1 ?被包容件的刚性系数X2 ?包容件的刚性系数δ1、δ2 ?分别为被包容件的内径和包容件的外径，μμ；μ1、μ2 ?分别为被包容件与包容件材料的泊松比。
过盈量与装配力计算公式分解【精品文档】
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≥F，故因需保证Ff[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M应大于或等于转矩T。
f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M≥T．故得f[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3）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(C1/E1+C2/E2) ×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；E1、E2——分别为被包容件与包容件材料的弹性模量，MPa；C1——被包容件的刚性系数C2——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。
过盈量与装配力计算公式
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Ff，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。
中国汽车零部件产业基地落户天津未来科技城
衬 套 材 料 的 泊 松 比
机 座 材 料 的 泊 松 比
Ｐ ｌ
１ １ ２
Ｏ － ２ ６
Ｏ ． ２ ６
衬 套 装 配 的 最 大 过 盈 量
８ —
０ ． ０ ４ ２ ５
ｍｍ
８
０ ． ０ ２ ７ ５
ｎ １ ｍ
王顺生 （ １ ９ ６ ７ ． ８ 一 ） ， 男， 浙 江 佳 华 机 械 实 业 有 限公 司 ， 大
从 上 表 的计 算 结 果 中可 以 得 出衬 套 压 人 ＋ ４ ０ ＋ ０ ． ０ １ ７ ； 的检 验 环 规 中衬 套 内径 的 收 缩 量 的 平 均 值 为
专学历 ， 机 械工 程 师 。曾在 《 内燃 机 配 件 》 杂 志发 表 多 篇 文 章 。
中国汽 车零部件产 业基地落户天津未来科技城
投资总额达 １ ０ 亿 欧 元 的 中 国汽 车零 部 件 （ 天
的产 业基 地 。项 目达产 后 可 实 现年 产 值超 过 １ ０ ０ 亿
兀 。
参 数 名 称 衬 套 材 料 的 刚性 系 数 机 座 材 料 的刚 性 系 数 装 配 后 结 合 面处 产 生 的 最 大 径 向压 力 装 配 后 结 合 面处 产 生 的 最 小 径 向压 力 装 配 后 衬 套 内径 缩 小 量 的 最 大 值 装 配 后衬 套 内 径 缩 小 量 的 最
津） 产业 基 地项 目近 日落 户天 津 未来科 技 城 。
据 了解 ， 中 国汽车 零 部件 （ 天津 ） 产 业基 地 项 目 由 中 国汽车 零 部件 工 业公 司投 资建 设 ． 引入 全 球 领
过盈量与装配力计算公式
过盈量与装配⼒计算公式过盈联接1.确定压⼒p;1)传递轴向⼒F2)传递转矩T3)承受轴向⼒F与转矩T得联合作⽤2.确定最⼩有效过盈量,选定配合种类;3.计算过盈联接得强度;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、配合⾯间所需得径向压⼒p过盈联接得配合⾯间应具有得径向压⼒就是随着所传递得载荷不同⽽异得。
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 得作⽤下,配合⾯上所能产⽣得轴向摩擦阻⼒Ff,应⼤于或等于外载荷F。
图: 变轴向⼒得过盈联接图: 受转矩得过盈联接设配合得公称直径为⼈配合⾯间得摩擦系数为⼈配合长度为l,则F f=πdlpf≥F,故因需保证Ff[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得作⽤下,配合⾯间所能产⽣得摩擦阻应⼤于或等于转矩T。
⼒矩Mf设配合⾯上得摩擦系数为f① ,配合尺⼨同前,则M f=πdlpf·d/2因需保证M≥T.故得f[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。
配合⾯间摩擦系数得⼤⼩与配合⾯得状态、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3) 承受轴向⼒F与转矩T得联合作⽤此时所需得径向压⼒为[7-10]2、过盈联接得最⼩有效过盈量δmin根据材料⼒学有关厚壁圆筒得计算理论,在径向压⼒为 P时得过盈量为Δ=pd(C1/E1+C2/E2) ×103,则由上式可知,过盈联接传递载荷所需得最⼩过盈量应为[7-11]式中:p——配合W问得任向活⼒,由式(7~8)~(7~10)计算;MPa;d——配合得公称直径,mm;E1、E2——分别为被包容件与包容件材料得弹性模量,MPa;C1——被包容件得刚性系数C2——包容件得刚性系数d1、d2——分别为被包容件得内径与包容件得外径,mm;µ1、µ2——分别为被包容件与包容件材料得泊松⽐。
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式 中ｐ 一 衬套 与 座孔 配合 面 间 的径 向压 力 ， 单
位 ＭＰ ａ
式， ６ 是 根 据产 品 图样 给 定 的 衬套 和坐 孔 的装 配 过 盈 量 ，根据 图样规 定 的配合 尺 寸 可 以计算 出来 ， 因 为 理 论 上存 在最 大 过 盈 量８ 一和最 小 过 盈 量 ６ ， 因
时 ，衬 套在 压入 座 孔后 应变 衬套 任 意半 径ｒ ｉ 处 的径
向位 移Ｕ ｒ ｉ 的计 算公式 为 ： ｕ ｒ ｉ ＿ ［ ＋ （ １ － １ ． ￣ ｒ ｉ ］ （ ３ ）
３ 计算 实例
一
种 衬套外 径 尺寸 为４ ０ ｍ … ． ｏ ５ ，要 求将 衬 套压 入
０ ． ２ ３ ￣ ０ ． ２ ７
材 料 镍铬钢 、 合金 钢
碳 钢 铸 钢 球 墨 铸 铁
灰 铸 铁
弹性 模 量 Ｅ ＼ ＭＰ ａ ２ ０ ６ ｏ ｏ Ｏ
２ ０ ６ ０ ０ ０ ２ ０ ２ ０ ０ ０ １ ７ ３ ０ ０ ０
１ ｌ ８ ０ ｏ ０ － １ ２ ６ ０ ０ ０
缩 量△ ｄ ｌ ａ ｖ ｇ 即可 。 考 虑衬套 加工 后 的装配 和检 验 ． 有 时需 要计 算
Ｅ 一 衬套材 料 的弹性模 量 单 位ＭＰ ａ
Ｅ ， 一 座孔 材料 的弹性模 量 单 位ＭＰ ａ
。 一
衬套 材料 的泊松 比
出将衬套 压入 座坐孔 或检验 环规 孑 Ｌ 中的压 入力 Ｆ ｒ 或 将 衬套从 座孔 或检验 环规 中 的压 出力 Ｆ ｃ ．通过 Ｆ ｒ 和 Ｆ ｃ 的计 算值 来 选择 压装 设备 。 此 时 可 通过 下 式来 计 算。 将衬 套压入 座孑 Ｌ 或检验 环规 的压人 力Ｆ ｖ （ Ｎ） ：
（ ２ ）
一 ｚ
： 一
座孔 材料 的泊松 比
一 －Ｃ ２ ＝ ｄ ２ ２ ＋ ｄ ２
在 上式 中令 ｃ Ｉ － 一 则（ １ ） 式可 简化 为 ：
Ｐ ＝ — ——ｕ ＿一
ｕ
ｄ － Ｃ１ ｔ ＿ Ｃ ２／ ＿ －
Ｆ ｒ ＝ ｆ 兀ｄ Ｌ ｐ 一
（ ７ ）
将衬套 挤 出座孔 或检验 环规 的压 出力 Ｆ ｊ （ Ｎ） ：
Ｆ ｃ ＝ （ １ ． ３ — １ ． ５ ） ｆ 兀ｄ Ｌ ｐ 一 式（ ７ ） 和（ ８ ） 中， （ ８ ）
式（ ２ ） 中Ｃ 和Ｃ ： 分别 为衬套 和座孔 的刚性 系数 。
衬 套 和座 孔 的常 用 材料 的 弹性 模 量 与 泊 松 可
ｄ 为衬 套 与座孑 Ｌ 或检验环 规 的配合 面直径 ｍ ｍ１ ｐ 一衬套 与座 孔配 合面 间 的径 向压力 （ ＭＰ ａ ） ， 可 通 过 已知的最 大过盈 量８ 一由式（ ２ ） 来计 算 。 利用 式 （ ６ ） 一 （ ８ ） 计 算 衬套装 入座 孔后 的 内径 收
缩 量 和压入 压 出力 显得 有些 复 杂 ． 实 际 计 算 时 可 以
按 表ｆ １ ） 选取 ： 表１
序 号 １
２ ３ ４
５
ｆ 为衬 套压 入 或 压 出 时与 座孔 或 检 验环 规 的摩
擦 系数，
Ｌ 为接合 长度 ｒ ａｍ １
泊 松 比“ ０ ． ２ ５ － ０ ． ３
０ ． ２ ４ ～ ０ ． ２ ８ ０ ＿ ３ Ｏ ｌ ３
将（ ２ ） 式代入 式 （ ５ ） Ａ ｄ ｌ ＝ ２ ｕ — — 下 Ｅ （ ｄ ２ － ｄ 。 ） （ ＋ ）
ｒ Ｊ １ ｒ Ｊ １
｝ ×
Ｅ１
１
。 Ｅ
（ １ ）
（ ６ ）
式（ ６ ） 是衬 套 压入 坐孑 Ｌ 后 内径 收缩 量 的计算 公
此 通过 式 （ ６ ） 可 分别 计算 出衬套 内径 的最 大 收缩 量
８ 一 衬套与座孔配合面间的配合 间隙 。 单位 ｍｍ
ｄ 一 座孔 直径 单位 ｍ ｍ ｄ ． 一衬 套 内径 单 位 ｍｍ
ｄ ， 一 座Ｔ Ｌ ＃ Ｆ 径 单 位 ｍｍ
Ａ ｄ 一和 最 小 收缩 量△ ｄ ， 根 据 正 态分 布 理 论 ， 实 际 计 算 中可 取 过 盈量 的平 均 值８ 求 出相 应 的平 均 收
利 用Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 电子表 格 的 自动 计算功 能 ， 只要 将 上式 的
６
铸 造 锡 青 铜
１ ０ ３ ０ ０ ０
０ － ３
已知 参 数 输入 到 表 格 中就 可 以很 方 便 的 得 出计算
结果。 Βιβλιοθήκη 根 据 簿 壁 圆 筒 与 厚 壁 圆筒 外 部 受 均 匀 应 力 Ｐ
孔径为 ￣ ｂ ４ ｎ … ＋ ｏ ． ｍ … ７ ， 的检 验环 规 中检查 衬 套 的 内径尺 寸
必 须 在 ３ ５ ： 以内 ， 检 验 环规 外 径 为 ６ ９ ０ ， 衬 套 的 长度 为７ ４ ａ ｒ ｍ，衬套 衬背 材料 采用 １ ０ ＃（ 减磨 合 金为
Ｃ ｕ Ｐ ｂ ｏ Ｓ ｎ 。 。 ，合 金 层 厚 为０ ． ４ ｍｍ） ，检 验 环 规 材 料 为
在着如 下关 系 ：
ｐ
Ｕ ｒ ｌ ＝ ： Ｅ（ ｄ ２ Ｅ Ｉ （ ｒ ２ 一 ｒ 【 ） 一 Ｉ ｄ ｌ ）
－
（ ４ ）
衬 套压 入坐孑 Ｌ 后 的 内径 收缩量 △ｄ ｌ ＝ ２ Ｕ ｒ 即：
△ｄ ＝ ２ ｕ ｒ ＝ ２ Ｐ ｄ ２ ｄ ｌ （ ５ ）
内 燃 机 与 配 件
２ ０ １ ３年 第 ８期
算。 此外 ， 在 进行 收缩量 计算 时还设 定 为衬套 在压 入 座孔 后其尺寸 仅是径 向发生变化 而轴 向尺寸Ｌ 不变 。 根 据 簿 壁 圆筒 与 厚 壁 圆筒 弹 性 过盈 配合 的计 算 原理 ， 可导 出在 压 配情 况 下衬 套与 坐 孔配 合 面 间 在 过盈 量 为８ 时，它与 配合 面 间的装 配应 力Ｐ 之 间存