7.过盈联接

被 包容件
pmax
d 2 d12 B1 2d 2 2 ~ 3
B1 、B2—分别为被包容件和包容件材料的强度极限。
4、过盈连接的最大压入力、压出力
当选用压入法进行装配时，计算最大压入力和压出力：
最大压入力： Fi =fπdlpmax 最大压出力： Fo (1.3~1.5) Fi = (1.3~1.5) fπdlpmax
第7章 铆接、焊接、胶接和过盈连接
§7－4 过盈连接
Fr
向心轴承
§7－4 过盈连接
一、过盈连接的特点及应用 作用： 利用被连接件间的过盈配合直接连接在一起， 又叫紧配合连接。 优点：构造简单、定心性好、承载能力高，能承受 冲击载荷，对轴削弱少。 缺点：装配困难，对配合尺寸的精度要求高。 应用：主要用于轮圈与轮芯、轴与毂孔、滚动轴承的 装配连接。
max 0 t0 被包容件冷却温度: t1 3 1d 10
其中： △0---为了避免配合表面互相擦伤所需要最小间隙；
α1 、α2 －分别为被包容件及包容件材料的膨胀系数； t0 –-环境温度。
第7章 过盈连接 机械设计作业集① 7-4、7-5 （7-17）
潘存云教授研制
d1
C1 C2 3 最小过盈量： min pd 10 E E 2 1 其中：E1、E2—被包容件和包容件材料的弹性模量；
d 2 d12 1 C1—被包容件的刚性系数: C1 2 2 d d1
C2—包容件的刚性系数:
2 d2 d2 C2 2 2 2 d2 d
圆锥面过盈连接在机床主轴的轴端上应用比较
普遍。装配时，借助转动端螺母并通过压板施力 使轮毂作微量轴向移动以实现过盈连接。 优点：定心性好，装拆方便，压紧程度容易调整，
配合表面不宜擦伤，传递载荷大，尤其是适用于大
型被连接件。 缺点：对配合面的精度要求高，加工成本增加。
潘存云教授研制
三、过盈连接的设计计算 过盈连接的主要承受轴向力、传递扭矩，或者同时 承受这两种载荷。设计计算： ①已知载荷时，配合面需要多大的径向压力？在该 压力下需要多大的过盈量？ ②若选定了标准的过盈配合，校核连接件最大过盈 量时的强度。
F
1、配合面所需压力 1) 传递轴向载荷 要求连接件在轴向载荷F 下， 不产生轴向滑移。
p
潘存云教授研制
p
轴向摩擦力Ff≥外载荷F ∵摩擦力： Ff =πdlpf ∴ p≥F/πdlf
p—径向压力；
F p
l
潘存云教授研制
d1 d
d、l—配合面公称直径、长度； f—摩擦系数。
2)传递扭矩
F T p Mf
1 3 s
式中，1—周向应力； 3 —径向应力； s—零件 材料的屈服极限。
对于包容件，其危险应力发生在内表面：
2 d2 d2 1 p 2 3 p 2 d2 d
故
即
2 d2 d2 p 2 p s2 2 d2 d
2 2 pd2 s2 2 2 d2 d
由 min C1 C2 3 p d 10 得： E 1 E2
pmax
max
C1 C2 3 d 10 E E2 1
最大压力：
5、包容件加热及被包容件冷却温度 用温差法进行装配时，两配合件的温度：
max 0 包容件加热温度： t 2 t0 3 2 d 10
μ1 、μ2—分别为被包容件和包容件材料的泊松比； 当采用温差法装配时，最小有效过盈量:
min min
当采用压入法装配时，考虑配合表面的微观峰尖将 被擦去或压平一部分，这时最小有效过盈量：
min min 0.8( Rz1 Rz 2 )
Rz1 、Rz2 —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，单位为: 微米。
A A-A d
A
曲轴过盈连接组件
二、过盈连接的工作原理及装配方法 工作原理：孔与轴配合中，轴的实际尺寸大于孔的 尺寸，两者装配后产生径向变形使配合面间产生很 大的压力，靠配合面产生的摩擦力来传递载荷。
过盈量：轴的尺寸减去孔的尺寸。
装配方法： 压入法 温差法 加热包容件 冷却被包容件
当配合面为圆柱面时，温差法能获得较高的摩擦 力或力矩，而压入法会擦伤配合表面。
(1)
对于被包容件，其危险应力也在内表面：
2 pd 2 1 2 ， 2 d d1
3 0
得 2 pd 2 s1 (2) 2 2 d d1
由 1 3 s1
由（1）和（2）得：
包容件（内表层）
2 d2 d2 pmax s2 2 2d 2
d 2 d12 被包容件（内表层） pmax s1 2 2d
根据计算得到的最小有效过盈量δmin 选择一个标准过盈量配合代号。 应注意尽量选择优先配合代号。
最小过盈量：δmin = 轴min - 孔max 最大过盈量: δmax = 轴max - 孔min
轴公差带 δmax
孔公差带
δmin
基孔制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
基轴制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
3、过盈连接的强度计算
● 连接的强度 (计算并选出 标准过盈量以及径向力) ；
● 连接件本身的强度。 过盈连接装配后，包容件 胀大，被包容件缩小。 在包容件上将产生周向拉 应力和径向压应力； 在被包容件上则产生周向 压应力和径向压应力。 (1)连接零件为塑性材料时的强度计算
(1)连接零件为塑性材料时的强度计算 过盈连接在装配后不产生塑性变形，由第三强度 理论：
潘存云教授研制
在扭矩T 下，不产生圆周方 向滑移。即：Mf≥T
∵摩擦力矩： Mf =πdlpfd /2
d2
∴
p≥2T/πd2lf
d
3)同时承受轴向载荷与扭矩 沿轴向和周向都不产生滑移。 径向压力p应满足：
p 2T F2 d dlf
2
d2 d
2、最小有效过盈量δmin 由材料力学厚壁圆筒可知，
(2) 连接零件为脆性材料时的强度计算
失效形式是包容件和被包容件配合表面的断裂。
按第一强度理论（1≤ B）求允许的最大径向压力：
2 d2 d 2 B2 1 p 2 2 d2 d 2~3
包容件
2 d2 d 2 B2 pmax 2 d2 d 2 2 ~ 3
2 pd 2 B1 1 2 d d12 2 ~ 3