圆柱面过盈连接的计算 (GB/T 53712004)

序号

     

     

 

  

一、传递载荷所需的最小过盈量

1

传递载荷所需的最小结合压强

传递转矩

MPa

T——传递的转矩N·mm

df——接合直径mm

lf——接合长度mm,一般取 lf(0.91.6)df

μ——连接件摩擦副的摩擦因数,见表纵向过盈连接的摩擦因数μ横向过盈连接的摩擦因数μ

Fx——传递的轴向力N

Ft——传递力N

承受轴向力

MPa

传递力

MPa

N

2

直径比

包容件

 

da——包容件外径mm

di——被包容件内径mm

3

被包容件

 

4

传递载荷所需的最小直径变化量

包容件

mm

E——连接件材料的弹性模量MPa,见表常用材料的弹性模量、泊松比和线胀系数

v——连接件材料的泊松比,见表常用材料的弹性模量、泊松比和线胀系数

下标 a 表示包容件

下标 i 表示被包容件(下同)C值可查表系数CaCi

5

被包容件

mm

6

传递载荷所需的最小有效过盈量

δemineamin+eimin

mm

有效过盈量是指过盈连接中起作用的过盈量

7

考虑压平量的所需最小过盈量

用胀缩法装配 δminδemin

用压入法装配 δminδemin+2(Sa+Si)

Sa1.6RaaSi1.6Rai

mm

S——压平深度(结合面的表面粗糙度被压平部分的深度,见)mm

Ra——轮廓算术平均偏差mm

二、不产生塑性变形所允许的最大有效过盈量

8

不产生塑性变形所允许的最大结合压强

包容件

MPa

σs——包容件与被包容件材料的屈服点MPa

σb——包容件与被包容件材料的抗拉强度MPa

abc——系数,可查

MPa

9

被包容件

MPa

MPa

10

连接

pfmaxpfamaxpfimax中的较小者

 

11

连接件不产生塑性变形的传递力

Ftpfmaxp df lf μ

N

 

12

不产生塑性变形所允许的最大直径变化量

包容件

mm

 

13

被包容件

mm

 

14

连接件不产生塑性变形所容许的最大有效过盈量

δemaxeamax+eimax

mm

 

三、配合选择

15

初选基本过盈量

一般情况下,取要求有较多的连接强度储备时,取;要求有较多的被连接材料强度储备时,取

 

δb——基本过盈量(选择过盈配合的基准值。基孔制时,其值等于轴的基本偏差的绝对值;基轴制时,其值等于孔的基本偏差的绝对值)mm,见

16

确定基本偏差代号

δb df 查出

 

 

17

选定配合

按基本偏差代号和δemaxδminGB/T 1801GB/T 1800.4确定选用的配合和孔、轴公差带。要求选出配合的最大和最小过盈量能满足:

[δmax]δemax(保证连接件不产生塑性变形)

[δmin]δmin(保证过盈连接件传递给定载荷)

 

选择配合种类时,在过盈量的上、下限范围内常有几种配合可供选用,一般应选择其最小过盈[δmin]等于或稍大于所需过盈δmin的配合[δmin]过大会增加装配困难。选择较高精度的配合,其实际过盈变动范围较小,连接性能较稳定,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,如成批生产,则各连接的承载能力和装配性能相差较大,这时,宜分组选择装配,即可保证加工的经济性,又可使各连接的过盈量接近

当包容件和被包容件的工作温度不同时,应计入温差引起的过盈量的变化,见表注1

当工作角速度很高时,应考虑由于离心力使配合过盈减小而引起连接可靠性降低的情况

四、校核计算(需要时进行)

18

过盈连接的最小传递力

N

 

MPa

19

连接件的

最大应力

包容件

MPa

 

MPa

MPa

20

被包容件

MPa

五、被连接件的直径变化量(需要时求)

21

包容件的外径增大量

mm

pf [pfmax][pfmin]分别计算,其结果为最大增大(减小)量和最小增大(减小)

22

被包容件的内径减小量

mm

六、过盈连接的装配参数

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采用压入法时

需要的压入力

Pxi[pfmax]p df lf μ

N

Δ——装配的最小间隙mm,见表装配的最小间隙

α——材料的线膨胀系数,见表常用材料的弹性模量、泊松比和线胀系数

eit——被包容件外径的冷缩量,为实际过盈量与冷装的最小间隙之和,mm

t——装配环境的温度见,℃

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需要的压出力

Pxe(1.31.5) Pxi

N

25

采用胀缩法时

包容件加热温度

26

被包容件冷却温度

1.包容件和被包容件的工作温度不同时温差引起的过盈量变化为:

δt[αa(ta-tg)-αi(ti-tg)]df  mm

式中  tita——被包容件和包容件的工作温度,℃; tg——工作环境温度,℃。

2.压装设备应有足够的压力吨位,该值约为压出力的2.5倍。