圆柱面过盈连接的计算举例 |
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已知条件: :装配方式为压入法或热装法
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包容件材料为45钢 被包容件材料为35钢 包容件外径da=100mm 结合直径df=50mm 被包容件内径di=10mm 结合长度lf=80mm 表面粗糙度微观不平度十点高度 Raa=Rai=0.0016mm |
被连接件摩擦副的摩擦因数(钢-钢,无润滑)μ=0.11 包容件和被包容件材料的弹性模量 Ea=Ei=210000MPa 包容件和被包容件材料的泊松比 νa=νi=0.3 包容件材料的屈服点σsa=400MPa 被包容件材料的屈服点σsi=320MPa 传递力Ft=70000N |
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序号 |
计 算 内 容 |
计算公式和计算结果 |
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1 |
传递 载荷 所需 的最 小过 盈量 |
传递载荷所需的最小接合压强 |
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2 |
直径比 |
包容件 |
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3 |
被包容件 |
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4 |
传递载荷所需的最小直径变化量 |
包容件 |
查表系数Ca和Ci得Ca=1.967
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5 |
被包容件 |
查表系数Ca和Ci得Ci=0.783
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6 |
传递载荷所需的最小有效过盈量 |
δemin=eamin+eimin=0.024+0.009=0.033mm |
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7 |
考虑压平后的最小过盈量 |
δmin=δemin+2(Sa+Si)=0.033+2×(1.6×0.0016+1.6×0.0016)=0.043mm |
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8 |
不产生塑性变形的最大有效过盈量 |
不产生塑性变形所允许的最大接合压强 |
包容件 |
查图得a=0.428 pfamax=aσsa=0.428×400=171.2MPa |
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9 |
被包容件 |
查图得c=0.48 pfimax=cσsi=0.48×320=153.6MPa |
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10 |
被连接件 |
取pfamax和pfimax中的较小者,则Pfmax=153.6MPa |
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11 |
被连接件不产生塑性变形的最大传递力 |
Ft=pfmaxpdflfμ=153.6×p×50×80×0.11=212321N |
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12 |
不产生塑性变形所允许的最大直径变化量 |
包容件 |
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13 |
被包容件 |
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14 |
被连接件不产生塑性变形所允许的最大有效过盈量 |
δemax=eamax+eimax=0.072+0.029=0.101mm |
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15 |
选择配合 |
选择配合的要求 |
[δmin]>0.043mm,[δmax]≤0.101mm 胀缩法装配时δmin=δemin=0.033mm,则[δmin]>0.033mm |
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16 |
初选基本过盈量 |
δb≈(δmin+δemax)/2=(0.043+0.101)/2=0.072mm 若要求较多的连接强度储备时,可取(δmin+δemax)/2<δb<δemax,此时取δb=0.081mm 胀缩法装配时δb≈(0.033+0.101)/2=0.067mm |
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17 |
确定基本偏差代号 |
取δb=0.07mm 根据δb和df,在图中查出相应的基本偏差代号“u” |
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18 |
确定公差等级 |
采用的公差:孔为IT7,轴为IT6 |
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19 |
选定配合 |
H7/u6 |
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20 |
对选定配合进行复核计算 |
根据GB/T 1800.3—1999查出:代号“u”的基本偏差为0.07mm IT7=0.025mm IT6=0.016mm [δmax]=0.07+0.016=0.086mm<0.101mm [δmin]=0.07-0.025=0.045mm>0.043mm |
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21 |
装拆力及装配温度 |
需要的压入力 |
取[δmax]=0.086mm
Pxi=[pfmax]pdflfμ=131.3×p×50×80×0.11=181.5kN |
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22 |
需要的压出力 |
Pxe=(1.3~1.5)Pxi=(1.3~1.5)×181.5=235.95~272.25kN |
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23 |
采用热装法时,包容件的加热温度 |
eat=[δmax]+Δ,由表装配的最小间隙查热装的最小间隙Δ=0.050mm,由表常用材料的弹性模量、泊松比和线胀系数查线胀系数α a=11×10-6℃-1
也可根据df=50mm,eat=0.136mm,由图查出 t=250×10-1×10=250℃ |
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校核计算(需要时进行) |
最小传递力 |
取[δmin]=0.045mm
Ftmin=[pfmin]pdflfμ=53.3×p×50×80×0.11=73.7N 故Ftmin>Ft满足设计要求 |
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25 |
实际最大应力 |
包容件 |
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26 |
被包容件 |
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27 |
被连接件的直径变化量 |
包容件的外径增大量 |
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28 |
被包容件的内径减小量 |
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