过盈量与装配力计算公式

1、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

2、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I，则Ff =n dlpf因需保证Ff F,故7-82）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设配合面上的摩擦系数为f，配合尺寸同前，则M =n dlpf d/2因需保证M 故得2T加%7-9 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。

3、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钢一铸钢0.110.08油压扩孔，压力油为 矿物油0.125钢一结构钢0.100.07钢一钢油压扩孔，压力油为 甘油，结合面排油干 净0.18钢一优质结构 钢0.110.08在电炉中加热包容件至300C0.14钢一青铜0.15 0.200.03 0.06在电炉中加热包容 件至300C以后，结 合面脱脂0.2钢一铸铁0.12 0.150.05 0.10钢一铸铁油压扩孔，压力油为 矿物油0.1铸铁铸钢0.15 0.250.15 0.10钢一铝镁合 金无润滑0.10 0.153)承受轴向力F和转矩T的联合作用此

4、时所需的径向压力为7-102.过盈联接的最小有效过盈量3 min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 =pd（Ci/Ei+C/E2）X103,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可的任向活力，由式（7 8）（7 10）计算；MPad 配合的公称直径，mmEi、巳一一分别为被包容件与包容件材料的弹性模量，MPaCi 被包容件的刚性系数C2 包容件的刚性系数di、d2分别为被包容件的内径和包容件的外径， mm卩1、卩2分别为被包容件与包容件材料的泊松比对于钢，卩=0.3 ;对于铸铁，卩=0.25当传递的载荷一定时，配合长度I越短，所需

5、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I0.9d。但应注意，由于配合面上的应力分布不均匀，当 I 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。图：圆柱面过盈联接显然，上面求出的 min只有在采用胀缩法装配不致擦去或压平配合表面微观不平度的峰尖 时才是合效的。所以用胀缩法装配时，最小有效过盈量S min=A min但当采用压入法装配时；配合表面的微观峰尖将被擦去或压平一部分（下图），此时接式（7- 11 ）求出的A min值即为理论值应再增加被擦去部

6、分2卩，故计算公式为图：压入法装配时配合表面擦去部分示意图式中：U装配时留图所示可配合表面上微观峰尖被擦去部分的高度之和，取其为0.4 （ FZ1+ RZ2），卩mRe FZ2分别为被包容件及包容件配合表面上微观不平度的十点高度，卩m其值随表面粗糙度而异，见表7 6表：加工方法、表面粗糙度及表面微观不平度十点高度 R加工方法精车或精镗，中等 磨光，刮（每平方 厘米内有1.5 3个铰，静磨，刮（每 平方厘米内有3 5 个点）钻石刀头镗研磨，抛光，超精加工 等点）表面粗糙 度代号Rz（卩 m）106.33.21.60.8 0.40.20.10.05注：表面粗糙度代号以 Ra表示，自左至右依次相当于

7、旧国标（GB10368）中的代号 6 14。设计过盈联接时，如用压入法装配，应根据求得的最小有效过盈量 S min，从国家标准中选出一个标 准过盈配合，这个标准过盈配合的最小过盈量应略大于或等于 S min。若使用胀缩法装配时，由于 配合表面微观峪关被擦伤或压平的很少，可以忽略不计，亦即可求出 S min后直接选定标准过盈配 合。还应指出的是：实践证明，不平度较小的两表面相配合时贴合的情况较好，从而可提高联接的紧固性。3. 过盈联接的强度计算前已指出，过盈联接的强度包括两个方面，即联接的强度及联接零件本身的强度。由于按 照上述方法选出的标准过盈配合已能产生所采的径向压力，即已能保证联接的强度，

8、所以下面只讨论联接零件本身的强度问题。过盈联接零件本身的强度，可按材料力学中阐明的厚壁圆筒强度计算方法进行校核。当压力p 一定时，联接零件中的应力大小及分布情况见图 7-26。首先按所选的标准过盈配合种类查算 出最大过盈量S max （采用压入法装配时应减掉被擦去的部分 2u）.再求出最大径向压力Pmax，g卩然后根据P-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

9、，则强度校核公式为:对被包容件 对包容件当零件材料为塑性材料时则应按第三强度理论（1- 3200mm 时，S取(0.0010.0015)d22 加热时间按零件厚 10mm 需加热 10min 估算。厚度值按零件轴向和径向尺寸小者计算3 保温时间按加热时间的 1/4 估算2 包容件加热胀量达到要求后，要迅速清理包容件和被 包件的配合表面，然后立即进行热装。要求操作动作迅速准 确，一次热装到位，中涂不许停顿。若发生异常，不允许强 迫装入，必须排除故障，重新加热再进行热装3. 零件热装后，采用拉、压、顶等可靠措施使热装件靠近被 包容件轴向定位面。零件冷却后，其间隙不得大于配合长度 的 1 10004

10、. 钢件中装铜套时，包容件只能作一次热装，装后不允许作 为二次热装的包容件再行加热，当与轴热装时， 又需二次加热，一般应采用油浴加热。若条件有限，也可采 用电炉加热，但必须严格控制温升速度，使之温度均匀且 工作外表面离炉丝距离大于 300mm ，否则不准采用6.采用油浴加热，其油温控制在该油的闪点以下1020 C,绝不允许使用到油的闪点或高于闪点。常用油闪点见表 7-867.采用电感式加热器加热，必须适当选择设备规格，并严格遵 守设备操作规程冷装法：适用于包容件无法加热或加热会导致零件精度、材料组织变化、影响其力学件的装配1 冷装时l 冷冻温度 TI 计算公式T仁2 b /aid (C )式中

11、最大过盈量(mm)d 被包容件的外径 (mm) a1 被包容件冷却时 线膨胀系数常用材料冷却时线膨胀系数见有关手册 冷冻时间 t 计算公式t= a S 诈)(mm)式中 与材料有关的系数见有关手册 被冷冻零件的特征尺寸。即零件的最大断面半径或 壁厚尺寸 (mm)1) 按公式计算冷冻温度 T2) 选用冷冻剂 ，冷冻剂的温度必须低于被包容件所需冷冻温度T1，被包容件直径大于 50mm时优先选用液态氧或液态氮冷冻 剂温度值见有关手册2. 凡冷装采用液态氧做冷冻剂时严禁周围有易燃物和火种3. 操作者必须穿戴好劳保用品，应穿长袖衣，长腿裤，戴好防护眼镜，皮手套扎好帆布脚盖才能进行操作4. 取冷冻剂的罐和冷却箱，要留有透气孔，用时不得堵死以免压力增高引起爆炸。箱体内部要清洁冷却箱要放置平稳可靠5. 冷冻剂必须随用随取，倾注时要小心，防止外洒和飞溅。冷却箱中的液面要保持足够的高度，比须浸没零件的配合表面， 但不宜太满，应低于箱盖顶面 80cm 。挥发的冷冻剂要及时补充6. 往冷却箱中放入或取出零件时要使用工具，用钳子夹或事先用铁丝捆扎好不准直接用手取、放零件，以免烧伤7. 冷冻时间是从零件浸入冷冻剂中算起。零件浸入初期有强裂的 “沸腾”现象往