《机械设计》课程教学资源（PPT课件）第06章 过盈联接、弹性环联接及铆、焊、粘接

第六章弹性环联接及铆、焊、粘接过盈联接、S6-1过盈联接S6-2弹性环联接s6-3铆、焊、粘接简介

第六章 过盈联接、弹性环联接及铆、焊、粘接 §6-1 过盈联接 §6-2 弹性环联接 §6-3 铆、焊、粘接简介

S 6-1过盈联接一、过盈联接的工作原理过盈联接：利用被联件间的过盈配合直接把被翡联接件联接在一起。工作原理：孔与轴配合中，轴的实际尺寸大于孔，两者装配后产生径向变形使配合面间产生了很大的压力，作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。二、过盈联接的特点、应用及装配方法优点：构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下能可靠地工作。缺点：装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。过盈联接主要用于轴与毂、轮圈与轮芯、滚动轴承的装配联接。圆柱面过盈联接的装配方法主要有：压入法：会擦伤配合表面。胀缩法（也称温差法）：不会擦伤配合表面

§6-1过盈联接1 §6-1 过盈联接 二、过盈联接的特点、应用及装配方法 过盈联接:利用被联件间的过盈配合直接把被 联接件联接在一起。 优点：构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下能可靠地工作。 缺点：装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。 过盈联接主要用于轴与毂、轮圈与轮芯、滚动轴承的装配联接。 一、过盈联接的工作原理 圆柱面过盈联接的装配方法主要有： 压入法： 胀缩法（也称温差法）： 会擦伤配合表面。 不会擦伤配合表面。 工作原理：孔与轴配合中，轴的实际尺寸 大于孔，两者装配后产生径向变形使配合面间产生了很大的压力，工作时载 荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递

过盈联接此外，还可用液压方法装拆过盈联接，见图6-3。三、圆柱面过盈联接的设计计算设计圆柱面过盈联接时，被联接件的材料、构造和尺寸一般都已初步确定，联接的载荷也已求得。因此，设计的主要问题是：1）选择具有所需要的承载能力的配合：2）安排合理的结构；3）确定对零件配合表面的工艺要求；4）决定装配方法和提出装配要求等。选择过盈联接的配合时，既要联接具有足够的固持力以保证在载荷作用下不发生相对滑动，文要保证到零件在装配应力下不损坏。过盈联接主要用以承受轴向力、传递转矩，或者同时承受以上两种载荷。为了保证过盈联接的工作能力，须作以下两方面的分析计算：

过盈联接 三、圆柱面过盈联接的设计计算 设计圆柱面过盈联接时，被联接件的材料、构造和尺寸一般都已初步确定， 联接的载荷也已求得。因此，设计的主要问题是： 1）选择具有所需要的承载能力的配合； 2）安排合理的结构； 3）确定对零件配合表面的工艺要求； 4）决定装配方法和提出装配要求等。 选择过盈联接的配合时，既要联接具有足够的固持力以保证在载荷作用下不发 生相对滑动，又要保证到零件在装配应力下不损坏。 此外，还可用液压方法装拆过盈联接，见图6-3。 过盈联接主要用以承受轴向力、传递转矩，或者同时承受以上两种载荷。为 了保证过盈联接的工作能力，须作以下两方面的分析计算：

过盈联接■计算配合面间所需产生的压力和产生这个压力所需的最小过盈量：在选定的标准过盈配合下，校核联接诸零件在最大过盈量时的强度。1.所需最小径向压力Pmin1）只传递轴向力F时保证联接不松动，应：πdlpu ≥ Fb式中：d一配合面直径（mm）：1一配合长度（mm）;P一配合面的径向压力（MPa）；u一配合面的摩擦因数，见表6一1。F则πdlμ

过盈联接3 πdlp  F 过盈联接 计算配合面间所需产生的压力和产生这个压力所需的最小过盈量； 在选定的标准过盈配合下，校核联接诸零件在最大过盈量时的强度。 1. 所需最小径向压力 pmin 1）只传递轴向力F 时 保证联接不松动，应： 式中：d —配合面直径（mm）； l —配合长度（mm）； P —配合面的径向压力（MPa）； μ —配合面的摩擦因数，见表6－1。 则 dl F p π min =

过盈联接2）只传递转矩T时保证联接不松动，应：2TdPmin>Tπdlpu则元d'1u23）同时传递轴向力F和转矩T时nalpμ≥ /r*+()保证联接不松动，应：+(2T /d)则Pminπdlμ2.所需的最小过盈量实际过盈量S（um）与接合面上产生的径向压力p（MPa)之间的关系为：×10S=pdEE

T d dlp  2 π  2）只传递转矩T 时 保证联接不松动，应： 过盈联接 d l T pmin 2 π 2 = 则 2 2 2 π        + d T dlp F 3）同时传递轴向力F 和转矩T 时 保证联接不松动，应： dl F T d p π (2 / ) 2 2 min + 则 = 2. 所需的最小过盈量 实际过盈量δ （μm）与接合面上产生的径向压力p（MPa) 之间 的关系为： 3 2 2 1 1 10         = + E C E C  pd 过盈联接4

过盈联接式中：d一配合面的公称直径（mm）；E、E一分别是被包容件和包容件材料的弹性模量（MPa）；Ci、C2一分别是被包容件和包容件的刚性系数。d' +d?d?+d?福2+μ2ud,-d?d?-d?式中：dj、d2一分别是被包容件的内径和包容件的外径（mm）;U1、U2一分别是被包容件和包容件材料的泊松比，见表6－2。所需最小实际过盈量emin（μum）按下式计算：(C+x103emin=Pmindemin(EE2)（ μm 为:所需最小理论过盈量Smin8min = 8emin +0.8(R, + R.2)压入法装配：mSmin =S.胀缩法装配：eminmn

过盈联接 式中： d —配合面的公称直径（mm）； E1、E2 —分别是被包容件和包容件材料的弹性模量（MPa）； μ1、μ2 —分别是被包容件和包容件材料的泊松比，见表6－2。 C1、C2 —分别是被包容件和包容件的刚性系数。 2 1 1 2 2 1 2 1 −  − + = d d d d C 2 2 2 2 2 2 2 2 +  − + = d d d d C 3 2 2 1 1 min min 10         = + E C E C p d e  式中： d1、 d2—分别是被包容件的内径和包容件的外径（mm）； 所需最小实际过盈量 δemin（ μm ）按下式计算： 所需最小理论过盈量 δmin（ μm ）为： 压入法装配： 0.8( )  min =  emin + Rz1 + Rz2 胀缩法装配：  min =  emin 过盈联接5

过盈联接3.选择标准配合应满足：△min≥Omin所选标准配合的最小过盈量人所选配合的可能最大实际过盈量emin（μm为：S压入法装配：emax = △max -0.8(R.I + R.2)S= △max胀缩法装配：emax所选配合可能产生的最大径向压力Pemin（PMa）按下式计算：SemaxPmaxDmin8emin4.被联接件的强度计算由厚壁圆筒的应力分析理论可知：在配合面的径向压力作用下，被包容件上产生径向压应力a.1和周向压应力at1；包容件上产生径向压应力o2和周向拉应力2，见图6－6

3. 选择标准配合 过盈联接 所选标准配合的最小过盈量 min 应满足： min   min 所选配合的可能最大实际过盈量 δ emin（ μm ）为： 压入法装配： 0.8( )  emax = max − Rz1 + Rz2 胀缩法装配：  emax = max 所选配合可能产生的最大径向压力pemin（ PMa ）按下式计算： min min max max p p e e   = 4. 被联接件的强度计算 由厚壁圆筒的应力分析理论可知：在配合面的径向压力作用下，被包容件上产 生径向压应力 σr1 和周向压应力 σt1 ；包容件上产生径向压应力σr2 和周向拉应 力 σt2 ，见图6－6。 过盈联接6

过盈联接被联接件为塑性材料时，按第四强度理论计算其强度；为脆性材料时，按第一强度理论计算强度。在可能的最大径向压力pman作用下，两被联接件的强度条件确定如下：2d?被包容件为塑性材料时：d'-dp Pmax So.d2d?Obl被包容件为脆性材料时：Pmaxd?-d?s+式中：Os1、Ob1一分别是被包容件的屈服点d-+d?d22Pa3-d212-0和强度极限（MPa）；d3+d2d21dd212.dS一安全系数，一般S-23。/3d +d4包容件为塑性材料时：Pmax ≤αs2d -d?V3d;+dO b2包容件为脆性材料时：Pmaxd2-d2S

2 max 1 1 2 2 2 s p d d d   − 被联接件为塑性材料时，按第四强度理论计算其强度；为脆性材料时，按 第一强度理论计算强度。 过盈联接 在可能的最大径向压力pman作用下，两被联接 件的强度条件确定如下： 被包容件为塑性材料时： 被包容件为脆性材料时： S p d d d b1 2 max 1 2 2 2   − 式中：σs1 、 σb1 －分别是被包容件的屈服点 和强度极限（MPa）； S －安全系数，一般S=2～3。 包容件为塑性材料时： 2 2 max s2 2 4 4 3 2   − + p d d d d 包容件为脆性材料时： S p d d d d b2 2 2 max 2 4 4 3 2   − + 过盈联接7

过盈联接式中：s2、Ob2.一分别是包容件的屈服点和强度极限（MPa）；S一安全系数，一般S-2～3。4.装拆压力和装配温度1）采用压入法装配时最大压入力F, = μudlpmax最大压出力F=(1.3~1.5) F2）采用胀缩法装配时max +Aot =toα,d×103被包容件的冷却温度max +Aotz =to +包容件的加热温度α,d×103式中：to一装配环境的温度（℃）；Ao一最小装配间隙（um）；α1、α2一分别是被包容件和包容件材料的线膨胀系数，查表6一2

式中：σs2 、σb2 －分别是包容件的屈服点和强度极限（MPa）； S －安全系数，一般S=2～3。 过盈联接 4. 装拆压力和装配温度 1）采用压入法装配时 最大压入力 i max F = πdlp 3 1 max 0 1 0 10  +  = − d t t  最大压出力 o 5 i F = (1.3～1. ）F 2）采用胀缩法装配时 被包容件的冷却温度 3 2 max 0 2 0 10  +  = + d t t  包容件的加热温度 式中：t0 －装配环境的温度（℃）； Δ0－最小装配间隙（μm）； α1 、α2 －分别是被包容件和包容件材料的线膨胀系数，查表6－2。 过盈联接8

S 6-2 弓弹性环联接弹性环联接：靠具有圆锥形结合面的内、外弹性钢环挤紧在轴与轮毂之间构成的可拆联接，装配时，使各结合面相互压紧，并产生径向压力，工作中，靠由此产生的摩擦力传递外载荷。优点：装拆容易，装配中不会损伤接合面；可多次重复使用；对加工精度的要求低缺点：结构比较复杂，沿轴向和径向占用空间比较大。弹性环对数一般不超过4对。单向压紧：分为：双向压紧：弹性环对数一般不超过8对

§6-2 弹性环联接 弹性环联接 ：靠具有圆锥形结合面的内、外弹性 钢环挤紧在轴与轮毂之间构成的可拆联接。 装配时，使各结合面相互压紧，并产生径向压力， 工作中，靠由此产生的摩擦力传递外载荷。 优点：装拆容易，装配中不会损伤接合面；可多次重 复使用；对加工精度的要求低。 缺点：结构比较复杂，沿轴向和径向占用空间比 较大。 分为： 单向压紧： 双向压紧： 弹性环对数一般不超过4对。 弹性环对数一般不超过8对