过盈配合

五、过盈联接的设计计算 过盈联接的主要用来承受轴向力、传递扭矩、或者 同时承受这两种载荷。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：
1) 已知载荷时，配合面需要多大的径向压力？以及产 生这个压力需要多大的过盈量？ 2)若选定了标准的过盈配合，校核联接件在最大过 盈量时的强度。 F
1.配合面所需压力的计算 a)传递轴向载荷时 要求联接件在轴向载荷F的作 用下，不产生轴向滑移。
7．合理布置焊缝及长度； 8．对于那些有强度要求的重要焊缝，必须按照有关行 业的强度规范进行焊缝尺寸校核，明确工艺要求和 技术条件，并在焊后仔细进行质量检验。
六、焊接在机器零件中的应用 由于焊接具有强度高、工艺简单、因联接而增加 的质量小等特点，焊接技术的应用日益广泛。 在技术革新、单件生产、新产品试制等情况下， 采用焊接制造箱体、机架等，一般比较经济。 随着焊接技术的发展，许多零件已改变了它们的 传统制造方法。一向是铸造出的机座、机壳、大齿轮 等零件，已有很大一部分改用了焊接。
焊接齿轮
§7－3 胶 接
一、概述
胶接是用胶粘剂直接把被联接件联接在一起且具有一定强度且 不可拆卸的联接，利用胶粘剂凝固后出现的粘附力来传递载荷。
应用实例：
胶接组合蜗轮
螺纹接套与管件胶接
蒙皮与型材胶接
蜂窝结构填料
二、胶粘剂 胶粘剂的品种繁多，通常按其使用目的分为三类： 种类 结构胶粘剂； 非结构胶粘剂；
▲工艺设备简单; ▲工艺过程比较容易控制， 质量稳定; ▲铆接结构抗振、耐冲击，联接牢固可靠。
因此，在承受严重冲击和振动载荷的金属结构的联 接中，如桥梁、建筑、造船、重型机械及飞机制造等 工业部门中得到应用。
三、铆缝的受力与破坏形式
F 剪 断
F F F
F
F
压溃
F
板边剪坏 F
拉断
F
撕裂
F
四、铆缝的设计要点
d 2 [ ]
4
式中：[σ]--许用拉应力; [σp]-- 许用挤压应力； [τ]--许用剪切应力。 对于一般的强固铆缝，上述式中的许用应力可根据 组成铆缝各元件的材料选取。
组成强固铆缝各元件的静载荷许用应力
许用应力/Mpa 元件材料
Q215
Q235 Q255
说 明
被铆件许用拉应力[σ] 200 210
圆柱形接头
板件接头
锥形及盲孔接头
角接头
四、胶接接头的受力状况
F F F F
拉伸 F
F
剪切
F
剥离
扯离
F
实践表明，胶接接头的抗剪切及抗拉伸能力强，抗 剥离和扯离能力弱。设计接头时应尽可能使接头承受 剪切或拉伸载荷。
五、胶接的基本工艺过程
1）清除胶接件表面的油污或氧化层；
2）按配方比例配制胶粘剂； 3）采用适当方法涂胶（如喷涂、刷涂等），保证厚 薄合适、均匀无缺、无气泡； 4）清除表面多余的胶粘剂；
2~4
2~3
≥50
20~50
2．在满足强度条件下，焊缝的长度应按实际结构的情 况尽可能地取得短些或分段进行焊接，并应避 免 焊缝交叉；
3．在焊接工艺上采取措施，使构件在冷却时能有微 小自由移动的可能； 4．焊缝在焊后应经热处理（如退火），消除残余应力； 5．在焊接厚度不同的对接板件时，应使对接部位厚度 一致，以利于焊缝金属均匀熔化； 6．设计焊接件时，注意恰当选择母体材料和焊条；
d
t
e
F
（2）由被铆件上孔壁的挤压强 度确定的被铆件能承受的静载荷：
F (t d ) F δ 1
δ
F
F2 d [ p ]
（3）由铆钉的剪切强度确定的铆 钉能承受的静载荷：
F3
d 2 [ ]
4
F (t d ) F2 d [ p ] F3 1
设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算。
强度计算的假设前提：
▲ 联接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中
各个铆钉受力均等；
▲ 被铆件危险剖面上的拉(压)应力，铆钉的剪应力，
工作挤压应力都是均匀分布的。
▲ 被铆件结合面摩擦力略去不计；
▲ 铆缝不受弯矩作用；
强度计算主要是材料力学的基本公式。
单排搭接铆缝的静强度分析： 取图中宽度等于垂直与受载方 向的钉距t的阴影部分进行计算。 设：e—边距； t—节距； F δ--板厚；d—铆钉直径； F—阴影部分载荷。 （1）由被铆件的拉伸强度确 定的铆缝承受的静载荷：
侧面角焊缝 B A A B
k
L
k k
h
B---B
h
F
l
F
F
B
F
M五、焊接件的工艺及设计注意要 Nhomakorabea 1．焊缝应按被焊件厚度制成相应坡口，或进行一般的 侧棱、修边工艺。在焊接前，应对坡口进行清洗整 理；
坡口型式及适用的焊件厚度:
20~50
0~15
≤5
70˚ 2~3 2~4 70˚
35~45˚
5~40
12~40
d
A
曲轴过盈联接组件
二、过盈联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，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。 轴的尺寸减去孔的尺寸称为过盈量。 压入法
装配方法：
温差法
加热包容件 冷却被包容件
当配合面为圆柱面时，当其他条件相同时，用温差 法能获得较高的摩擦力或力矩，因为它不像压入法那 样会擦伤配合表面。
按铆缝 性能分
二、铆钉的主要类型和标准 铆钉有空心的和实心的两大类，且大部分都以标准化。 （GB863.1-86 、 GB876-86）。 在设计铆接结构时应优先选用已标准化的铆钉。 铆钉头的结构：
铆接后的结构：
铆接工艺分冷铆和热铆： 热铆接----直径 d≥12mm 的钢制铆钉； 冷铆接----直径 d ＜ 12mm 的钢制铆钉、塑性较好 的有色金属及其合金制成的铆钉。 特点：
5）按一定条件进行固化； 6）质量检验，常用方法有：
▲ X光探伤； ▲ 超声波探伤； ▲ 放射同位素摄影； ▲ 激光全息摄影。
六、胶接的特点 与铆接、焊接相比，胶接的主要优点： ▲ 联接件的材料范围宽广； ▲ 联接后的重量轻，材料的利用率高； ▲ 成本低； ▲ 在全部胶接面上应力集中小，故耐疲劳性能好； ▲ 有良好的密封性、绝缘性和防腐性。
工件1
二、电弧焊缝的基本形式 焊缝--焊接件经焊接后形成的结合部分。工件1 电弧焊常见的焊缝形式： 角焊缝----两被焊件不在同一平面内； 对接焊缝----两被焊件在同一平面内；
正接角焊缝
焊缝
工件2
双面式 封 底 焊 缝 V型焊缝 卷边焊缝
单面式
搭接角焊缝
榫头式
对接角焊缝
塞焊缝
三、焊接件常用材料 在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和低 合金钢(如Q215、Q235、15、20、16Mn等) 。焊条 的材料最好与被焊件的材料相同。 四、 焊缝的受力及破坏形式 1．对接焊缝 对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉 （压）力或弯矩，对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂；
第7章 铆接、焊接、胶接和过盈联接
§7－1 铆接 §7－2 焊接 §7－3 胶接
§7－4 过盈联接
§7－1 铆接
一、概述 铆接是将铆钉穿过被联接件的预制孔中经铆合而成 的联接方式。其联接部分称为铆缝。 铆缝的结构分类： 搭接缝 按接头 单盖板对接缝 型式分 双盖板对接缝 单 排 分 按铆钉 双 排 类 排数分 多 排 强固铆缝 --满足强度要求 按铆缝 强密铆缝 --满足强度和紧密性要求 性能分 紧密铆缝 --满足紧密性要求的。
主要性能： 胶接强度----耐热性、耐介质性、耐老化性等； 固化条件----温度、压力、保持时间等。 影响粘接剂性能的因素： 胶接件的材料、环境温度、胶层厚度、工作时间、 工艺水平等。
胶接工件材料有：各种碳钢、合金钢、铝、镁、 钛等合金、玻璃、陶瓷等。
选用原则：根据胶接件的使用要求及环境条件等选择 综合性能良好的胶粘剂。 三、胶接接头的结构形式 与焊接相同，胶接接头分为对接、搭接和角接头三种。
主要缺点： ▲ 抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差；
▲ 耐老化及耐介质(如酸、碱等)性能差； ▲ 胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度；
▲胶接件的缺陷有时不易发现。
七、胶接接头的设计要点
▲ 针对工作要求正确选择粘结剂； ▲ 合理选择接头形式； ▲ 恰当选择工艺参数； ▲ 充分利用胶缝的承载特性，尽可能使胶缝承受剪
被铆件许用挤应力[σp] 400 420
被铆件许用切应力[τ] 180 180
采用冲孔或各被铆件分 开钻而不用样板时， [σ]、[σp] 降低20%； 角钢单边铆接时，各许 用应力降低25%。
§7－2 焊接
一、概述 焊接是利用局部加热(或加压)的方法使被联接件接头 处的材料熔融联接成一体。 熔化焊 --电弧焊、气焊、电渣焊。 分类： 压力焊 --电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。 钎 焊 --锡焊、铜焊。 焊枪、焊条 在机械制造中最常用的是电弧 焊。电弧焊是利用焊条与焊件间 工件2 接焊接 产生电弧热将金属加热并熔化的 搭铁 发电机 焊接方法。 与铆接相比较，焊接结构重量轻，节约金属材料， 施工方便，生产率高，易实现自动化，且焊接结构的成 本低，应用很广。
T
p
Mf
d2
p≥ 2T/ πd2lpf
d
c)同时承受轴向载荷与扭矩时 要求联接件沿轴向和周向都不能产生滑移。 径向压力p应满足：
p 2T 2 F d dlf
2
d2 d
d1
2.最小有效过盈量δmin的计算 由材料力学的有关知识可知，在压
力为p时最小过盈量为： min pd C1 C2 103 E E2 1 其中：E1、E2—被包容件和包容件材料的弹性系数；