7-过盈连接
键与花键(第7章)
C
dm d
D
挤压强度条件：
P
2000 T z hl dm
[ ]P
动联接（耐磨性条件）： P 2000 T [P] z hl dm
T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm）dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm）
4、切向键 两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打 入）布置在圆周的切向 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩
工作面
毂
轴
1:100
二、键联接的选择和强度校核
1、选择 类型尺寸： （b×h）×L
由轴径d 由轮毂宽
从标准中选b×h 选键长L（系列值）
由结构确定，而 不是由强度确定。
弹 性 环 的 材 料 为 高 碳 钢 或 高 碳 合 金 钢 （ 65 ， 70 ， 55Cr2 、 60Cr2）并经热处理。锥角一般为12.5~17°，另外要求内、外 环锥面配合良好。
l
L
特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好， 但加工要求较高，应用受限制。
D d
§7—4 销联接
定位销——主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加 工和装配时的主要辅助零件。
2000T kld
[ ]P
允许传递的扭矩：
T
1 2
kld[
]P
T——扭矩（Nmm）k——工作高度 k=h/2
d——轴径（mm）
l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L C型键：l=L-b/2
L——公称长度
b）剪切强度条件
N 1000T / d 2 2000T [ ]
过盈配合压入力计算
轴与轴套过盈配合压入力计算公式：P=2i p lf r 2π 应为“—”22112122221222223122232)()(12E E r r E r r r r E r r r p i μμδ-+-++-+=δ=0.075mm, r1=70mm, r2=100mm, r3=135mm, E1=E2=2.1⨯510Mpa, u1=u2=0.3, l=150mm ,f=0.15带入公式得：Pi= 12.3954MpaP=1.7524510⨯N =17874.48kgf (17.524t)δ=0.075mm, r1=70mm, r2=100mm, r3=135mm, E1=E2=2.1⨯510Mpa, u1=u2=0.3, l=190mm ,f=0.15带入公式得：Pi= 12.3954MpaP= 2.2196510⨯N =22639.92kgf (22.196t)B87C 机头衬套压入力：δ=0.078，r1=14.415,r2=25.38,r3=44.5,L=115,f=0.15 代入公式得：22.6T/26.7T ——大值是按u1起作用算得FT160A 架体横臂压入力：δ=0.05，r1=0,r2=17,r3=25,L=37,f=0.15代入公式得：4.9T/5.8T ——大值是按u1起作用算得过盈联接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F，应大于或等于外载荷F。
过盈连接
过盈连接
过盈连接：过盈连接是一种以包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈来达到紧固连接的一种连接方法。
过盈连接有对中性好和承载能力强.并能承受一定冲击力等优点,但对配合面的精度要求高,加工和装配、拆卸都比较困难。
过盈连接的装配法：
（1）压入法可用锤子加垫块敲击压入或用压力机压入。
（2）热胀法利用物体热胀冷缩的原理，将孔加热使孔径增大，然后将轴装入孔中。
其常用的加热方法是把孔放入热水中（80~100摄氏度）或热油（90~320摄氏度）中进行。
（3）冷缩法利用物体热胀冷缩的原理，将轴进行冷却，待轴缩小后在把轴装入孔中。
常用的冷却方法是采用干冰和液氮进行冷却。
过盈联接的工作原理：过盈联接之所以能传递载荷，原因在于零件具有弹性和联接具有装配过盈。
装配后包容件和被包容件的径向变形使配合面间产生很大的压力，工作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。
你当配合面为圆柱面时，可采用压入法或温差法（加热包容件或冷却被包容件）装配。
当其它条件相同时，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。
采用哪一种装配法由工厂设备条件、过盈量大小、零件结构和尺寸等决定。
7-过盈连接
3)同时承受轴向载荷与扭矩
d2
沿轴向和周向都不产生滑移。
d
径向压力p应满足：
p
F
2
2T
2
d
dlf
2、最小有效过盈量δmin
由材料力学厚壁圆筒可知，
d 潘存云教授研制
1
最小过盈量：
min
pd
C1 E1
C2 E2
103
其中：E1、E2—被包容件和包容件材料的弹性模量；
孔公差带
δma x δmi n
基孔制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
基轴制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
3、过盈连接的强度计算
● 连接的强度 (选择标准 过盈量及径向力) ；
● 连接件本身的强度。
过盈连接装配后，包容件 胀大，被包容件缩小。
在包容件上将产生周向拉 应力和径向压应力；
在被包容件上则产生周向 压应力和径向压应力。
min min 0.8(Rz1 Rz2 )
Rz1 、Rz2 —分别为被包容件和包容件配合表面上微观 不平度的十点高度，单位为: 微米。
根据计算得到的最小有效过盈量δmin 选择一个标准过盈量配合代号。
轴公差带
应注意尽量选择优先配合代号。
最小过盈量：δmin = 轴min - 孔max 最大过盈量: δmax = 轴max - 孔min
圆锥面过盈连接在机床主轴的轴端上应用比较 普遍。装配时，借助转动端螺母并通过压板施力 使轮毂作微量轴向移动以实现过盈连接。 优点：定心性好，装拆方便，压紧程度容易调整， 配合表面不宜擦伤，传递载荷大，尤其是适用于大 型被连接件。 缺点：对配合面的精度要求高，加工成本大。
7-过盈连接
d 2 d12 C1—被包容件的刚性系数: C1 2 2 1 d d1
C2—包容件的刚性系数:
d 22 d 2 C2 2 2 2 d2 d
μ1 、μ2—分别为被包容件和包容件材料的泊松比； 当采用温差法装配时，最小有效过盈量:
min min
当采用压入法装配时，考虑配合表面的微观峰尖将 被擦去或压平一部分，这时最小有效过盈量：
当选用压入法进行装配时，计算最大压入力和压出力：
最大压入力： Fi =fπdlpmax 最大压出力： F0 =(1.3~1.5) Fi = (1.3~1.5) fπdlpmax
由 min C1 C2 3 p d 10 得： E E 2 1
pmax
max
A A-A d
A
曲轴过盈连接组件
二、过盈连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的 尺寸，两者装配后产生径向变形使配合面间产生很 大的压力，靠配合面产生的摩擦力来传递载荷。
过盈量：轴的尺寸减去孔的尺寸。
装配方法： 压入法 温差法 加热包容件 冷却被包容件
当配合面为圆柱面时，温差法能获得较高的摩擦 力或力矩，而压入法会擦伤配合表面。
轴公差带 δmax
孔公差带
δmin
基孔制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
基轴制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
3、过盈连接的强度计算
● 连接的强度 (选择标准 过盈量及径向力) ；
● 连接件本身的强度。 过盈连接装配后，包容件 胀大，被包容件缩小。 在包容件上将产生周向拉 应力和径向压应力； 在被包容件上则产生周向 压应力和径向压应力。 (1)连接零件为塑性材料时的强度计算
机械设计简答和计算题
《机械设计》精品课程习题第一篇总论第一章绪论●分析与思考题●第二章机械设计总论●分析与思考题2-1试述机器和机构的特征。
2-2说明构件、零件及部件的特点。
2-3简述现代机器的定义及特征.2-4试述机械产品设计中对机器的主要要求。
2-5叙述机械设计的基本类型及设计的一般程序.2-6简述方案设计的主要内容及要求.第三章机械零件的强度●分析与思考题3—1 图示各零件均受静载荷作用,试判断零件上A点的应力是静应力还是变应力;并确定应力比r的大小或范围.题3—1图3—2 弯曲疲劳极限的综合影响系数Kσ的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响？3-3 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别?在相同的应力变化规律下,零件和材料试件的失效形式是否总是相同的?为什么?3—4 试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静强度条件计算?什么情况下需按疲劳强度条件计算？3-5 在单向稳定变应力下工作的零件，如何确定其极限应力?3-6 疲劳损伤线性累积假说的含义是什么？写出其数学表达式。
3—7 在双向稳定变应力下工作的零件，怎样进行疲劳强度计算？3-8 影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?提高机械零件疲劳强度的措施有哪些？3—9 导致机械结构发生低应力断裂的原因有哪些？3-10机械结构的裂纹是否会失稳扩展是如何判定的？第四章摩擦、磨损及润滑概述●分析与思考题4-1 按照摩擦面间的润滑状态不同,滑动摩擦可分为哪几种？4—2 膜厚比的物理意义是什么？边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦所对应的膜厚比范围各是多少？4-3 在工程中,常用金属材料副的摩擦系数是如何得来的？4—4 什么是边界膜？边界膜的形成机理是什么?如何提高边界膜的强度？4—5 零件的磨损过程大致可分为哪几个阶段?每个阶段的特征是什么?4—6 根据磨损机理的不同，磨损通常分为哪几种类型？它们各有什么主要特点?4—7 润滑油的粘度是如何定义的?什么是润滑油的粘性定律？什么样的液体称为牛顿液体？4-8 粘度的表示方法通常有哪几种?各种粘度的单位和换算关系是什么?4—9 润滑油的主要性能指标有哪些?润滑脂的主要性能指标有哪些?4-10 在润滑油和润滑脂中加入添加剂的作用是什么？4-11 流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理有何不同?流体静力润滑的主要优缺点是什么？4—12 流体动力润滑和弹性流体动力润滑两者间有何本质区别?所研究的对象有何不同?第二篇连接第五章螺纹连接和螺旋传动分析与思考题5—1常用螺纹有哪几种类型?各用于什么场合?对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同？5—2 在螺栓联接中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度，这是为什么？5—3 联接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置？试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。
塑料柱 孔 过盈尺寸
塑料柱孔过盈尺寸塑料柱孔过盈尺寸一、引言塑料柱和孔之间的过盈配合是一种常见的机械连接方式，广泛应用于各种工程领域。
过盈配合指的是两个配合零件之间存在一定的过盈量，即孔的尺寸大于柱的尺寸，使得柱能够紧密地插入孔中。
这种配合方式能够实现固定和传递载荷的目的，具有较高的稳定性和可靠性。
然而，过盈尺寸的选择对于配合性能至关重要，合适的过盈量可以提高配合效果，过大或过小的过盈量则可能导致配合失败或降低使用寿命。
因此，本文将重点探讨塑料柱孔过盈尺寸的影响因素及选择方法。
二、过盈尺寸的影响因素材料性质：塑料材料的不同性质对过盈尺寸的影响较大。
例如，硬度、弹性模量、热膨胀系数等都会影响过盈配合的效果。
一般来说，硬度较高的塑料具有较好的耐磨性和耐压性，而弹性模量较大的塑料则能承受更大的载荷。
同时，需要考虑塑料在不同温度下的热膨胀特性，以防止高温下过盈配合松动或低温下配合卡死。
配合要求：根据实际使用要求，需要选择合适的过盈量以满足固定、传递载荷、防松等要求。
在承受较大载荷或需要长期保持固定时，应选择较大的过盈量。
但过盈量也不宜过大，否则可能导致装配困难或损坏零件。
加工工艺：塑料制件的加工工艺也会影响孔和柱的配合精度。
例如，注射成型和挤出成型的制件尺寸精度不同，加工过程中产生的热变形和应力释放也可能影响过盈配合的稳定性。
因此，在选择过盈尺寸时需考虑制件加工工艺的影响。
三、过盈尺寸的选择方法理论计算：根据材料力学和弹性力学的基本原理，可以计算出在一定载荷和温度下的过盈量。
这种方法需要较精确的数学模型和参数，适用于精度要求较高的场合。
经验公式：根据大量的实验数据和实际经验，可以总结出一些经验公式来指导过盈尺寸的选择。
这些公式通常基于材料的性质和使用要求，能够快速有效地确定过盈尺寸的范围。
试验验证：对于一些复杂或特定的应用场景，可能需要进行试验验证来确定最佳的过盈尺寸。
试验可以采用实际装配测试或模拟测试的方式，以评估过盈配合的性能和可靠性。
7.过盈配合
考虑：
• 间隙配合中最大间隙、最小间隙与过盈配 合中最大过盈、最小过盈的公式有什么联 系？
例5、相配合的孔、轴零件，孔的尺寸100
0.058 0.093
，
轴的尺寸为
100
0 0.022
，求最大过盈和最小过盈
各是多少？
过盈数值前面应标上“ຫໍສະໝຸດ ”号。过盈配合公差• 它是配合公差的一种，即为允许过盈变动 的范围。就其数值而言，等于最小过盈与 最大过盈的代数差，用 Tf 表示，即
• Tf =Ymin-Ymax • 由Tf = Ymin-Ymax可推导出
Tf = Th +Ts
平均过盈
• 平均过盈就是中间位置。在数值上等于最 大过盈与最小过盈之和的一半，用Ya表示。
平均过盈 • 3、间隙配合与过盈配合的区别
课后作业
1、孔 与轴 50
0.025 0
50 0.059 0.043
相配合，试判断其配合
类型，并计算其极限间隙或极限过盈。
复习旧知识:
• 1、配合的定义及分类; • 2、间隙配合的定义； • 3、最大最小间隙、间隙配合公差和平均间
隙的公式。
• 2、过盈配合 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸 之差为负值（包括最小过盈等于零）的配合称为 过盈配合。
•
过盈用Y表示
•
过盈配合特点：孔的公差带在轴的公差带之
• 下。（指的是孔小轴大的配合）
过盈配合公差带图
最大过盈（Ymax） 对于过盈配合，孔的最小 极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差;也 等于孔的下偏差减轴的上偏差。
Ymax＝Lmin－lmax＝EI－es（最松紧）
最小过盈（Ymin） 对于过盈配合，孔的最大极 限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差；也 等于孔的上偏差减去轴的下偏差。
7.过盈联接
被 包容件
pmax
d 2 d12 B1 2d 2 2 ~ 3
B1 、B2—分别为被包容件和包容件材料的强度极限。
4、过盈连接的最大压入力、压出力
当选用压入法进行装配时，计算最大压入力和压出力：
最大压入力： Fi =fπdlpmax 最大压出力： Fo (1.3~1.5) Fi = (1.3~1.5) fπdlpmax
第7章 铆接、焊接、胶接和过盈连接
§7－4 过盈连接
Fr
向心轴承
§7－4 过盈连接
一、过盈连接的特点及应用 作用： 利用被连接件间的过盈配合直接连接在一起， 又叫紧配合连接。 优点：构造简单、定心性好、承载能力高，能承受 冲击载荷，对轴削弱少。 缺点：装配困难，对配合尺寸的精度要求高。 应用：主要用于轮圈与轮芯、轴与毂孔、滚动轴承的 装配连接。
max 0 t0 被包容件冷却温度: t1 3 1d 10
其中： △0---为了避免配合表面互相擦伤所需要最小间隙；
α1 、α2 －分别为被包容件及包容件材料的膨胀系数； t0 –-环境温度。
第7章 过盈连接 机械设计作业集① 7-4、7-5 （7-17）
潘存云教授研制
d1
C1 C2 3 最小过盈量： min pd 10 E E 2 1 其中：E1、E2—被包容件和包容件材料的弹性模量；
d 2 d12 1 C1—被包容件的刚性系数: C1 2 2 d d1
C2—包容件的刚性系数:
2 d2 d2 C2 2 2 2 d2 d
圆锥面过盈连接在机床主轴的轴端上应用比较
普遍。装配时，借助转动端螺母并通过压板施力 使轮毂作微量轴向移动以实现过盈连接。 优点：定心性好，装拆方便，压紧程度容易调整，
第7章过盈连接
§7-4 过盈联接
（一）过盈联接的类型及应用
❖无辅助件的过盈联接
其配合表面有圆柱面和圆锥面，主要用于轴与毂的 联接、轮圈与轮芯的联接以及滚动轴承与轴或座孔 的联接等；
❖有辅助件的过盈联接
主要借助于辅助件扣紧板（或扣紧环）将重型剖分 式零件沿接缝面联接为一体。目前多为螺栓联接所 取代。
⑵联接零件为脆性材料时的强度校核式
失效形式是包容件和被包容件配合表面的断裂。 按第一强度理论（1≤ B）求得允许的最大径向压力
包容件 被 包容件
pmax
d
2 2
d
2 2
d2 d2
B2
2~3
pmax
d 2 d12 2d 2
B1
2~3
B1 、B2—分别为被包容件和包容件材料的强度极限， MPa
4.过盈联接最大压入力、压出力
最大压入力 最大压出力
Fi fdlpmax
F0 (1.3 ~ 1.5)Fi
5.包容件外径胀大量及被包容件内径缩小
量
d2 max
2 pmax d2d 2
E2
(d
2 2
d
2)
mm
d1max
2 pmax d1d 2 E1(d 2 d12 )
mm
6.包容件加热及被包容件冷却温度
包容件加热温度
t2
max 0 2d 103
dlf
（2）传递转矩T，保证不产生周向滑动
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 Mf 应大于或等于转矩 T。
Mf
dlpf
d 2
T
p
2T
d 2lf
(3)承受轴向力F和转矩T的联合作用
过盈连接装配技术要求
过盈连接装配技术要求
过盈连接装配是一种利用零件间的过盈配合将被连接件直接连接在一起的技术，其要求如下：
- 适当的过盈量：装配的过盈量主要是通过连接的紧固程度来确定。
过盈量过小则无法满足传递扭矩的要求，过盈量过大则会增加装配的难度。
所选择的最小过盈量应等于或稍大于连接所需的最小过盈量。
- 表面配合精度高：配合表面应具有较高的位置精度和光滑的表面精度。
在组装过程中，要确保配合面的清洁。
装配时要保证传动轴和齿轮的同轴度。
- 适当的倒角：为了方便安装，孔端和轴的倒角应该在5-10度，长度为2-5mm。
过盈连接装配技术在实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化，以确保装配的质量和效率。
轴与孔过盈配合连接的计算及意义
轴与孔过盈配合连接的计算及意义王明;周德欢【期刊名称】《起重运输机械》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】3页(P71-72,73)【作者】王明;周德欢【作者单位】大连博瑞重工有限公司大连 116050;大连博瑞重工有限公司大连116050【正文语种】中文轴与孔的连接通常分为键连接和过盈配合连接，在达到相同机械性能的要求下，各种设计方案经过综合比较，经济实用才是合理的设计方案。
本文通过比较轴与孔连接的2种设计方法，得出在相同使用条件下更优质经济的设计方法。
1)对轴的消弱键连接的影响很大，过盈配合连接则没有这方面的顾虑。
经过计算，相同使用工况及轴径下，过盈配合连接轴的疲劳强度大约是键连接轴的疲劳强度的1.16倍。
采用过盈配合连接，配合面可采用更小的直径，直接有效地降低成本。
2)传递轴向力除了斜键能传递单向轴向力外，其余形式的键连接均不能传递轴向力。
而过盈配合连接则能传递双向轴向力，例如在起重机车轮轴等零件上有很大优势。
采用键连接需要突出台阶抵消车轮轴向力，而过盈配合则可以通过摩擦力抵消轴向力，不需要突出的台阶，这样就减小了毛坯直径，直接有效节约成本。
尤其是车轮组形成模块化，大批量应用时，更小的毛坯所带来的经济效益是长久的、巨大的。
3)加工工艺过盈配合连接少了加工键槽和键的工序，不用在机加工车间来回更换机床和定位，减少了加工流程，节省工时，降低了人工成本，并给下道工序提供更充裕的时间，间接降低了其他环节的成本。
根据GB/T 3811—2008《起重机设计规范》，零件的疲劳极限式中：Ks为形状系数，Kd为尺寸系数，Ku为表面情况系数，Kc为腐蚀系数，σb为钢材的抗拉强度。
在相同材料、直径、表面状况(机加工方法)和腐蚀情况下，零件的疲劳极限比由GB/T 3811—2008附录T图T.2可知以起重机车轮轴和孔的配合为例，如图1所示。
1)材质：45钢2)轴径：d=100 mm， d1=0，d2=300 mm3)摩擦因数：f1=0.08～0.19(周向移动、在机油润滑下加热装配)f2=0.06～0.12(轴向移动、在机油润滑下加热装配)4)配合面长度：L=100 mm5)配合件的弹性模量：6)配合件的泊松比：m1=m2=0.37)配合件的公差代号(常用优先配合) ：H7/s6，最小过盈量δ=0.036 mm。
电气端子公母端对插过盈度
电气端子公母端对插过盈度
电气端子是电气连接中常用的一种连接方式，它通过公母端子的对插来实现电气信号的传输。
在电气连接中，过盈度是一个非常重要的参数，它直接影响着连接的牢固性和稳定性。
过盈度是指插接连接时公母端子之间的间隙，通常要求过盈度要适中，既不能太大导致连接不紧密，也不能太小导致插拔困难。
合适的过盈度可以确保连接的牢固性和稳定性，同时也能减少插拔时的磨损，延长连接器的使用寿命。
在实际的电气连接中，过盈度的控制是非常重要的。
如果过盈度过大，容易导致连接不牢固，信号传输不稳定，甚至出现松动导致断开连接的情况；而过小的过盈度则会导致插拔困难，增加了使用的难度，同时也容易造成连接器的损坏。
因此，在设计和制造电气连接器时，需要严格控制公母端子的尺寸和公母端子之间的间隙，以确保合适的过盈度。
同时，在使用过程中，也需要注意定期检查连接器的状态，及时更换损坏的连接器，以保证电气连接的稳定性和可靠性。
总的来说，电气端子公母端对插过盈度是电气连接中需要重视的一个参数，合适的过盈度可以确保连接的牢固性和稳定性，提高连接器的可靠性和使用寿命。
任务2过盈配合连接件的装配
这种联接能承受较大的轴向力、扭矩及冲击载荷 ，精度 高，应用广泛。例如，齿轮、联轴器、飞轮等与轴的连接。
常用的装配方法有冷压装配法、热压装配法、冷却 轴件装配法等。
热压装配法是机械设备维修中广泛应用的方法，这 里我们就主要介绍如何应用热压装配法来实现过盈配 合连接件的装配。
3）装入 当孔件温度达到所需要的加热温度时开始装配，装配前去孔件 表面灰尘、污物，装配时必须一次装到预定位置，不能中途停 留，装配的避免人为强迫令却，以免引起内应力。
一、过盈配合连接件的要求
1）装配后最小的实
际过盈量应保证两 个零件具有一定的 紧密度。
2）装配后最大的
实际过盈量所引起的应 压装配法原理
热压装配法俗称为红装法，其基本原理是利用加热 包容件，使其直径膨胀到一定数值后，将被 包容件自 由装入孔中并定位，待零件冷却后产生非常大的应力， 达到过盈装配的要求。
这种方法比较简单，易操作且质量可靠。
二 、热压装配法
1、热压装配法工艺
1）加热温度 一般80~400度，不能超过600度，以避金相组织发生变化。 2）加热方法 热浸法（适应体积过过盈都很小的零件如轴承等）、炉内加热法 （适应加热精度高尺寸小的零件）和电感应加热法（加热均匀，温 度容易控制适于精密件）等。
机械设计第7章铆焊胶接过盈连接PPT课件
机械设计
一、概述
§7－1 铆接
铆接是将铆钉穿过被连接件的预制孔中经铆合而成
的连接方式。其连接部分称为铆缝。
铆缝的结构分类：
搭接缝
Created按 型w接 式it头 分h Aspo单双Esve盖盖.aSl板板ulia对d对tei接o接snf缝缝oorn.lNy.ET
潘存云教授研制
3.5 Client 潘存云教授研制
第7章 铆接、焊接、胶接和过盈连接
§7－1 铆接 §7－2 焊接 §7－3 胶Ev接aluation only.
Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.
§Co7p－yr4ight过20盈19-连20接19 Aspose Pty Ltd.
28.11.2020
▲工C艺o过py程ri比gh较t 2容0易19控-2制01，9 A质s量po稳se定Pty Ltd.
▲铆接结构抗振、耐冲击，连接牢固可靠
因此，在承受严重冲击和振动载荷的金属结构的 连接中，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。机械设计
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三、铆缝的受力与破坏形式
Pro.
分 类
按 排Co铆 数py钉 分right 单多双201排排排9-2019 Aspose Pty Ltd.
按铆缝 性能分
强固铆缝 ——满足强度要求 强密铆缝 ——满足强度和紧密性要求 紧密铆缝机械设计——满足紧密性要求的。
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一、概述
§7－1 铆接
铆接是将铆钉穿过被连接件的预制孔中经铆合而成
F
潘存潘云存教云授教研授制研制
F
剪断
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α1 、α2 －分别为被包容件及包容件材料的膨胀系数； t0 –-环境温度。
第7章 过盈连接 机械设计作业集① 7-4、7-5 （7-17）
轴公差带 δmax
孔公差带
δmin
基孔制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
基轴制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
3、过盈连接的强度计算
● 连接的强度 (选择标准 过盈量及径向力) ；
● 连接件本身的强度。 过盈连接装配后，包容件 胀大，被包容件缩小。 在包容件上将产生周向拉 应力和径向压应力； 在被包容件上则产生周向 压应力和径向压应力。 (1)连接零件为塑性材料时的强度计算
C1 C2 3 d 10 E 1 E2
最大压力：
5、包容件加热及被包容件冷却温度 用温差法进行装配时，两配合件的温度：
max 0 包容件加热温度： t 2 t0 3 2 d 10
max 0 t0 被包容件冷却温度: t1 3 1d 10
d2
∴
p≥2T/πd2lf
d
3)同时承受轴向载荷与扭矩 沿轴向和周向都不产生滑移。
2T F2 径向压力p应满足： d p dlf
2
d2 d
2、最小有效过盈量δmin 由材料力学厚壁圆筒可知，
潘存云教授研制
d1
C1 C2 3 最小过盈量： min pd E E 10 2 1 其中：E1、E2—被包容件和包容件材料的弹性模量；
(1)连接零件为塑性材料时的强度计算 过盈连接在装配后不产生塑性变形，由第三强度 理论：
1 3 s
式中，1—周向应力； 3 —径向应力； s—零件材料的屈服极限。
对于包容件，其危险应力发生在内表面：
2 d2 d2 1 p 2 3 p 2 d2 d
故
即
2 d2 d2 p 2 p s2 2 d2 d
2 2 pd2 s2 2 2 d2 d
(1)
对于被包容件，其危险应力也在内表面：
2 pd 2 1 2 ， 2 d d1
3 0
得 2 pd 2 s1 (2) 2 2 d d1
由 1 3 s1
圆锥面过盈连接在机床主轴的轴端上应用比较
普遍。装配时，借助转动端螺母并通过压板施力 使轮毂作微量轴向移动以实现过盈连接。 优点：定心性好，装拆方便，压紧程度容易调整，
配合表面不宜擦伤，传递载荷大，尤其是适用于大
型被连接件。 缺点：对配合面的精度要求高，加工成本大。
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三、过盈连接的设计计算 过盈连接的主要承受轴向力、传递扭矩，或者同时 承受这两种载荷。设计计算： ①已知载荷时，配合面需要多大的径向压力？在该 压力下需要多大的过盈量？ ②若选定了标准的过盈配合，校核连接件最大过盈 F 量时的强度。 1、配合面所需压力 1) 传递轴向载荷 要求连接件在轴向载荷F 下， 不产生轴向滑移。
A A-A d
A
曲轴过盈连接组件
二、过盈连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的 尺寸，两者装配后产生径向变形使配合面间产生很 大的压力，靠配合面产生的摩擦力来传递载荷。
过盈量：轴的尺寸减去孔的尺寸。
装配方法： 压入法 温差法 加热包容件 冷却被包容件
当配合面为圆柱面时，温差法能获得较高的摩擦 力或力矩，而压入法会擦伤配合表面。
当选用压入法进行装配时，计算最大压入力和压出力：
最大压入力： Fi =fπdlpmax 最大压出力： F0 =(1.3~1.5) Fi = (1.3~1.5) fπdlpmax
由 min C1 C2 3 p d 10 得： E E 2 1
pmax
max
由（1）和（2）得：
包容件（内表层）
2 d2 d2 pmax s2 2 2d 2
d 2 d12 被包容件（内表层） pmax s1 2 2d
(2) 连接零件为脆性材料时的强度计算
失效形式是包容件和被包容件配合表面的断裂。
按第一强度理论（1≤ B）求允许的最大径向压力：
2 d2 d 2 B2 1 p 2 2 d2 d 2~3
p
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p
轴向摩擦力Ff≥外载荷F ∵摩擦力： Ff =πdlpf ∴ p≥F/πdlf
p—径向压力；
F p
l
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d1 d
d、l—配合面公称直径、长度； f—摩擦系数。
2)传递扭矩
F T p Mf
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在扭矩T 下，不产生圆周方 向滑移。即：Mf≥T
∵摩擦力矩： Mf =πdlpfd /2
第7章（铆接、焊接、胶接和）过§7－4 过盈连接
一、过盈连接的特点及应用 作用： 利用被连接件间的过盈配合直接连接在一起， 又叫紧配合连接。 优点：构造简单、定心性好、承载能力高，能承受 冲击载荷，对轴削弱少。 缺点：装配困难，对配合尺寸的精度要求高。 应用：主要用于轮圈与轮芯、轴与毂孔、滚动轴承的 装配连接。
d 2 d12 C1—被包容件的刚性系数: C1 2 2 1 d d1
C2—包容件的刚性系数:
d 22 d 2 C2 2 2 2 d2 d
μ1 、μ2—分别为被包容件和包容件材料的泊松比； 当采用温差法装配时，最小有效过盈量:
min min
当采用压入法装配时，考虑配合表面的微观峰尖将 被擦去或压平一部分，这时最小有效过盈量：
min min 0.8( Rz1 Rz 2 )
Rz1 、Rz2 —分别为被包容件和包容件配合表面上微观 不平度的十点高度，单位为: 微米。
根据计算得到的最小有效过盈量δmin 选择一个标准过盈量配合代号。 应注意尽量选择优先配合代号。
最小过盈量：δmin = 轴min - 孔max 最大过盈量: δmax = 轴max - 孔min
包容件
2 d2 d 2 B2 pmax 2 d2 d 2 2 ~ 3
2 pd 2 B1 1 2 d d12 2 ~ 3
被 包容件
pmax
d 2 d12 B1 2d 2 2 ~ 3
B1 、B2—分别为被包容件和包容件材料的强度极限。
4、过盈连接的最大压入力、压出力