过盈连接设计计算

过盈连接计算

如图所示为一过盈连接的缸套，其材料为45钢，结构尺寸如图所示，试计算内缸套压出力。

解：

1）确定最大径向压力P max

首先按所选的标准过盈配合种类查算出最大过盈量，由图知，缸套的配合为

H7/p6，查机械设计手册，其孔公差为520265+φ，轴公差为8856265+

+φ，此标准配合产

生的最大过盈量m μδ880-88max ==。

因采用压入法装配，考虑配合表面微观峰尖被檫去)R 0.8(R 2u z2z1+=，故装配后可能产生的最大径向力P max 按以下公式计算。

3

2211Z2Z1max max 10)E C E C d()

R (R 8.0-⨯++=δP (1)

式（1）中，m ax δ为最大过盈量；

z1R 、z2R 分别为被包容件及包容件配合表面微观不平度的十点高度，由于缸套表面粗糙度为12.5，查机械设计手册，可知z1R =z2R =50m μ； d 为配合的公称直径，mm ；

C 1为被包容件的刚性系数，121

22

121--μd d d d C +=； C 2为被包容件的刚性系数，22222

222-μ++=d

d d d C ； 1E 、2E 分别为被包容件与包容件材料的弹性模量，MPa ；

1d 、2d 分别为被包容件的内径和包容件的外径，mm ； 1μ、2μ分别为被包容件与包容件材料的泊松比。对于45钢，3.0=μ。

结合图尺寸，可计算刚性系数：

9.8250.3-240-265240265--222

21212

121≈+=+=μd d d d C 8.4020.3265-300265300-222

222222222≈++=++=μd

d d d C 则，最大径向压力为：

a 0.3481010

2.18.402102.19.82426550500.8-8810)E C E C d()

R (R 8.0-3553

2211Z2Z1max max MP P ≈⨯⨯+⨯⨯+⨯=⨯++=）（）（δ 再有手册查取包容件缸套材料为45钢的屈服极限a 28021MP S S ==σσ。根据不出现塑性变形的检验公式： 对被包容内表层：12

212max 2d -S d d p σ≤ （2） 对包容内表层：244

22

22max 3d -S d d d p σ+≤ （3）

因此，对于被包容件内表层：

a 25.1692802652240-2652d -2

2

212212MP d d S ≈⨯⨯=σ 对于包容件内表层：

32.385MPa 2802563003265-3003d -4422244

22

22≈⨯+⨯=+S d d d σ

因25.169MPa a 0.348max <<=MP p ，即内缸套强度足够；同理，32.385MPa a 0.348max <<=MP p ，即外缸套强度足够。

2）计算最大压入力及压出力

当采用压入法装配并装备拆开时，为了选择所需压力机的容量，应将其最大压入力、压出力按下列公式计算出：

最大压入力：max dlp f F i π= (4)

最大压出力：max i 1.5)~(1.31.5)F ~(1.3dlp f F o π== (5)

式（4）及（5）中f 为摩擦系数，对于连接零件材料为钢-钢，无润滑时，查手册得f=0.10；l 为配合长度，为470mm 。

因此，所需最大压入力为：

N dlp f F i 134100.3484702653.140.10max ≈⨯⨯⨯⨯==π

所需最大压出力为：

20415N ~176931.5)~(1.31.5)F ~(1.3max i N dlp f F o ≈==π

参考资料：

1. 北京有色冶金设计研究总院. 机械设计手册. 3版. 北京：化学工业出版社，1993.

2. 纪名刚. 机械设计. 第八版. 北京：高等教育出版社，2007.