第7章 过盈连接

1、第七章第七章 过盈联接过盈联接7-4 过盈联接（一）过盈联接的类型及应用v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；的联接等；v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式零件沿接缝面联接为一体。目前多为螺栓联接所取代。取代。（二）过盈联接的工作装配方法 工作原理：过盈联接是将两个联接过盈联接是将两个联接件套装起来，其中一个

2、联接件叫包容件套装起来，其中一个联接件叫包容件，另一个叫被包容件。二者装配后，件，另一个叫被包容件。二者装配后，由于结合处的弹性变形和装配过盈量，由于结合处的弹性变形和装配过盈量，将在配合表面上产生很大的正压力。将在配合表面上产生很大的正压力。当联接承受外载荷（轴向力或转矩）当联接承受外载荷（轴向力或转矩）时，配合表面靠此正压力所产生的摩时，配合表面靠此正压力所产生的摩擦力或摩擦力矩来传递外载荷。擦力或摩擦力矩来传递外载荷。 装配方法： 压入法；压入法； 胀缩法（温差法）；胀缩法（温差法）；（三）过盈联接的设计计算 假定条件假定条件：联接零件中的应力处于平面应力状态，应联接零件中的应力处于平面

3、应力状态，应变均在弹性范围内；材料的弹性模量为常量；联接部变均在弹性范围内；材料的弹性模量为常量；联接部分为两个等长的厚壁筒，配合面上的压力均匀分布。分为两个等长的厚壁筒，配合面上的压力均匀分布。 计算内容：计算内容： 在已知载荷的条件下，计算配合面间所需产生的压力在已知载荷的条件下，计算配合面间所需产生的压力及其所需的最小过盈量；及其所需的最小过盈量；连接强度连接强度 选定标准过盈配合时，校核联接的诸零件在最大过盈选定标准过盈配合时，校核联接的诸零件在最大过盈量时的强度；量时的强度；连接零件的强度连接零件的强度 胀缩法时：需计算加热及冷却的温度；胀缩法时：需计算加热及冷却的温度； 压入法时：

4、计算装拆时所需的压入力和压出力。压入法时：计算装拆时所需的压入力和压出力。1.配合面间所需的径向压力传递轴向力，保证联接不产生轴向滑移设：过盈配合的公称直径为设：过盈配合的公称直径为d； 配合面间的摩擦系数为配合面间的摩擦系数为f； 配合长度为配合长度为l；则摩擦阻力为：则摩擦阻力为：dlpfFfFFfdlfFp（2）传递转矩T，保证不产生周向滑动 当径向压力为当径向压力为 p 时，在转矩时，在转矩 T 的作用下，配合面间所的作用下，配合面间所能产生的摩擦阻力矩能产生的摩擦阻力矩 Mf 应大于或等于转矩应大于或等于转矩 T。 TddlpfMf2 lfdTp22 (3)承受轴向力F和转矩T的联合

5、作用 需保证需保证 故所需径向压力为故所需径向压力为222)(dTFdlpfdlfdTFp22)2(2.过盈联接的最小有效过盈量min 由厚壁圆筒的设计式，可导出联接零件配合面间的压力由厚壁圆筒的设计式，可导出联接零件配合面间的压力p与（理论）过盈量与（理论）过盈量 min之间的关系：之间的关系：式中： p配合面间的径向压力配合面间的径向压力， d配合的公称直径；配合的公称直径； E1、E2分别为被包容件和包容件材料的弹性模量；分别为被包容件和包容件材料的弹性模量； C1 、 C2分别为被包容件的刚性系数和包容件的刚性系数；分别为被包容件的刚性系数和包容件的刚性系数； d1 、 d2分别为被包

6、容件的内径和包容件外径；分别为被包容件的内径和包容件外径； 1 、 2 分别为被包容件与包容件材料的泊松比分别为被包容件与包容件材料的泊松比m 10)(32211minECECpd12122121ddddC22222222ddddC最小有效过盈量min 当采用压入法装配时，总有一部分表面的波峰被擦平，当采用压入法装配时，总有一部分表面的波峰被擦平，使装配后的实际过盈量小于装配前的测量过盈量，为此，使装配后的实际过盈量小于装配前的测量过盈量，为此，必须适当增大理论过盈量，以保证联接具有足够的紧固必须适当增大理论过盈量，以保证联接具有足够的紧固性。即有性。即有 Si配合表面上微观峰尖配合表面上微观

7、峰尖 被擦去的高度或压平深度；被擦去的高度或压平深度； Rai 配合表面粗糙度轮廓算配合表面粗糙度轮廓算 术平均偏差术平均偏差iiRaSSS6 . 1)(221minmin几点说明 压入法装配时，用式（压入法装配时，用式（7-12）求得）求得 min，而后从国家标而后从国家标准中选一标准过盈配合，并使之略大于或等于准中选一标准过盈配合，并使之略大于或等于 min； 胀缩法装配时，配合表面擦伤甚微，可按式（胀缩法装配时，配合表面擦伤甚微，可按式（7-11）计算，即计算，即 min = min； 由式（由式（7-8）（7-10）可见，当传递的载荷一定时，配）可见，当传递的载荷一定时，配合长度合长度

8、 l 越短，所需的径向力越短，所需的径向力 p 就越大。再由式（就越大。再由式（7-11）可知，当可知，当 p 增大时，所需的过盈量也随之增大。因此，增大时，所需的过盈量也随之增大。因此，为避免在载荷一定时需用较大的过盈量而增加装配时为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。一般的困难，配合长度不宜过短。一般 l0.9d，但由于配，但由于配合面上的应力分布不均，当合面上的应力分布不均，当 l 0.8d 时，应考虑两端应时，应考虑两端应力集中的影响，采取相应的措施。力集中的影响，采取相应的措施。3.过盈联接的强度计算 联接的强度联接的强度（计算并选出标（计算并选出标

9、准过盈量以产生必须的径向准过盈量以产生必须的径向力）；力）； 联接件本身的强度联接件本身的强度 过盈联接装配后，包容件胀过盈联接装配后，包容件胀大，被包容件缩小。大，被包容件缩小。 因此，在包容件上将产生周因此，在包容件上将产生周向拉应力和径向压应力，在向拉应力和径向压应力，在被包容件上则产生周向压应被包容件上则产生周向压应力和径向压应力。应力大小力和径向压应力。应力大小及分布如右图所示。及分布如右图所示。空心轴空心轴 联接零件为塑性材料时的强度校核式要求过盈联接在装配后不产生塑性变形，由第三强度理论要求过盈联接在装配后不产生塑性变形，由第三强度理论式中，式中， 1周向应力；周向应力； 3 径

10、向应力；径向应力； s零件材料的屈服点零件材料的屈服点对于包容件，其危险应力发生在内表面，由图对于包容件，其危险应力发生在内表面，由图7-26可见可见s312222221ddddp ( 3负号表示压应力）p2222222 spddddp故(*) 2 222222sddpd即 对于被包容件，其危险应力也在内表面，该处对于被包容件，其危险应力也在内表面，该处 由式（由式（*）和（）和（*）可推得：）可推得：0 2321221，ddpd(*) 2 12122131ssddpd得由222222max2 sdddp包容件（内表层）12212max2 sdddp被包容件（内表层）（7-15）（7-16）联

11、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。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（按第一强度理论（ 1 B）求得允许的最大径向压力）求得允许的最大径向压力 B1 、 B2分别为被包容件和包容件材料的强度极限，分别为被包容件和包容件材料的强度极限， MPa32 2222222maxBddddp包容件322 12212maxBdddp包容件被（7-14）（7-13）4.4.过盈联接最大压入力、压出力过盈联接最大压入力、压出力 最大压入力最大压入力 最大压出力最大压出力5.5.包容件外径胀大量及被包容件内径缩小包容件外径胀大量及被包容件内径缩小量量maxdlpfFiiFF)5 . 13 . 1 (0mm )(2222222maxmax2ddEddpdmm )(2212121maxmax1ddEddpd6.6.包容件加热及被包容件冷却温度包容件加热及被包容件冷却温度 包容件加热温度包容件加热温度 被包容件冷却温度被包容件冷却温度式中式中 max所选标准配合在装配前的最大过盈量，所选标准配合在