第7章铆焊胶接过盈连接

1、宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 请同学们注意：请同学们注意： 今天下午16：00在北校区主楼三楼阶梯教室上第三章和第五章的习题课。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 第第7章铆接、焊接、胶接和过盈连接章铆接、焊接、胶接和过盈连接71铆接铆接 72焊接焊接 73胶接胶接 74过盈连接过盈连接 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 7 71铆接铆接 一、概述一、概述 铆接是将铆钉穿过被连接件的预制孔中经铆合而成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。的连接方式。其连接部分称为铆缝。铆缝的结构分类：铆缝的结构分类：分分类类按接头按接头型式分型式分 双双 排排 按铆缝按

2、铆缝性能分性能分 满足强度要求满足强度要求 满足强度和紧密性要求满足强度和紧密性要求满足紧密性要求的。满足紧密性要求的。搭接缝搭接缝 单盖板对接缝单盖板对接缝 双盖板对接缝双盖板对接缝 按铆钉按铆钉排数分排数分单单 排排 多多 排排 强固铆缝强固铆缝强密铆缝强密铆缝紧密铆缝紧密铆缝潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制7 71 铆接铆接 一、概述一、概述铆缝的结构分类：铆缝的结构分类：分分类类按接头按接头型式分型式分 双双 排排 按铆缝按铆缝性能分性能分 满足强度要求满足强度要求 满足强度和紧密性要求满足强度和紧密性要求满足紧密性要求的。满足紧密性要求的。

3、搭接缝搭接缝 单盖板对接缝单盖板对接缝 双盖板对接缝双盖板对接缝 按铆钉按铆钉排数分排数分单单 排排 多多 排排 强固铆缝强固铆缝强密铆缝强密铆缝紧密铆缝紧密铆缝潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 二、铆钉的主要类型和标准二、铆钉的主要类型和标准 铆钉头的结构：铆钉头的结构： 潘存云教授研制潘存云教授研制铆接后的结构：铆接后的结构： 潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 三、铆缝的受力与破坏形式三、铆缝的受力与破坏形式潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制潘存云教授研制F FF

4、 F潘存云教授研制F FF F剪剪 断断压溃压溃板边剪坏板边剪坏拉断拉断撕裂撕裂宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 四、铆缝的设计要点四、铆缝的设计要点 强度计算的假设前提：强度计算的假设前提： 连接的横向力连接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中通过铆钉组形心，一组铆钉中 各个铆钉受力均等各个铆钉受力均等 铆缝不受弯矩作用铆缝不受弯矩作用 被铆件接合面摩擦力略去不计被铆件接合面摩擦力略去不计 被铆件危险剖面上的拉被铆件危险剖面上的拉( (压压) )应力，铆钉的切应力，应力，铆钉的切应力， 工作挤压应力都是均匀分布的工作挤压应力都是均匀分布的宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 单排搭接铆缝的静强度

5、分析：单排搭接铆缝的静强度分析：（1）确定铆缝承受的静载荷：确定铆缝承受的静载荷：234dF)(1dtF（2）确定被铆件能承受的静载荷：确定被铆件能承受的静载荷：（3）确定铆钉能承受的静载荷：确定铆钉能承受的静载荷：2pFd 潘存云教授研制d潘存云教授研制t e( t-d )为板的截面积d为挤压面积FFFF宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 故故F=minFF=minF1 1,F,F2 2,F,F3 3 234dF)(1dtFp2dF 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制工件工件2 2一、概述一、概述分类：分类：熔化焊熔化焊 压力焊压力焊 钎焊钎焊 电弧焊、气焊、电渣焊。电弧焊、气焊

6、、电渣焊。电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。锡焊、铜焊。锡焊、铜焊。7 72焊接焊接 接焊接接焊接发电机发电机工件工件1 1焊枪、焊条焊枪、焊条搭铁搭铁利用电焊机的低压电流，通过电焊条与被焊件之间形成的电路，在两极间引起电弧，融化被焊部分的金属和焊条，使熔融的金属混合并填充接缝面而形成焊缝。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制二、电弧焊缝的基本形式二、电弧焊缝的基本形式工件工件2 2工件工件1 1角焊缝角焊缝两被焊件不在同一平面内；两被焊件不在同一平面内；对接焊缝对接焊缝两被焊件在同一平面内；两被焊件在同一平面内；潘存云教授研制正接角焊缝正接角焊缝潘存云

7、教授研制搭接角焊缝搭接角焊缝榫头式榫头式潘存云教授研制单面式单面式双面式双面式V型焊缝型焊缝封封底底焊焊缝缝对接角焊缝对接角焊缝潘存云教授研制潘存云教授研制卷边焊缝卷边焊缝塞焊缝塞焊缝焊缝焊缝宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 最常用的被焊件材料是低碳钢和低合金钢最常用的被焊件材料是低碳钢和低合金钢(如如Q215、Q235、15、20、16Mn等等) 。焊条的材料最好。焊条的材料最好与被焊件的材料相同。与被焊件的材料相同。三、焊接件常用材料三、焊接件常用材料四、四、 焊缝的受力及破坏形式焊缝的受力及破坏形式1 1对接焊缝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对接焊缝主要用来承受作

8、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；（压）力或弯矩，对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂；FFll潘存云教授研制lFF潘存云教授研制潘存云教授研制lFF宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 2搭接角焊缝搭接角焊缝按受力方向分为按受力方向分为:正面角焊缝正面角焊缝 侧面角焊缝侧面角焊缝混合角焊缝混合角焊缝受力方向与焊缝垂直；受力方向与焊缝垂直；正面正面:只用来承受拉力只用来承受拉力; 受力方向与焊缝平行；受力方向与焊缝平行；受力与焊缝成一角度；受力与焊缝成一角度；侧面角焊缝和混合侧面角焊缝和混合:承受拉力或承受拉力或弯矩。弯矩。k u 4 潘存云教授研制lAAA AFF

9、BB潘存云教授研制hFF正面角焊缝正面角焊缝 侧面角焊缝侧面角焊缝MM潘存云教授研制hLkkA ABBkkBB宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 1焊缝应按被焊件厚度制成相应坡口，或进行一般的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侧棱、修边工艺。在焊接前，应对坡口进行清洗整 理；理；五、焊接件的工艺及设计注意要点五、焊接件的工艺及设计注意要点潘存云教授研制015 5 54070 70 潘存云教授研制2050 2050潘存云教授研制 50坡口型式及适用的焊件厚度坡口型式及适用的焊件厚度: 3545 2423 1240 2423宁夏大学专用 作者：

10、 潘存云教授 2在满足强度条件下，焊缝的长度尽可能地取得短些在满足强度条件下，焊缝的长度尽可能地取得短些或分段进行焊接，并应避或分段进行焊接，并应避 免焊缝交叉；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；小自由移动的可能；4焊缝在焊后应经热处理（如退火；焊缝在焊后应经热处理（如退火；5焊接厚度不同的对接板件时应使对接部位厚度一致；焊接厚度不同的对接板件时应使对接部位厚度一致；6设计焊接件时，注意恰当选择母体材料和焊条设计焊接件时，注意恰当选择母体材料和焊条.宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 六、焊接在机器零件中的应用六

11、、焊接在机器零件中的应用焊接齿轮焊接齿轮潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 胶接用于木材由来已久。随着新型胶粘剂的发展，胶接在金属构件的连接中也日渐增多。一、概述一、概述7 73胶胶 接接 应用实例：应用实例：胶接组合蜗轮胶接组合蜗轮潘存云教授研制潘存云教授研制螺纹接套与管件胶接螺纹接套与管件胶接蜂窝结构填料蜂窝结构填料潘存云教授研制蒙皮与型材胶接蒙皮与型材胶接宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 胶粘剂的品种繁多，通常按其使用目的分为三类：胶粘剂的品种繁多，通常按其使用目的分为三类：二、胶粘剂二、胶粘剂 结构胶粘剂结构胶粘剂在机械制造中常用的结构胶粘剂有

12、如下两种：在机械制造中常用的结构胶粘剂有如下两种： 环氧树脂胶粘剂；环氧树脂胶粘剂； 酚醛树脂胶粘剂。酚醛树脂胶粘剂。种类种类（1 1）结构胶粘剂）结构胶粘剂 在常温下的抗剪强度一般不低于在常温下的抗剪强度一般不低于80MPa，能经受，能经受一般高、低温或化学作用，而不降低其性能，胶接件一般高、低温或化学作用，而不降低其性能，胶接件能承受较大的载荷。能承受较大的载荷。非结构胶粘剂非结构胶粘剂其它胶粘剂其它胶粘剂宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 （2 2）非结构胶粘剂）非结构胶粘剂常用的品种有：常用的品种有： 聚胺脂胶粘剂；聚胺脂胶粘剂； 酚醛酚醛- -氯丁橡胶胶粘剂氯丁橡胶胶粘剂。( () )

13、 其它胶粘剂其它胶粘剂 具有特殊用途的胶粘剂，例如：具有特殊用途的胶粘剂，例如：防锈、绝缘、导电、防锈、绝缘、导电、透明、超高温、超低温、耐酸碱等。透明、超高温、超低温、耐酸碱等。品种有：品种有： 环氧导电胶粘剂；环氧导电胶粘剂； 环氧超低温胶粘剂环氧超低温胶粘剂。 正常使用时有一定的胶结强度，但在受到高温正常使用时有一定的胶结强度，但在受到高温或重载时，性能迅速下降。或重载时，性能迅速下降。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 三、胶接接头的结构形式三、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。与焊接相同，胶接接头分为对接、搭接和角接头三种。主要性能：主要性能： 胶接强

14、度胶接强度耐热性、耐介质性、耐老化性等；耐热性、耐介质性、耐老化性等； 固化条件固化条件温度、压力、保持时间等。温度、压力、保持时间等。选用原则：选用原则：根据胶接件的根据胶接件的使用要求使用要求及及环境条件环境条件等选择等选择综合性能良好的胶粘剂。综合性能良好的胶粘剂。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 圆柱形接头圆柱形接头 板件接头板件接头 锥形及盲孔接头锥形及盲孔接头 角接头角接头 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 剪切剪切四、胶接接头的受力状况四、胶接接头的受力状况 胶接接头的抗剪切及抗拉伸能力强，抗剥离和扯胶接接头的抗剪切及抗拉伸能力强，抗剥离

15、和扯离能力弱。离能力弱。拉伸拉伸剥离剥离潘存云教授研制潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制F FF F扯离扯离宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 （4 4）清除表面多余的胶粘剂；）清除表面多余的胶粘剂；五、五、胶接的基本工艺过程胶接的基本工艺过程 （1 1）清除胶接件表面的油污或氧化层；）清除胶接件表面的油污或氧化层；方法有机械或化学处理（2 2）按配方比例配制胶粘剂；）按配方比例配制胶粘剂；大多数胶都是多祖分的 （3 3）采用适当方法涂胶（如喷涂、刷涂等），保证厚）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；薄合

16、适、均匀无缺、无气泡；（6 6）质量检验，常用方法有：）质量检验，常用方法有：（5 5）按一定条件进行固化；）按一定条件进行固化；要综合考虑使用要求、接头形式、接头面积、温度、压力、时间等因素。 超声波探伤超声波探伤 放射同位素摄影放射同位素摄影 激光全息摄影激光全息摄影 X X光探伤光探伤 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制一、过盈连接的特点及应用一、过盈连接的特点及应用 作用：作用： 过盈连接是利用被联件间的过盈配合直接把被过盈连接是利用被联件间的过盈配合直接把被 连接件连接在一起。连接件连接在一起。优点：优点：构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下构造简单、

17、定心性好、承载能力高，在振动下 能可靠地工作。能可靠地工作。缺点：缺点：装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。应用：应用：主要用于轮圈与轮芯、轴与毂、滚动轴承的装主要用于轮圈与轮芯、轴与毂、滚动轴承的装 配连接。配连接。7 74过盈连接过盈连接 潘存云教授研制AAA-A曲轴过盈连接组件曲轴过盈连接组件d宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 装配方法：装配方法： 二、过盈连接的工作原理及装配方法二、过盈连接的工作原理及装配方法压入法压入法温差法温差法冷却被包容件冷却被包容件加热包容件加热包容件潘存云教授研制轴的尺寸减去孔的尺寸称为过盈量。轴的尺寸减去孔的尺寸称为过盈

18、量。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制Fp三、过盈连接的设计计算三、过盈连接的设计计算 过盈连接的主要用来承受轴向力、传递扭矩、或者过盈连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。为了保证过盈连接的工作能力，同时承受这两种载荷。为了保证过盈连接的工作能力，须作以下两方面的分析计算：须作以下两方面的分析计算：(2) (2) 若选定了标准的过盈配合，校核连接件在最大过若选定了标准的过盈配合，校核连接件在最大过 盈量时的强度。盈量时的强度。(1)(1) 已知载荷时，配合面需要多大的径向压力？以及产已知载荷时，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？

19、生这个压力需要多大的过盈量？1.1.配合面所需压力的计算配合面所需压力的计算(1) (1) 传递轴向载荷时传递轴向载荷时 要求连接件在轴向载荷要求连接件在轴向载荷F F的的作用下，不产生轴向滑移。作用下，不产生轴向滑移。 p宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制Fl d F正常工作条件：正常工作条件：(2) (2) 传递扭矩时传递扭矩时摩擦力：摩擦力： Ff =dlpf 轴向摩擦阻力外载荷轴向摩擦阻力外载荷 其中：其中：p径向压力；径向压力； p F/ dlpf d配合面公称直径；配合面公称直径； l配合面长度；配合面长度； f摩擦系数。摩擦系数。详见教材表7-5 d

20、p p Mf T 要求连接件在扭矩要求连接件在扭矩T T的作用下，的作用下，不产生周向滑移。即：不产生周向滑移。即：Mf T摩擦力矩：摩擦力矩： Mf =lpfd / 2 p 2T/ d2lpf d1 d2宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 (3) (3) 同时承受轴向载荷与扭矩时同时承受轴向载荷与扭矩时要求连接件沿轴向和周向都不能产生滑移。要求连接件沿轴向和周向都不能产生滑移。222TFdpd lf径向压力径向压力p p应满足：应满足：2.2.最小有效过盈量最小有效过盈量 minmin的计算的计算 312min1210CCpdEE 由材料力学的有关知识可知，在压由材料力学的有关知识可知，在压力

21、为力为p p时最小过盈量为：时最小过盈量为： C1被包容件的刚性系数被包容件的刚性系数: 其中：其中：E1、E2被包容件和包容件材料的弹性系数；被包容件和包容件材料的弹性系数； C2包容件的刚性系数包容件的刚性系数: 12122121ddddC22222222ddddC潘存云教授研制 d d1 d2宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 1 2分别为被包容件和包容件的泊松比；分别为被包容件和包容件的泊松比； 当采用温差法装配时，最小有效过盈量当采用温差法装配时，最小有效过盈量 minminz1z20.8()RR Rz1 、Rz1 分别为被包容件和包容件配合表面上微观不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，单位为平度的十点高度，单位为: m 。当采用压入法装配时，考虑配合表面的微观峰尖将被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，这时最小过盈量为擦去或压平一部分，这时最小过盈量为 minmin 根据计算得到的根据计算得到的最小有效过盈量最小有效过盈量 minmin 选择一个标准的选择一个标准的盈量盈量配合代号。配合代号。应注意尽量选择优先配合代号应注意尽量选