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圆锥过盈连接的计算举例 |
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已知条件： 包容件材料为35CrMo，调质硬度为269～302HB 被包容件材料为35CrMo，调质硬度为269～302HB 中间套材料为45，调质硬度为241～286HB 包容件外径 da＝460mm 被包容件内径 di＝0 结合面最大圆锥直径df2＝320mm 结合面长度lf＝400mm 结合面锥度C＝1∶50 外锥中间套圆柱面直径d＝300mm |
包容件与被包容件材料的屈服点 σsa＝σsi＝540MPa 包容件与被包容件材料的弹性模量 Ea＝Ei＝210000MPa 中间套材料的弹性模量E＝210000MPa 包容件与被包容件材料的泊松比 νa＝νi＝0.3 传递转矩T＝370kN·m 承受轴向力Fx＝470kN 圆锥结合面轮廓算术平均偏差 Raa＝Rai＝0.0016mm 圆柱结合面轮廓算术平均偏差 Raaa＝Raai＝0.0016mm |
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序号 |
计 算 内 容 |
计算公式和结果 |
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1 |
传递 载荷 所需 的最 小过 盈量 |
传递载荷所需的最小结合压强 |
根据连接特性，取K＝1.5；查表纵向过盈连接的摩擦因数μ得μ＝0.12 |
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2 |
直径比 |
包容件 |
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3 |
被包容件 |
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4 |
传递载荷所需的最小直径变化量 |
包容件 |
查表系数Ca和Ci得Ca＝3.0877(内插法)
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5 |
被包容件 |
查表系数Ca和Ci得Ci＝0.7
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6 |
传递载荷所需的最小有效过盈量 |
δemin＝eamin+eimin＝0.3494+0.0792＝0.4286mm |
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7 |
考虑压平量后的所需最小过盈量 |
Sa＝1.6(Raa+Raaa) Si＝1.6(Rai+Raii) δmin＝δemin+2(Sa+Si) ＝0.4286+2×[1.6×(0.0016+0.0016)+1.6×(0.0016+0.0016)] ＝0.4491mm |
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8 |
不产 生塑 性变 形所 允许 的最 大过 盈量 |
不产生塑性变形所允许的最大结合压强 |
包容件 |
或查图 pfmax＝aσsa＝0.2941×540＝158.8MPa |
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9 |
被包容件 |
pfmax＝cσsi＝0.5×540＝270MPa |
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10 |
被连接件 |
取pfamin和pfimax中的较小者，pfmax＝158.8MPa |
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11 |
被连接件不产生塑性变形所允许的传递力 |
Ft＝pfmaxpdmlf μ＝158.8×π×316×400×0.12＝7567086N |
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12 |
不产生塑性变形所允许的最大直径变化量 |
包容件 |
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13 |
被包容件 |
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14 |
被连接件不产生塑性变形所允许的最大有效过盈量 |
δemax＝eamax+eimax＝0.7378+0.1673＝0.9051mm |
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15 |
选 择 配 合 |
满足连接要求的最小和最大过盈量 |
[δmin]＞0.4491mm [δmax]≤0.9051mm |
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16 |
选取内、外圆锥直径公差及配合 |
选取内锥H7、外锥x6 |
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17 |
所选配合实际最小和最大过盈量 |
根据配合H7/x6，在dm＝316mm上的偏差分别为 [δmin]＝0.590-0.057＝0.533mm [δmax]＝0.626-0＝0.626mm 已考虑了安全系数，故使[δmin]接近δmin |
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18 |
油 压 装 拆 参 数 |
外锥中间套与相关件圆柱面配合间隙 |
最大间隙 Xmax＝0.069-(-0.052)＝0.121mm 最小间隙 Xmin＝0.017-0＝0.017mm |
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19 |
轴向位移的极限值(压入行程) |
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20 |
装配时中间套变形所需的压强 |
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21 |
实际最大结合压强 |
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22 |
需要的装拆油压 |
px＝1.1[pfmax]＝1.1×114＝125.4MPa |
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23 |
需要的压入力 |
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24 |
需要的压出力 |
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25 |
校 核 计 算 |
实际最小结合压强 |
Sa＝1.6×(0.0016+0.0016)＝0.00512mm Si＝1.6×(0.0016+0.0016)＝0.00512mm
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26 |
传递最小载荷 |
传递转矩 |
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传递力 |
Ftmin＝[pfmin]pdmlfμ＝89.92×p×316×400×0.12＝4284.84kN |
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27 |
装拆时实际最大应力 |
包容件 |
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28 |
被包容件 |
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29 |
被连 接件 直径 变化 量 |
包容件外径增大量 |
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30 |
被包容件内径减小量 |
因为是实心轴，di＝0，故△di＝0 |
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