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1、3圆锥过盈配合的计算和选用 中华人民共和国国家标准一圆锥过盈配合的计算和选用主题内容与适用范围本标准规定了圆锥过盈联结的型式、计算和圆锥过盈配合的选用。本标准适用于光滑圆锥面在弹性范围内利用油压装拆的过盈联结计算和过盈配合的选用。弓用标准 锥度与锥角系列。公差与配合 总论 标准公差与根本偏差 公差与配合 尺寸至孔、轴公差带与配合 公差与配合 尺寸大于 至 常用孔、轴公差带 公差与配合 过盈配合的计算和选用圆锥公差 圆锥配合定义本标准采用引用标准中所给定的有关术语和定义。符号计算用的主要符号、含义和单位见表 表含 义符 号 单 位 过盈量 有效过盈量盆 们结合面最小图锥直径 结合面最大圆锥直径口
2、结合面平均圆锥直径们飞包容件外径被包容件内径结合长度 一 一 实施国家技术监督局 一 一 批准 一续表符 号 含 义 单 位结合面锥度包容件直径比胜被包容件直径比 包容件压平深度 被包容件压平深度 几包容件直径变化量己被包容件直径变化量结合压力装拆油压 扭矩凡 轴向力传递力尸, 压入力尸, 压出力 中间套变形所需压力们 们轴向位移量幻中间套圆柱面直径中间套最小圆锥直径中间套最大圆锥直径中间套与相关件配合间隙平安系数摩攘系数户卜泊松比几屈服极限口卜 强度板限弹性模量 轮廓算术平均偏差注 除另有说明外,表中符号再加下标“表示包容件“表示被包容件。 一圆锥过盈联结的特点、型式及用途圆锥过盈联结的特点
3、包容件和被包容件无需加热或冷却就能进行装配可实现较小直径的装配当轴向定位要求不高时,可得到配合零件的互换性可通过控制轴向位移来精确地调整其过盈量可实现屡次拆装,并不损伤其结合面。圆锥过盈联结的型式及用途圆锥过盈联结有以下两种型式不带中间套的圆锥过盈联结见图用于中、小尺寸,或不需屡次装拆的联结。图带中间套的圆锥过盈联结见图 、图用于大型、重载和需屡次装拆的联结。图 为带外锥面中间套的圃锥过盈联结图 为带内锥面中间套的圆锥过盈联结。图 图 一计算和选用,计算根底与假定条件本计算以两个简单厚壁圆筒在弹性范围内的联结为计算根底。计算的假定条件为包容件与被包容件处于平面应力状态,即轴向应力。二。包容件与
4、被包容件在结合长度上结合压力为常数材料的弹性模量为常数计算的强度理论,按变形能理论。计算要点圆锥面过盈联结的计算与 规定的圆柱面过盈联结计算相同,但应注意以下各点结合直径 应以结合面平均圆锥直径 二代替,即。一 一或。一或二一告十材料是否产生塑性变形,应以装拆油压进行计算。装拆油压一般比实际结合压力大用油压装拆时,结合面间存在油膜,因此装拆时的摩擦系数与联结工作时的摩擦系数不同。在联结工作时的摩擦系数,推荐取用油压装拆时的摩擦系数,推荐取 圆锥过盈联结的锥度 ,推荐选用 。其结合长度推荐为计算公式圆锥过盈联结传递负荷所需的最小过盈量,可按表 的公式进行计算。表计 算 公 式 说 明序 号 计
5、算 内 容?根据联结的重要程度,推荐传递扭矩一 下 联结工作时摩擦系数,尸值查中附录 推荐 传递负荷所需的承受轴向力一 最小结合压力。传递力声尸“十 二 勿一 令、“ 包容件直径比一被包容件直径比 对实心轴二。一包容件传递负荷所裔的最小直一十嵘好一、径变化量值可查中表 一续表说 明计 算 公 式序 号 计 算 内 容被包容件传递负荷所需的最小一一?会直径变化量值可查中表传递负荷所斋的最小有效过盈二。量不带中间套 尺二 。十 。考虑压平量的最小过盈量带中间套 十圆锥过盈联结件不产生塑性变形所容许的最大有效过盈量,可按表 的公式进行计算。表说 明计 算 内 容 计 算 公 式序 号塑性材料户 口一
6、斋包容件不产生塑性变形所容许脆性材料的最大结合压力“一二一。 、值可查中图塑性材料一被包容件不产生塑性变形所容脆性材料值可查中图许的最大结合压力对实心轴一?合此时联结件不产生塑性变形的最大取 二和 ,中的较小者结合压力包容件不产生塑性变形所容许一释、一 的最大直径变化量值可查中表被包容件不产生塑性变形所容一怒一。一、一 一。许的最大直径变化量可查中表联结件不产生塑性变形所容许的最大有效过盈量 一圆锥过盈配合的选用过盈配合联结件的圆锥公差按中 条给定。即给出圆锥的理论正确圆锥角 或锥度 和圆锥直径公差 。由 。确定两个极限圆锥。此时,圆锥角误差和圆锥的形状误差均应在极限圆锥所限定的区域内。当圆锥
7、角公差、圆锥的形状公差有更高的要求时,可再给出圆锥角公差 圆锥的形状公差 此时,八 和 ,仅占 的一局部。选出的配合,其最大过盈量 和最小过盈量应满足以下要求保证过盈联结传递给定的负荷保证联结件不产生塑性变形 配合的选择步骤 门 对结构型圆锥过盈配合确定配合基准制,推荐优先选用基孔制。初选根本过盈量。二一般情况,可取当要求有较多的联结强度储藏时,可取二当要求有较多的联结件材料强度储藏时,可取。气 久 一 ? 。按初选的根本过盈量氏和以根本圆锥直径一般取最大圆锥直径为根本尺寸,由 工中图 查出配合的根本偏差代号。按查出的根本偏差代号、根本圆锥直径和蠕“、氏。,由 确定选用的配合和内、外圆锥直径公
8、差带。对位移型圆锥过盈配合确定内、外圆锥直径公差带,其根本偏差,推荐选用 ,公差等级按选取。对有基面距要求的圆锥过盈配合,应根据基面距的尺寸公差要求,按附录 计算选取内、外圆锥直径公差带。按 条的规定,由给出的极限过盈量或自行确定选取配合的最大过盈量氏翩和最小过盈量 按 和份、二计算轴向位移极限值氏二和轴向位移公差 二一、。一告?二?。一二一告?“一二 。二一采用油压装拆圆锥过盈联结时,装配和拆卸的参数可按表 的公式进行计算。 一表计算内容 计算公式 说 明序 号外锥面中间套 带中间套的圆锥过盈联确定中间套尺寸结须进行此项计算内锥面中间套 外锥面中间套推荐时按豁。一时按旨中间套与相关件圆柱面时
9、按景。配合内锥面中间套推荐时按黔豁按的规定计算中间套与相关件回柱面计算中间套变形所需压配合极限间隙力时按最大间隙不带中间套。一告告?。一轴向位移的极限值带中间套一告?一二一告?、二、一二,装配时中间套变形所需、,一 一要“忆召 、“你压力不带中间套盯 ,丫 、 , 十、。皿 乙了配合的最大结合压力带中间套,、二一, 气 、训 、 十气声 、乙翔 一续表序 号 说 明计算内容 计算公式应使,二,否那么应重装拆油压 新选择材料油压装配时的摩擦系数,压入力。一“一“? 剖推荐油压拆卸时的率擦系数,推荐 二 当 一压出力出现负数时,其压出力一?“二?,一号为负值。应注惫采用平安措施,防止弹出圆锥过盈联
10、结的验算可按表 的公式进行计算。表计算 内容 说 明计算公式人。一 凡 和 按表 序号 的户们山最小结合压力规定印。?二联结工作时的摩擦系数,传递扭矩 二。二最小传递负荷值查中附录推荐传递力二塑性材料一红包容件最大应力脆性材料几响,被包容件最大应力了包容件的外径扩大量和被包容件的内径缩小量,可按表 的公式进行计算表序 号 计 算 内 容 计 算 公 式 说 明包容件的外径扩大,从抽 一 ,丁了 ,份取伽、或乙二 戈 一 量被包容件的内径缩取 或咖、。“一小量 一附 录 圆锥过盈配合计算举例参考件本附录给出了圆锥过盈配合的计算举例条件见表 表材料包容件与被包容件调质硬度 中间套调质硬度 单 位符
11、 号 数 值序 号 名 称包容件外径被包容件内径结合面最大圆铭直径八结合面长度结合面锥度中间套圆柱面直径 口匀包容件和被包容件屈服极限包容件和被包容件弹性模量中间套弹性模量残包容件和被包容件泊松比 传递扭矩承受轴向力圆锥结合面轮廓算术平均偏差们圆柱结合面轮廓算术平均偏差 一计算步骤和结果见表 表 说 明序 号 计 算 内 容 计算公式和计算结果根据联结特性,取 卜、 “ 二一汀 一】一 。传递负荷所需的最二二 一小结合压力二一一缥 包容件直径比一一一。?。对实心轴被包容件直径比,一一二。一一,一。?会?包容件传递负荷所一 需的最小直径变化一十。量?被包容件传递负荷一不一所需的最小直径变一一化量
12、 巴巴十二传递负荷所需的最小有效过盈量。十 二 考虑压平量的最小火 。 过盈量 一续表 说计算公式和计算结果序 号 计 算 内 容 一包容件不产生塑性 写 。“一 弄访变形所容许的最大兰尸 结合压力被包容件不产生塑 俪二二 “ 一性变形所容许的最大结合压力联接件不产生塑性 取 和中的较小者变形的最大结合压力皿朴,二包容件不产生塑性见序号变形所容许的最大竺竺竺 二直径变化量。一?被包容件不产生塑见序号性变形所容许的最一 大直径变化量 二 自联结件不产生塑性变形所容许的最大一一有效过盈量选择配合的步驻和结果见裹 表 项 目 结 果 说 明序 号选择配合的要求 确定内、外圆锥直径选取内锥公差带 外锥
13、已考虑了平安系数,选定过盈量故使 接近二 一采用油压装拆参教的计算步骏和结果见表 表 序 号项 目说 明计算公式和计算结果燮选配合中间套与相关件圆柱面 查的配合间隙 十 十 二 轴向位移的极限值, 网目, 弓二之 目,月,二厂 兰息、么户装配时中间套变形所需竺竺里目 一 目的压力卜 户一云实际最大结合压力令卜装拆油压 拟 一二压入力一亭 二“?小压出力一一几 一校核计算见表 表 明计算公式和计算结果 说项 目序 号火十 二, 、 , 十 犷、。 儿 今 一 又 卡 实际最小结合压力米 十孺、工 一取 二传递扭矩 火 火?传递最小负荷传递力 鱼包容件最大应力 氏。被包容件最大应力计算包容件外径扩
14、大 见表 表 序 号 项 目 计算公式和计算结果 说 明一一一。包容件外径扩大量、一一一。, 一附 录 实现圆锥过盈联结的一般要求参考件曰结构要求月,为降低圆锥面过盈联结两端的应力集中,在包容件或被包容件端部可采用卸载槽,过渡圆弧等结构形式。联结件材料相同时,为防止粘着和装拆时外表擦伤,包容件和被包容件的结合面应具有不同的外表硬度。为便于装拆,在包容件结合面的两端加工成。的倒角,或在被包容件两端加工成过渡圆槽。川 进油孔和进油环槽,可以设在包容件上,也可以设在被包容件上,以结构设计允许和装拆方便为准。进油环槽的位置,应放在大约位于包容件的重心处,但不能离两端太近,以免影响密封性。进油环槽的边缘
15、必须倒圆,以免影响结合面压力油的挤出。为使油压分布均匀,并能迅速建立油压和释放油压,应在包容件或被包容件结合面上刻排油槽在被包容件的结合面上,沿轴向刻有 条均匀分布的细刻线见图 ,的。之图也可在包容件的结合面上,刻一条螺旋形的细刻线见图一图 需屡次装拆或大尺寸圆锥过盈联结,应采用中间套。中间套一般采用 碳素结构钢,并经调质处理,其硬度川 经屡次装拆的圆锥过盈联结,由于外表压平过盈量减小,设计压入行程应比计算值加大。 对结合面的要求 尺寸精度包容件最大圆锥直径公差按规定的 或 选取被包容件的最大圆锥直径公差按 规定的 或 选取。外表粗糙度对圆锥面留神 时, 镇时, 对圆柱面凡簇 接触精度圆锥面接触率,应不低于口产压力油的选择恤,通常使用矿物油,推荐油在 时的运动粘度为