压装力计算
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计算数据F--压入力(N)F=P fmax πd f L f μ584.1509设计数据d f --结合直径(mm)34.9000设计数据L f --结合长度(mm)9.3980选择数据μ--结合面摩擦系数0.1300计算数据P fmax --结合面承受的最大单位压力(N/mm 2)13.7000设计数据δmax --最大过盈量(mm)0.0127选择参数E a --包容件材料弹性模量(N/mm2)230000.0000选择数据E i --包容件材料弹性模量(N/mm2)230000.0000计算数据C a --系数C a =[(d a 2+d f 2)/(d a 2-d f 2)]+V a 1.3516计算数据C i --系数C i =[(d f 2+d i 2)/(d f 2-d i 2)]-V i4.7576设计数据d a --包容件外径(mm)70.0000设计数据d i --被包容件内径,实心轴为0(mm)28.5750选择参数V a --包容件泊松系数0.3100选择参数V i --被包容件泊松系数0.3100计算数据F end ----最终压装力(N)1927.698058-22 材料摩擦系数村料摩擦因数μ(无润滑)摩擦因数μ(有润滑)钢一钢0.07~0.160.05~0.13钢—铸钢0.110.07钢一结构钢0.10.08钢一优质结构0.110.07钢—青铜0.15~0.200.03~0.06钢—铸铁0.12~0.150.05~0.10铸铁—铸铁0.15~0.250.05~0.10表58-23,常用材料的弹性模量,泊松比和线胀系数加热碳钢、低合金钢、合金结构钢200~2350.30~0.3111灰铸铁(HT150、HT200)70~800.24~0.2511灰铸铁(HT250、HT300)105~1300.24~0.2610可锻铸铁90~1000.2510非合金球墨铸铁160~1800.28~0.2910青铜850.3517黄铜800.36~0.3718铝合金690.32~0.3621镁铝合金400.25~0.3025.5注:在选用压力机规格时应是计算压力P的3~3.5倍材料弹性模量E/(KN/mm 2)泊松比v 线胀系数-6/℃使用资料压装时的主要要求为: 1)压装时不得损伤零 2)压入时应平稳,被压入件应准确到位。
压装配合过盈量计算及有限元分析乔颖敏;张建刚【摘要】为得到过盈量和温度改变时轴承孑孔应力的变化趋势及压装配合时过盈量的合理取值范围,根据过盈配合原理计算径向力和接触面应力,同时以某型号变速器输入轴轴承与轴承孑孔的过盈配合为例,建立有限元模型并进行数值模拟,得出此型号轴承压装配合过盈量最优范围.【期刊名称】《汽车工艺与材料》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】4页(P38-41)【关键词】过盈配合;压装力;有限元;应力【作者】乔颖敏;张建刚【作者单位】陕西法士特汽车传动工程研究院,西安710119;陕西法士特汽车传动工程研究院,西安710119【正文语种】中文【中图分类】TH133.3过盈配合是轴承与轴承孔配合常用的连接方式之一。
两个或两个以上的零件配合可分为滑动配合、过渡配合、紧配合等多种状态,过盈配合属于紧配合中的一种,二者配合过程中需用特殊工具以较大的压装力挤压进去,也可利用材料的热胀冷缩特性,把孔径材料预热或者把轴材料冷却,迅速插入待常温后即为过盈配合状态。
变速器的输入轴与离合器壳体通过轴承进行连接,轴承外圈与离合器壳体无相对滑动,轴承内圈与输入轴一起转动且相对无滑动,轴承内外圈连接之间严格无转动。
在实际工作过程中,轴承高速转动而产热导致零件升温、过盈配合量减小,在转动过程中轴承传递到外圈部分扭矩克服过盈周向摩擦而使轴承外圈与轴承孔有相互转动,致使出现轴承跑外圈现象。
长时间轴承跑外圈,会使轴承孔磨损,逐渐导致轴承孔径增大,进一步导致齿轮啮合状态变差,引起齿轮点蚀、断齿、轴承破坏等一系列变速器故障。
上述的工作过程存在复杂的非线性接触,数值求解困难。
常用的有限元分析理论[1]和相关软件在计算复杂接触问题方面具有较大优势,为计算过盈配合的应力分布提供了有效途径。
设有两个空心轴过盈配合,其中外轴(包容件)内径D2,外径d3,内轴(被包容件)内径D1,外径d2,则两轴过盈配合量为Δd=D2-d2,可根据制造公差计算。
8 计算与校核[21]8.1过盈配合装配压入力的计算在立式轴承压装机邀标文件的技术要求中明确指出锥轴承外圈与轴承孔配合为过渡配合,故采用过盈配合装配压入力的计算方法。
方法如下:过盈配合装配压入力的计算方法μπf f f L d p P max =其中:P —压入力,Nm ax f p —结合表面承受的最大单位压力,2/mm N f d —结合直径,mm f L —结合长度,mm μ—摩擦系数结合表面最大单位压力计算公式:)(maxmax iia a f f E C E C d p +=δ其中:m ax δ —最大过盈量,mma C 、i C —系数;a E 、i E —包容件和被包容件的材料弹性模量,2/mm N系数a C 、i C 计算方法如下:ν+-+=2222f a f a a d d d d Cν--+=2222if if i dd d d Ca d 、i d 分别为包容件外径和被包容件内径(实心轴i d =0),mmν—泊松系数压装机所需的压力一般为压入力的3~3.5倍表8.1常用材料的摩擦系数表摩擦系数μ材料无润滑有润滑钢-钢0.07~0.16 0.05~0.13钢-铸钢0.11 0.07钢-结构钢0.10 0.08钢-优质结构钢0.11 0.07钢-青铜0.15~0.20 0.03~0.06钢-铸铁0.12~0.15 0.05~0.10铸铁-铸铁0.15~0.25 0.05~0.10表8.2常用材料弹性模量、泊松系数材料弹性模量E 泊松系数ν碳钢196~216 0.24~0.28 低合金钢、合金结构钢186~206 0.25~0.30灰铸铁78.5~157 0.23~0.27 铜及其合金72.6~128 0.31~0.42铝合金70 0.33轴承为标准件,采用轴承钢GCr15;压头的材料选用高级优质碳素工具钢T10A,其密度是7.85g/cm3,特点是容易锻造、加工性能良好、价格便宜,能够承受冲击、硬度高,应用于不受剧烈冲击的高硬度耐磨工具,如车刀、刨刀、冲头、丝锥、钻头、手锯条。
轴承压装机压装力的计算摘要介绍了与传统设计不同的轮轴冷压装计算方法,设计员可节省查阅资料时间,应用新型的计算公式,能快速获得准确工艺参数,并量化轮轴设计尺寸。
本文的车辆轮轴注油冷压装工艺属国内首例。
此方法对机械制造工业价值巨大。
关键词轮轴冷压装轮轴注油冷压装计算公式工艺工装修复技术一、前言本文论述的内容,适用于铁路机车车辆、工程机械和机床制造。
该技术的特点是:在轮轴冷压装设计中,既节省了查阅设计手册和行业标准所用的大量时间,又能快速获得准确工艺参数和设计量化值。
工艺简单、加工方便、能有效避免轮轴配合面被擦伤,与传统的轮轴冷压装工艺设计相比,这是专业技术领域中的新思路。
二、工艺参数计算在设计轮轴冷压装产品时,如何根据配合直径来求得合理的过盈量及冷压装吨位,这是专业工艺人员极为关注的技术难题。
作者通过长期试验论证,运用数学原理推导出了下列理论计算公式,技术难题迎刃而解,现简介如下。
-4-4 δ=7×10D+0.06 (1) δ=7.6×10D+0.09 (2) 12δ=0.5(δ+δ) (3) δ=δ-0.02 (4) 31243δ=δ+0.01 (5) δ=δ,δ (6) 5345P=(3.11D+66)+6 (7) P=4.88D+101 (8) 12P=P,P (9) 12δ—粗算轮轴配合过盈量下限值mm;δ—粗算轮轴配合过盈量上限值mm;δ—粗算轮轴配123合过盈量平均值mm;δ—精算轮轴配合过盈量下限值mm;δ—精算轮轴配合过盈量上限值45mm;δ—轮轴配合过盈量精确值mm;D—轮轴配合直径mm;P—轮轴冷压装吨位下限值kN;1P—轮轴冷压装吨位上限值kN;P—轮轴冷压装吨位精确值kN。
2三、计算应用实例计算图1所示的车辆轮轴采用冷压装工艺时,所需配合过盈量及压装吨位。
解:(1)计算过盈量-4-4 δ=7×10D+0.06=7×10×182+0.06=0.19(mm) 1-4-4 δ=7.6×10D+0.09 =7.6×10×182+0.09=0.23(mm) 2δ=0.5(δ+δ)=0.5(0.19+0.23)=0.21(mm) 312δ=δ-0.02=0.21-0.02=0.19(mm) 43δ=δ+0.01=0.21+0.01=0.22(mm) 53δ=δ,δ =0.19~0.22(mm) 45(2)计算冷压装吨位P=(3.11D+66+6=(3.11×182+66)+6=683(kN) 1P=4.88D+101=4.88×182+101=989(kN) 2P=P,P=683,989(kN) 12以上计算出来的δ值和P值,即为所求车辆轮轴冷压装时,所需的配合过盈量和冷压装吨位。
请教轴承装配的压装力计算?最近设计轴承压装工装时发现压装力不好确定?找了下手册,里面也没有相关的公式,我想是不是应该从过盈或过渡配合着手,计算压装力?各位有好的办法吗?顶端Posted: 2008-06-23 15:56 | [楼 主]zb_ntx 级别: 助工 精华: 0 发帖: 596威望: 1 点金钱: 68 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-03-01最后登录:2010-08-18 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制轴孔压力配合插入所需压力P 为P=πD L(t) p f式中,D 为轴孔配合公称直径,mm ;L(t)为t 时刻轴孔配合的轴向长度,mm ,t = 0, L = 0;p 为轴孔间因过盈造成的径向压强,M Pa ,可根据手册公式计算;f 为轴孔配合面摩擦系数。
顶端 Posted: 2008-06-25 10:14 | 1 楼 两个空格级别: 技工精华: 0发帖: 193威望: 1 点金钱: 99 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-06-15最后登录:2008-12-12 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制恩,就是楼上的公司顶端 Posted: 2008-06-25 12:28 | 2 楼 xudsheng 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制级别: 学徒工精华: 0发帖: 84威望: 7 点金钱: 1641 机械币贡献值: 0 点注册时间:2006-08-17最后登录:2010-08-17感谢楼上的讲解,轴孔压力配合插入所需压力P为P=πD L(t) p f式中,D为轴孔配合公称直径,mm;L(t)为t时刻轴孔配合的轴向长度,mm,t = 0, L = 0;p为轴孔间因过盈造成的径向压强,MPa,可根据手册公式计算;f为轴孔配合面摩擦系数。
这个公式最关键的一点就是面压的计算,谁有面压公司的来源说明?顶端Posted: 2008-07-17 12:08 | 3 楼lxf945级别: 技工精华: 0发帖: 115威望: 1 点金钱: 51 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-01-24最后登录:2010-07-23小中大引用推荐编辑只看复制能否举一个例子说明如何计算?顶端Posted: 2008-08-19 15:19 | 4 楼jianjunsxac小中大引用推荐编辑只看复制P =9.8δLap-----压入力KNδ-----最大配合过盈量MM级别: 学徒工精华: 0发帖: 1威望: 1 点金钱: 101 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-12-11最后登录:2008-12-11L-----压入深度MMa-----经验系数(可以从工艺手册中查)顶端Posted: 2008-12-11 15:57 | 5 楼kestreld级别: 助工精华: 0发帖: 503威望: 3 点金钱: 869 机械币贡献值: 0 点注册时间:2006-10-27最后登录:2010-08-16小中大引用推荐编辑只看复制能说说是什么手册吗?顶端Posted: 2009-01-05 10:55 | 6 楼lezi617级别: 学徒工精华: 0小中大引用推荐编辑只看复制p为轴孔间因过盈造成的径向压强,MPa,可根据手册公式计算;f为轴孔配合面摩擦系数能说明具体的计算公式吗,或请说明是什么手册,谢谢!顶端Posted: 2009-06-19 22:15 | 7 楼发帖: 12威望: 7 点金钱: 1397 机械币贡献值: 0 点注册时间:2006-02-23最后登录:2010-08-2爱值得级别: 技工精华: 0发帖: 178威望: 1 点金钱: 56 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-03-16最后登录:2010-08-24小中大引用推荐编辑只看复制真感谢,我也在找相关的资料顶端Posted: 2009-06-20 15:13 | 8 楼springlove2级别: 学徒工精华: 0发帖: 23威望: 3 点金钱: 405 机械币贡献值: 0 点注册时间:2007-10-16最后登录:2010-08-24小中大引用推荐编辑只看复制非常感谢,正在找这方面的资料顶端Posted: 2009-07-22 13:38 | 9 楼zhanghoge级别: 学徒工精华: 0发帖: 51威望: 1 点金钱: 111 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-09-24最后登录:2010-08-12小中大引用推荐编辑只看复制p为轴孔间因过盈造成的径向压强,MPa,可根据手册公式计算;f为轴孔配合面摩擦系数我也想知道这两个计算公式,请高手指教,谢谢!顶端Posted: 2009-08-10 18:26 | 10 楼叶友亮级别: 技工精华: 0发帖: 215威望: 1 点金钱: 152 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-07-01最后登录:2010-05-26小中大引用推荐编辑只看复制压强是最大问题顶端Posted: 2009-08-10 20:57 | 11 楼钢铁之署级别: 学徒工小中大引用推荐编辑只看复制非常感谢,我也需要这个公式顶端Posted: 2009-08-10 22:18 | 12 楼精华: 0发帖: 44威望: 1 点金钱: 104 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-03-14最后登录:2009-09-21隆中对级别: 技工精华: 0发帖: 294威望: 5 点金钱: 57 机械币贡献值: 0 点注册时间:2007-03-13最后登录:2010-08-23小中大引用推荐编辑只看复制能在介绍全面点吗?最好举例顶端Posted: 2009-08-10 23:11 | 13 楼msf00123级别: 技工精华: 0发帖: 268威望: 5 点金钱: 86 机械币贡献值: 0 点注册时间:2006-06-08小中大引用推荐编辑只看复制非常感谢正在找这些公式顶端Posted: 2009-08-11 19:35 | 14 楼最后登录:2010-07-21xuyehai级别: 技工精华: 0发帖: 258威望: 1 点金钱: 3 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-05-02最后登录:2010-08-23小中大引用推荐编辑只看复制/%D0%B9%C2%A9%BC%EC%B2%E2/blog/item/e43db9f81349e05e252df2fb.html可以看下顶端Posted: 2009-12-15 15:30 | 15 楼。
压装时的主要要求为:
1)压装时不得损伤零件
2)压入时应平稳,被压入件应准确到位。
3)压装的轴或套引入端应有适当导锥,但怠锥长度不得大于配合长度的15%,导向斜角一10°。
4)将实心轴压入盲孔,应在适当部位有排气孔或槽。
5)压装零件的配合表面除有特殊要求外,在压装时应涂以清洁的润滑剂。
6)用压力机压入时,压入前应根据零件的材料和配合尺寸,计算所需的压入力。
压力机的为所需压入力的3~3.5倍,压入力的计算方法如下:
58-22
钢—铸铁0.12~0.15 0.05~0.10
铸铁—铸铁0.15~0.25 0.05~0.10
表58-23,常用材料的弹性模量,线胀系数。