第7章铆接、焊接和过盈联接

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三、铆钉的主要类型和标准
铆钉有空心的和实心的两大类，且大部分都以标准化。 （GB863.1-86 、 GB876-86）。 铆钉头的结构：
铆接后的结构：
四、铆缝的受力与破坏形式
F
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F
剪 断 F
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F
F
F
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压溃
F
板边剪坏 F
拉断 F
撕裂
轴公差带
δmax
基孔制常用与优先配合的选用
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基轴制常用与优先配合的选用
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3.过盈联接的最大压入力、压出力 当选用压入法进行装配时，应按照以下公式计算最 大压入力和压出力 ： 最大压入力： Fi =f πd l pmax 最大压入力： Fo =(1.3~1.5) Fi = (1.3~1.5) f πd l pmax
⒋ 决定装配方法和提出装配要求等。
过盈联接的承载能力取决于联接的摩擦力或力矩和 联接中各零件的强度。选择配合时，既要使联接具有足 够的固持力以保证在载荷作用下不发生相对滑动，又要 注意到零件在装配应力下不致损坏。
五、过盈联接的设计计算 过盈联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。为了保证过盈联接的工作能力， 须作以下两方面的分析计算：
F
五、铆缝的设计要点
设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算。 强度计算的假设前提：
▲ 联接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中
各个铆钉受力均等；
▲ 被铆件危险剖面上的拉(压)应力，铆钉的剪应力，
工作挤压应力都是均匀分布的。
▲ 被铆件结合面摩擦力略去不计；
▲ 铆缝不受弯矩作用；
强度计算主要是材料力学的基本公式。
二、焊接方法分类及发展
1、焊接方法的分类及特点
在工业生产中应用的焊接方法根据它们的焊接 过程特点可将其分为三大类： （1）熔焊 （2）压焊 （3）钎焊
(1) 熔焊：将待焊处的母材金属熔化以形成焊 缝的焊接方法。
关键：有一个能量集中、温度足够高的局部热源。
按所使用热源的不同，熔焊可分为：
电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源，以电极是否熔 化为特征分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊两大类； 气焊：以乙炔或其他可燃气体在氧中燃烧的火焰为热源； 铝热焊：以铝热剂的放热反应产生的热为热源； 电渣焊：以熔渣导电时产生的电阻热为热源； 电子束焊：以高速运动的电子流撞击焊件表面所产生的热为 热源； 激光焊：以激光束照射到焊件表面而产生的热为热源。
钎焊时通常要进行保护：抽真空、通保护气 体、使用钎剂。
三、电弧焊缝的基本形式
焊缝--焊接件经焊接后形成的结合部分。
双面式
单面式
榫头式
（a）正接角焊缝 （b）搭接角焊缝 （c）对接焊缝 （d）卷 边 焊 缝 （e）塞焊缝
(a)
(b)
封 底 焊 缝
V型焊缝
(d)
(c) (e)
四、焊接件常用材料
在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和低 合金钢(如Q215、Q235、15、20、16Mn等) 。焊条的 材料最好与被焊件的材料相同。
(2) 压焊 焊接过程中，必须对焊件施加压力(加 热或不加热)，以完成焊接的方法。 为了降低加压时材料的变形抗力，增加材料的 塑性，压焊时在加压的同时常伴随加热措施。

按所施加焊接能量的不同，压焊可分为： 电阻焊(包括点焊、缝焊、凸焊、对焊) 摩擦焊 超声波焊 扩散焊 冷压焊 爆炸焊 锻焊
导热性能
⑤联接的重量轻 ⑥可起到密封作用。
缺点：
①有的胶接剂胶接工艺较为复杂 ②胶接件的缺陷无完善可靠的无损检验方法
③可靠程度和稳定性受环境因素的影响较大
§7－4 过盈联接
一、过盈联接的特点及应用
作用： 过盈联接是利用被联件间的过盈配合直接把被 联接件联接在一起。 优点：构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下 能可靠地工作。 缺点：装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。 应用：主要用于轮圈与轮芯、轴与毂、滚动轴承的装 配联接。
扯开
加固定件 剥离
卷边
凹座
增大胶接面积
三、胶接剂（胶粘剂）
胶接剂的品种很多，基本组合成分为：环氧树脂、 环氧树脂——酚醛树脂、酚醛树脂、聚酰胺—环氧 树脂、丙烯酸酯树脂、聚酰亚胺等
四、胶接与铆接、焊接的比较
优点： ①被胶件的材料能得到充分利用 ②胶层有缓冲减振作用 ③胶层，可防电化腐蚀 ④胶层有电、热绝缘性，需要时也可加金属提高导电或
当配合面为圆柱面时，当其他条件相同时，用温差 法能获得较高的摩擦力或力矩，因为它不像压入法那 样会擦伤配合表面。
三、圆柱面过盈联接
设计这种过盈联接时，被联接件的材料、构造和
尺寸一般都已初步确定，联接的载荷也已求得。因此，
设计的主要问题是： ⒈ 选择具有所需要的承载能力的配合； ⒉ 安排合理的结构； ⒊ 确定对零件配合表面的工艺要求；
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焊接齿轮
§7—3 胶 接
一、胶接及其应用
胶接是利用胶粘剂在一定条件下把预制的元件联接在一起，
并具有一定的联接强度的不可拆联接
二、胶接接头
设计胶接接头时应注意以下各点： （1）尽可能使胶层受剪或受压 （2）尽可能使胶层应力分布均匀 （3）胶层厚度为0.1~0.2mm时，胶层强度最高 （4）胶接面积宜取大些以利于金属强度的充分利用
1) 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？ 2)若选定了标准的过盈配合，校核联接件在最大过 盈量时的强度。 F
1.配合面所需压力的计算 a)传递轴向载荷时 要求联接件在轴向载荷F的 作用下，不产生轴向滑移。
p
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p
正常工作条件：轴向摩擦阻力〉外载荷
∵摩擦力： Ff =πdlpf
F p
∴
p≥ F/ πdlpf
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其中：p—径向压力； d—配合面公称直径； l—配合面长度； f—摩擦系数。详见教材表7-5 b)传递扭矩时 要求联接件在扭矩T的作用下， 不产生周向滑移。即：Mf >T ∵摩擦力矩： Mf =πlpfd / 2 ∴ p≥ 2T/ πd2lpf
T
l
d1 d F p Mf
第7章 铆接、焊接和过盈联接
§7－1 铆接 §7－2 焊接 §7－3 胶接
§7－4 过盈联接
§7－1 铆接
一、概述
利用铆钉把两个以 上的被铆件联接在 一起的不可拆联接
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二、铆缝的结构分类：
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按接头 型式分 分 类 按铆钉 排数分
搭接缝
按铆缝 性能分
单盖板对接缝 双盖板对接缝 单 排 双 排 多 排 强固铆缝 --满足强度要求 强密铆缝 --满足强度和紧密性要求 紧密铆缝 --满足紧密性要求的。
由 min C1 C2 103 得： p d E E2 1
pmax
max
C1 C2 103 d E E2 1
最大压力：
4.包容件加热及被包容件冷却温度 当选用温差法进行装配时，应按照以下公式计算两 配合件的温度 ： max 0 包容件加热温度 ： t 2 t0 3 2 d 10
max 0 t0 被包容件冷却温度: t1 3 1d 10
α1 、α2 –分别为被包容件及包容件材料的膨胀系数； t0 –-环境温度；
其中：∆0--为了避免配合表面互相擦伤所需要最小间隙；
h
F
F
F
B
F
六、焊接在机器零件中的应用
由于焊接具有强度高、工艺简单、因联接而增加 的质量小等特点，焊接技术的应用日益广泛。 在技术革新、单件生产、新产品试制等情况下， 采用焊接制造箱体、机架等，一般比较经济。
随着焊接技术的发展，许多零件已改变了它们的 传统制造方法。一向是铸造出的机座、机壳、大齿轮 等零件，已有很大一部分改用了焊接。
A---A
B
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k
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A A
正面角焊缝 正面角焊缝通常只用来承受拉力; 侧面角焊缝和混合角焊缝可用 来承受拉力或弯矩。 M 实践证明，在静载荷作用 下，搭接角焊缝的破裂通常从 沿着与垂直平分线重合的最小 剖面上开始。
侧面角焊缝 B A h L k
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A
B
k M
k
B---B
(3) 钎焊 采用比母材熔点低的金属材料作钎 料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母 材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头 间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的焊接方法。 钎焊时，通常要清除焊件表面污物，增加钎 料的润湿性，这就需要采用钎剂。
按热源的不同可分为： 火焰钎焊：以乙炔在氧中燃烧的火焰为热源； 感应钎焊：以高频感应电流流过焊件产生的电阻热为热 源； 电阻钎焊：以电阻辐射热为热源； 盐浴钎焊：以高温盐熔液为热源。 按钎料的熔点不同分为： 硬钎焊：钎料熔点在450℃以上 软钎焊：钎料熔点在450℃以下
d 2 d12 1 C1—被包容件的刚性系数: C1 2 2 d d1
C2—包容件的刚性系数:
2 d2 d 2 C2 2 2 2 d2 d
μ1 μ2—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:
min min
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：
五、 焊缝பைடு நூலகம்受力及破坏形式
1．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 （压）力或弯矩，对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂； F F
δ
l
F