械設(shè)計鉚焊膠接過盈連接新方案PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 械設(shè)計鉚焊膠接過盈連接新方案械設(shè)計鉚焊膠接過盈連接新方案 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 7 71 鉚接鉚接 一、概述一、概述 鉚接是將鉚釘穿過被連接件的預(yù)制孔中經(jīng)鉚合而成鉚接是將鉚釘穿過被連接件的預(yù)制孔中經(jīng)鉚合而成 的連接方式。其連接部分稱為鉚縫。的連接方式。其連接部分稱為鉚縫。 鉚縫的結(jié)構(gòu)分類：鉚縫的結(jié)構(gòu)分類： 分分 類類 按接頭按接頭 型式分型式分 雙雙 排排 按鉚縫按鉚縫 性能分性能分 滿足強(qiáng)度要求滿足強(qiáng)度要求 滿足強(qiáng)度和緊密性要求滿足強(qiáng)度和緊密性要求 滿足緊密性要求的。滿足緊密性要求的。 搭接縫搭接縫 單蓋板對接縫單蓋板對接縫 雙蓋板對接縫雙蓋板對接縫

2、 按鉚釘按鉚釘 排數(shù)分排數(shù)分 單單 排排 多多 排排 強(qiáng)固鉚縫強(qiáng)固鉚縫 強(qiáng)密鉚縫強(qiáng)密鉚縫 緊密鉚縫緊密鉚縫 潘存云教授研制 潘存云教授研制 第1頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 鉚釘有空心的和實心的兩大類，且大部分都以標(biāo)準(zhǔn)化鉚釘有空心的和實心的兩大類，且大部分都以標(biāo)準(zhǔn)化 。 （GB863.1 86 、 GB876 86）。）。 二、鉚釘?shù)闹饕愋秃蜆?biāo)準(zhǔn)二、鉚釘?shù)闹饕愋秃蜆?biāo)準(zhǔn) 在設(shè)計鉚接結(jié)構(gòu)時應(yīng)優(yōu)先選用已標(biāo)準(zhǔn)化的鉚釘。在設(shè)計鉚接結(jié)構(gòu)時應(yīng)優(yōu)先選用已標(biāo)準(zhǔn)化的鉚釘。 鉚釘頭的結(jié)構(gòu)：鉚釘頭的結(jié)構(gòu)： 潘存云教授研制 潘存云教授研制 鉚接后的結(jié)構(gòu)：鉚接后的結(jié)構(gòu)： 潘存云教授研制 潘存云教

3、授研制 第2頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 熱鉚接熱鉚接直徑直徑 d12mm 的鋼制鉚釘；的鋼制鉚釘； 鉚接工藝分冷鉚和熱鉚：鉚接工藝分冷鉚和熱鉚： 冷鉚接冷鉚接直徑直徑 d 12mm 的鋼制鉚釘、塑性的鋼制鉚釘、塑性 較好的有色金屬及其合金制成的鉚釘。較好的有色金屬及其合金制成的鉚釘。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 因此，在承受嚴(yán)重沖擊和振動載荷的金屬結(jié)構(gòu)的因此，在承受嚴(yán)重沖擊和振動載荷的金屬結(jié)構(gòu)的 連接中，如橋梁、建筑、造船、重型機(jī)械及飛機(jī)制造連接中，如橋梁、建筑、造船、重型機(jī)械及飛機(jī)制造 等工業(yè)部門中得到應(yīng)用。等工業(yè)部門中得到應(yīng)用。 工藝過程比較容易控制，工藝過程比較容易控制， 質(zhì)量

4、穩(wěn)定質(zhì)量穩(wěn)定 工藝設(shè)備簡單工藝設(shè)備簡單 鉚接結(jié)構(gòu)抗振、耐沖擊，連接牢固可靠鉚接結(jié)構(gòu)抗振、耐沖擊，連接牢固可靠 第3頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 三、鉚縫的受力與破壞形式三、鉚縫的受力與破壞形式 潘存云教授研制 F F F F 潘存云教授研制 潘存云教授研制 F F F F 潘存云教授研制 F F F 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 F F F 剪剪 斷斷 壓潰壓潰板邊剪壞板邊剪壞 拉斷拉斷 撕裂撕裂 第4頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 四、鉚縫的設(shè)計要點(diǎn)四、鉚縫的設(shè)計要點(diǎn) 強(qiáng)度計算主要是材料力學(xué)的基本公式。強(qiáng)度計算主

5、要是材料力學(xué)的基本公式。 強(qiáng)度計算的假設(shè)前提：強(qiáng)度計算的假設(shè)前提： 連接的橫向力連接的橫向力F通過鉚釘組形心，一組鉚釘中通過鉚釘組形心，一組鉚釘中 各個鉚釘受力均等各個鉚釘受力均等 設(shè)計鉚縫時，先根據(jù)鉚縫的破壞形式進(jìn)行強(qiáng)度計算。設(shè)計鉚縫時，先根據(jù)鉚縫的破壞形式進(jìn)行強(qiáng)度計算。 鉚縫不受彎矩作用鉚縫不受彎矩作用 被鉚件接合面摩擦力略去不計被鉚件接合面摩擦力略去不計 被鉚件危險剖面上的拉被鉚件危險剖面上的拉( (壓壓) )應(yīng)力，鉚釘?shù)那袘?yīng)力應(yīng)力，鉚釘?shù)那袘?yīng)力 ， 工作擠壓應(yīng)力都是均勻分布的工作擠壓應(yīng)力都是均勻分布的 第5頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 單排搭接鉚縫的靜強(qiáng)度分析：單

6、排搭接鉚縫的靜強(qiáng)度分析： 取圖中寬度等于垂直于受載方取圖中寬度等于垂直于受載方 向的釘距向的釘距t的的陰影部分陰影部分進(jìn)行計算進(jìn)行計算 。 （1）由被鉚件的拉伸強(qiáng)度由被鉚件的拉伸強(qiáng)度 確定的鉚縫承受的靜載荷：確定的鉚縫承受的靜載荷： 2 3 4 d F )( 1 dtF （2）由被鉚件上孔壁的擠壓強(qiáng)由被鉚件上孔壁的擠壓強(qiáng) 度確定的被鉚件能承受的靜載荷度確定的被鉚件能承受的靜載荷 ： （3）由鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度確定的由鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度確定的 鉚釘能承受的靜載荷：鉚釘能承受的靜載荷： 2p Fd 潘存云教授研制 d 潘存云教授研制 t e 設(shè)：設(shè)：e e邊距；邊距； t t節(jié)距；節(jié)距； 板厚；板厚；d

7、d鉚釘直徑鉚釘直徑 ； F F陰影部分載荷。陰影部分載荷。 ( t-d )為板的截面積 d為擠壓面積 d2/4為鉚釘截面積 F F F F 第6頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 組成強(qiáng)固鉚縫各元件的靜載荷許用應(yīng)力組成強(qiáng)固鉚縫各元件的靜載荷許用應(yīng)力 許用應(yīng)力許用應(yīng)力/MPa /MPa 說說 明明 元件材料元件材料 Q235 Q235 Q255 Q255 被鉚件許用拉應(yīng)力被鉚件許用拉應(yīng)力 200 210 200 210 被鉚件許用擠應(yīng)力被鉚件許用擠應(yīng)力 p p 400 420 400 420 采用沖孔或各被鉚件分開鉆而不用樣板時，采用沖孔或各被鉚件分開鉆而不用樣板時， 、 p p

8、 降低降低20%20%；角鋼單邊鉚接時，各許用應(yīng)力降低；角鋼單邊鉚接時，各許用應(yīng)力降低25%25%。 被鉚件許用切應(yīng)力被鉚件許用切應(yīng)力 180 180 180 180 Q215Q215 對于一般的強(qiáng)固鉚縫，上述式中的許用應(yīng)力可根對于一般的強(qiáng)固鉚縫，上述式中的許用應(yīng)力可根 據(jù)組成鉚縫各元件的材料選取。據(jù)組成鉚縫各元件的材料選取。 式中：式中： 許用拉應(yīng)力許用拉應(yīng)力; ; p p 許用擠壓應(yīng)力；許用擠壓應(yīng)力； 許用剪切應(yīng)力。許用剪切應(yīng)力。 2 3 4 d F )( 1 dtF p2 dF 第7頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 工件工件2 2 焊接是利用局部加熱焊接

9、是利用局部加熱( (或加壓或加壓) )的方法使被連接件的方法使被連接件 接頭處的材料熔融連接成一體。接頭處的材料熔融連接成一體。 一、概述一、概述 與鉚接相比較，焊接結(jié)構(gòu)重量輕，節(jié)約金屬材料，與鉚接相比較，焊接結(jié)構(gòu)重量輕，節(jié)約金屬材料， 施工方便，生產(chǎn)率高，易實現(xiàn)自動化，且焊接結(jié)構(gòu)的成施工方便，生產(chǎn)率高，易實現(xiàn)自動化，且焊接結(jié)構(gòu)的成 本低，應(yīng)用很廣。本低，應(yīng)用很廣。 在機(jī)械制造中在機(jī)械制造中最常用的是電最常用的是電 弧焊弧焊。電弧焊是利用焊條與焊件。電弧焊是利用焊條與焊件 間產(chǎn)生電弧熱將金屬加熱并熔化間產(chǎn)生電弧熱將金屬加熱并熔化 的焊接方法。的焊接方法。 分類分類 ： 熔化焊熔化焊 壓力焊壓力

10、焊 釬焊釬焊 電弧焊、氣焊、電渣焊。電弧焊、氣焊、電渣焊。 電阻焊、摩擦焊、爆炸焊。電阻焊、摩擦焊、爆炸焊。 錫焊、銅焊。錫焊、銅焊。 7 72焊接焊接 接焊接發(fā)電機(jī)接焊接發(fā)電機(jī) 工件工件1 1 焊槍、焊條焊槍、焊條 搭鐵搭鐵 利用電焊機(jī)的低壓電流，通過電焊條與被 焊件之間形成的電路，在兩極間引起電弧 ，融化被焊部分的金屬和焊條，使熔融的 金屬混合并填充接縫面而形成焊縫。 第8頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 潘存云教授研制 二、電弧焊縫的基本形式二、電弧焊縫的基本形式 焊縫焊縫焊接件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合焊接件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合 部分。部分。 工件工件2 2 工

11、件工件1 1 電弧焊常見的焊縫形式：電弧焊常見的焊縫形式： 角焊縫角焊縫兩被焊件不在同一平面內(nèi)；兩被焊件不在同一平面內(nèi)； 對接焊縫對接焊縫兩被焊件在同一平面內(nèi)；兩被焊件在同一平面內(nèi)； 潘存云教授研制 正接角焊縫正接角焊縫 潘存云教授研制 搭接角焊縫搭接角焊縫 榫頭式榫頭式 潘存云教授研制 單面式單面式 雙面式雙面式 V型焊縫型焊縫 封底焊縫封底焊縫 對接角焊縫對接角焊縫 潘存云教授研制 潘存云教授研制 卷邊焊縫卷邊焊縫 塞焊縫塞焊縫 焊縫焊縫 第9頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 在機(jī)械制造中，最常用的被焊件材料是低碳鋼和在機(jī)械制造中，最常用的被焊件材料是低碳鋼和 低合金鋼低

12、合金鋼(如如Q215、Q235、15、20、16Mn等等) 。焊。焊 條的材料最好與被焊件的材料相同。條的材料最好與被焊件的材料相同。 三、焊接件常用材料三、焊接件常用材料 四、四、 焊縫的受力及破壞形式焊縫的受力及破壞形式 1 1對接焊縫對接焊縫 對接焊縫主要用來承受作用于被焊件所在平面內(nèi)的拉對接焊縫主要用來承受作用于被焊件所在平面內(nèi)的拉 （壓）力或彎矩，對接焊縫的破壞形式是沿焊縫斷裂；（壓）力或彎矩，對接焊縫的破壞形式是沿焊縫斷裂； FF l l 潘存云教授研制 l F F 潘存云教授研制 潘存云教授研制 l FF 第10頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2搭接角焊縫搭接

13、角焊縫 按受力方向分為按受力方向分為: 正面角焊縫正面角焊縫 側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫 混合角焊縫混合角焊縫 受力方向與焊縫垂直受力方向與焊縫垂直 ； 正面角焊縫通常只用來承受拉力正面角焊縫通常只用來承受拉力; 受力方向與焊縫平行受力方向與焊縫平行 ； 受力與焊縫成一角度受力與焊縫成一角度 ； 側(cè)面角焊縫和混合角焊縫可用來承受拉力或彎矩。側(cè)面角焊縫和混合角焊縫可用來承受拉力或彎矩。 實踐證明，在靜載荷作用下，搭接角焊縫的破裂通常從沿著與垂直平分線重合的最小剖面上開始。實踐證明，在靜載荷作用下，搭接角焊縫的破裂通常從沿著與垂直平分線重合的最小剖面上開始。 k u 4 潘存云教授研制 l AA A A

14、 FF BB 潘存云教授研制 h F F 正面角焊縫正面角焊縫 側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫 M M 潘存云教授研制 h L k k A A B B k k B B 第11頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1焊縫應(yīng)按被焊件厚度制成相應(yīng)坡口，或進(jìn)行一般焊縫應(yīng)按被焊件厚度制成相應(yīng)坡口，或進(jìn)行一般 的的 側(cè)棱、修邊工藝。在焊接前，應(yīng)對坡口進(jìn)行清洗側(cè)棱、修邊工藝。在焊接前，應(yīng)對坡口進(jìn)行清洗 整整 理；理； 五、焊接件的工藝及設(shè)計注意要點(diǎn)五、焊接件的工藝及設(shè)計注意要點(diǎn) 潘存云教授研制 015 5 540 70 70 潘存云教授研制 2050 2050 潘存云教授研制 50 坡口型式及適用的焊件

15、厚度坡口型式及適用的焊件厚度: 3545 24 23 1240 24 23 第12頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2在滿足強(qiáng)度條件下，焊縫的長度應(yīng)按實際結(jié)構(gòu)的在滿足強(qiáng)度條件下，焊縫的長度應(yīng)按實際結(jié)構(gòu)的 情情 況盡可能地取得短些或分段進(jìn)行焊接，并應(yīng)避況盡可能地取得短些或分段進(jìn)行焊接，并應(yīng)避 免免 焊縫交叉；焊縫交叉； 3在焊接工藝上采取措施，使構(gòu)件在冷卻時能有在焊接工藝上采取措施，使構(gòu)件在冷卻時能有 微微 小自由移動的可能；小自由移動的可能； 4焊縫在焊后應(yīng)經(jīng)熱處理（如退火），消除殘余應(yīng)力；焊縫在焊后應(yīng)經(jīng)熱處理（如退火），消除殘余應(yīng)力； 5在焊接厚度不同的對接板件時，應(yīng)使對接

16、部位厚度在焊接厚度不同的對接板件時，應(yīng)使對接部位厚度 一致，以利于焊縫金屬均勻熔化；一致，以利于焊縫金屬均勻熔化； 6設(shè)計焊接件時，注意恰當(dāng)選擇母體材料和焊條；設(shè)計焊接件時，注意恰當(dāng)選擇母體材料和焊條； 7合理布置焊縫及長度；合理布置焊縫及長度； 8對于那些有強(qiáng)度要求的重要焊縫，必須按照有關(guān)對于那些有強(qiáng)度要求的重要焊縫，必須按照有關(guān) 行行 業(yè)的強(qiáng)度規(guī)范進(jìn)行焊縫尺寸校核，明確工藝要求業(yè)的強(qiáng)度規(guī)范進(jìn)行焊縫尺寸校核，明確工藝要求 和和 技術(shù)條件，并在焊后仔細(xì)進(jìn)行質(zhì)量檢驗。技術(shù)條件，并在焊后仔細(xì)進(jìn)行質(zhì)量檢驗。 第13頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 六、焊接在機(jī)器零件中的應(yīng)用六、焊接

17、在機(jī)器零件中的應(yīng)用 由于焊接具有強(qiáng)度高、工藝簡單、因連接而增加由于焊接具有強(qiáng)度高、工藝簡單、因連接而增加 的質(zhì)量小等特點(diǎn)，焊接技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。的質(zhì)量小等特點(diǎn)，焊接技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。 在技術(shù)革新、單件生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制等情況下，在技術(shù)革新、單件生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制等情況下， 采用焊接制造箱體、機(jī)架等，一般比較經(jīng)濟(jì)。采用焊接制造箱體、機(jī)架等，一般比較經(jīng)濟(jì)。 隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，許多零件已改變了它們的隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，許多零件已改變了它們的 傳統(tǒng)制造方法。一向是鑄造出的機(jī)座、機(jī)殼、大齒輪傳統(tǒng)制造方法。一向是鑄造出的機(jī)座、機(jī)殼、大齒輪 等零件，已有很大一部分改用了焊接。等零件，已有很大一部分改用了焊

18、接。 焊接齒輪焊接齒輪 潘存云教授研制 潘存云教授研制 第14頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 膠接用于木材由來已久。隨著新型膠粘劑的發(fā)展，膠接在金屬構(gòu)件的連接中也日漸增多。 一、概述一、概述 膠接是用膠粘劑直接把被連接件連接在一起且具膠接是用膠粘劑直接把被連接件連接在一起且具 有一定強(qiáng)度且不可拆卸的連接，利用膠粘劑凝固后出有一定強(qiáng)度且不可拆卸的連接，利用膠粘劑凝固后出 現(xiàn)的粘附力來傳遞載荷?，F(xiàn)的粘附力來傳遞載荷。 7 73膠膠 接接 應(yīng)用實例：應(yīng)用實例： 膠接組合蝸輪膠接組合蝸輪 潘存云教授研制 潘存云教授研制 螺紋接套與管件膠接螺紋接套與管件膠接 蜂窩結(jié)構(gòu)

19、填料蜂窩結(jié)構(gòu)填料 潘存云教授研制 蒙皮與型材膠接蒙皮與型材膠接 第15頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 膠粘劑的品種繁多，通常按其使用目的分為三類：膠粘劑的品種繁多，通常按其使用目的分為三類： 二、膠粘劑二、膠粘劑 結(jié)構(gòu)膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑 在機(jī)械制造中常用的結(jié)構(gòu)膠粘劑有如下兩種：在機(jī)械制造中常用的結(jié)構(gòu)膠粘劑有如下兩種： 環(huán)氧樹脂膠粘劑；環(huán)氧樹脂膠粘劑； 酚醛樹脂膠粘劑。酚醛樹脂膠粘劑。 種類種類 （1 1）結(jié)構(gòu)膠粘劑）結(jié)構(gòu)膠粘劑 在常溫下的抗剪強(qiáng)度一般不低于在常溫下的抗剪強(qiáng)度一般不低于80MPa，能經(jīng)受，能經(jīng)受 一般高、低溫或化學(xué)作用，而不降低其性能，膠接件一般高、低溫或化學(xué)作

20、用，而不降低其性能，膠接件 能承受較大的載荷。能承受較大的載荷。 非結(jié)構(gòu)膠粘劑非結(jié)構(gòu)膠粘劑 其它膠粘劑其它膠粘劑 第16頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 （2 2）非結(jié)構(gòu)膠粘劑）非結(jié)構(gòu)膠粘劑 常用的品種有：常用的品種有： 聚胺脂膠粘劑；聚胺脂膠粘劑； 酚醛酚醛- -氯丁橡膠膠粘劑氯丁橡膠膠粘劑。 ( () ) 其它膠粘劑其它膠粘劑 具有特殊用途的膠粘劑，例如：具有特殊用途的膠粘劑，例如：防銹、絕緣、導(dǎo)電防銹、絕緣、導(dǎo)電 、透明、超高溫、超低溫、耐酸堿等。、透明、超高溫、超低溫、耐酸堿等。 品種有：品種有： 環(huán)氧導(dǎo)電膠粘劑；環(huán)氧導(dǎo)電膠粘劑； 環(huán)氧超低溫膠粘劑環(huán)氧超低溫膠粘劑。

21、正常使用時有一定的膠結(jié)強(qiáng)度，但在受到高溫正常使用時有一定的膠結(jié)強(qiáng)度，但在受到高溫 或重載時，性能迅速下降?；蛑剌d時，性能迅速下降。 第17頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 三、膠接接頭的結(jié)構(gòu)形式三、膠接接頭的結(jié)構(gòu)形式 與焊接相同，膠接接頭分為對接、搭接和角接頭三種。與焊接相同，膠接接頭分為對接、搭接和角接頭三種。 主要性能：主要性能： 膠接強(qiáng)度膠接強(qiáng)度耐熱性、耐介質(zhì)性、耐老化性等；耐熱性、耐介質(zhì)性、耐老化性等； 固化條件固化條件溫度、壓力、保持時間等。溫度、壓力、保持時間等。 選用原則：選用原則：根據(jù)膠接件的根據(jù)膠接件的使用要求使用要求及及環(huán)境條件環(huán)境條件等選擇等選擇 綜合性

22、能良好的膠粘劑。綜合性能良好的膠粘劑。 影響粘接劑性能的因素：影響粘接劑性能的因素： 膠接件的材料、環(huán)境溫度、膠層厚度、工作時間膠接件的材料、環(huán)境溫度、膠層厚度、工作時間 、工藝水平等。、工藝水平等。 膠接工件材料有：各種碳鋼、合金鋼、鋁、鎂、膠接工件材料有：各種碳鋼、合金鋼、鋁、鎂、 鈦等合金、玻璃、陶瓷等。鈦等合金、玻璃、陶瓷等。 第18頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 圓柱形接頭圓柱形接頭 板件接頭板件接頭 錐形及盲孔接頭錐形及盲孔接頭 角接頭角接頭 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 第19頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 剪切剪切 四、

23、膠接接頭的受力狀況四、膠接接頭的受力狀況 實踐表明，膠接接頭的抗剪切及抗拉伸能力強(qiáng)，實踐表明，膠接接頭的抗剪切及抗拉伸能力強(qiáng)， 抗剝離和扯離能力弱。設(shè)計接頭時應(yīng)盡可能使接頭承抗剝離和扯離能力弱。設(shè)計接頭時應(yīng)盡可能使接頭承 受剪切或拉伸載荷。受剪切或拉伸載荷。 拉伸拉伸 剝離剝離 潘存云教授研制 潘存云教授研制 F F F F 潘存云教授研制 F F F F 潘存云教授研制 F F F F 潘存云教授研制 F F F F 扯離扯離 第20頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 （4 4）清除表面多余的膠粘劑；）清除表面多余的膠粘劑； 五、五、膠接的基本工藝過程膠接的基本工藝過程 （1

24、 1）清除膠接件表面的油污或氧化層；）清除膠接件表面的油污或氧化層；方法有機(jī)械或化學(xué)處理 （2 2）按配方比例配制膠粘劑；）按配方比例配制膠粘劑；大多數(shù)膠都是多祖分的 （3 3）采用適當(dāng)方法涂膠（如噴涂、刷涂等），保證）采用適當(dāng)方法涂膠（如噴涂、刷涂等），保證 厚厚 薄合適、均勻無缺、無氣泡；薄合適、均勻無缺、無氣泡； （6 6）質(zhì)量檢驗，常用方法有：）質(zhì)量檢驗，常用方法有： （5 5）按一定條件進(jìn)行固化；）按一定條件進(jìn)行固化； 要綜合考慮使用要求、接頭形式、接頭面積、 溫度、壓力、時間等因素。 超聲波探傷超聲波探傷 放射同位素攝影放射同位素攝影 激光全息攝影激光全息攝影 X X光探傷光探傷

25、第21頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 膠接件的缺陷有時不易發(fā)現(xiàn)膠接件的缺陷有時不易發(fā)現(xiàn) 有良好的密封性、絕緣性和防腐性有良好的密封性、絕緣性和防腐性 六、六、膠接的特點(diǎn)膠接的特點(diǎn) 與鉚接、焊接相比，膠接的主要優(yōu)點(diǎn)與鉚接、焊接相比，膠接的主要優(yōu)點(diǎn) 主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)： 連接件的材料范圍寬廣連接件的材料范圍寬廣 連接后的重量輕，材料的利用率高連接后的重量輕，材料的利用率高 成本低成本低 在全部膠接面上應(yīng)力集中小，故耐疲勞性能好在全部膠接面上應(yīng)力集中小，故耐疲勞性能好 抗剝離、抗彎曲及抗沖擊振動性能差抗剝離、抗彎曲及抗沖擊振動性能差 耐老化及耐介質(zhì)耐老化及耐介質(zhì)( (如酸、堿等如

26、酸、堿等) )性能差性能差 膠粘劑對溫度變化敏感，影響膠接強(qiáng)度膠粘劑對溫度變化敏感，影響膠接強(qiáng)度 第22頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 從結(jié)構(gòu)上采取防止剝離的措施從結(jié)構(gòu)上采取防止剝離的措施 七、七、膠接接頭的設(shè)計要點(diǎn)膠接接頭的設(shè)計要點(diǎn) 針對工作要求正確選擇粘結(jié)劑針對工作要求正確選擇粘結(jié)劑 合理選擇接頭形式合理選擇接頭形式 恰當(dāng)選擇工藝參數(shù)恰當(dāng)選擇工藝參數(shù) 充分利用膠縫的承載特性，盡可能使膠縫承受剪充分利用膠縫的承載特性，盡可能使膠縫承受剪 切和拉伸載荷，而避免承受扯離，特別是剝離載切和拉伸載荷，而避免承受扯離，特別是剝離載 荷，不宜采用膠接接頭荷，不宜采用膠接接頭 減少膠縫

27、處的應(yīng)力集中，如板材端部切成斜角減少膠縫處的應(yīng)力集中，如板材端部切成斜角 當(dāng)有較大沖擊、振動時，應(yīng)在膠接面之間增加玻當(dāng)有較大沖擊、振動時，應(yīng)在膠接面之間增加玻 璃布層等緩沖材料璃布層等緩沖材料 第23頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 潘存云教授研制 一、過盈連接的特點(diǎn)及應(yīng)用一、過盈連接的特點(diǎn)及應(yīng)用 作用：作用： 過盈連接是利用被聯(lián)件間的過盈配合直接把被過盈連接是利用被聯(lián)件間的過盈配合直接把被 連接件連接在一起。連接件連接在一起。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、定心性好、承載能力高，在振動下構(gòu)造簡單、定心性好、承載能力高，在振動下 能可靠地工作。能可靠地工作。 缺點(diǎn)：缺

28、點(diǎn)：裝配困難和對配合尺寸的精度要求較高。裝配困難和對配合尺寸的精度要求較高。 應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于輪圈與輪芯、軸與轂、滾動軸承的裝主要用于輪圈與輪芯、軸與轂、滾動軸承的裝 配連接。配連接。 7 74過盈連接過盈連接 潘存云教授研制 A AA-A 曲軸過盈連接組件曲軸過盈連接組件 d 第24頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 裝配方法：裝配方法： 二、過盈連接的工作原理及裝配方法二、過盈連接的工作原理及裝配方法 工作原理：工作原理：孔與軸配合中，軸的實際尺寸大于孔，兩孔與軸配合中，軸的實際尺寸大于孔，兩 者裝配后產(chǎn)生徑向變形使配合面間產(chǎn)生了很大的壓力者裝配后產(chǎn)生徑向變形使配合面間

29、產(chǎn)生了很大的壓力 ，工作時載荷就靠著相伴而生的摩擦力來傳遞。，工作時載荷就靠著相伴而生的摩擦力來傳遞。 壓入法壓入法 溫差法溫差法 當(dāng)配合面為圓柱面時，當(dāng)其他條件相同時，用溫當(dāng)配合面為圓柱面時，當(dāng)其他條件相同時，用溫 差法能獲得較高的摩擦力或力矩，因為它不像壓入法差法能獲得較高的摩擦力或力矩，因為它不像壓入法 那樣會擦傷配合表面。那樣會擦傷配合表面。 冷卻被包容件冷卻被包容件 加熱包容件加熱包容件 潘存云教授研制 軸的尺寸減去孔的尺寸稱為過盈量。軸的尺寸減去孔的尺寸稱為過盈量。 第25頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 三、圓柱面過盈連接三、圓柱面過盈連接 設(shè)計這種過盈連接時，

30、被連接件的材料、構(gòu)造和設(shè)計這種過盈連接時，被連接件的材料、構(gòu)造和 尺寸一般都已初步確定，連接的載荷也已求得。因此尺寸一般都已初步確定，連接的載荷也已求得。因此 ，設(shè)計的主要問題是：，設(shè)計的主要問題是： 選擇具有所需要的承載能力的配合；選擇具有所需要的承載能力的配合； 安排合理的結(jié)構(gòu)；安排合理的結(jié)構(gòu)； 確定對零件配合表面的工藝要求；確定對零件配合表面的工藝要求； 決定裝配方法和提出裝配要求等。決定裝配方法和提出裝配要求等。 過盈連接的承載能力取決于連接的摩擦力或力矩和過盈連接的承載能力取決于連接的摩擦力或力矩和 連接中各零件的強(qiáng)度。選擇配合時，既要使連接具有足連接中各零件的強(qiáng)度。選擇配合時，既要

31、使連接具有足 夠的固持力以保證在載荷作用下不發(fā)生相對滑動，又要夠的固持力以保證在載荷作用下不發(fā)生相對滑動，又要 注意到零件在裝配應(yīng)力下不致?lián)p壞。注意到零件在裝配應(yīng)力下不致?lián)p壞。 第26頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 四、圓錐面過盈連接四、圓錐面過盈連接 圓錐面過盈連接在機(jī)床主軸的軸端上應(yīng)用很普遍圓錐面過盈連接在機(jī)床主軸的軸端上應(yīng)用很普遍 。裝配時，借助轉(zhuǎn)動端螺母并通過壓板施力使輪轂作。裝配時，借助轉(zhuǎn)動端螺母并通過壓板施力使輪轂作 微量軸向移動以實現(xiàn)過盈連接。這種連接定心性好，微量軸向移動以實現(xiàn)過盈連接。這種連接定心性好， 便于裝拆，壓緊程度也易于調(diào)整。便于裝拆，壓緊程度也易

32、于調(diào)整。 采用這種連接，配合表面不宜擦傷，能傳遞更大的采用這種連接，配合表面不宜擦傷，能傳遞更大的 載荷，尤其是適用于大型被連接件，但對配合面的接觸載荷，尤其是適用于大型被連接件，但對配合面的接觸 精度要求較高。精度要求較高。 潘存云教授研制 第27頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 F p 五、過盈連接的設(shè)計計算五、過盈連接的設(shè)計計算 過盈連接的主要用來承受軸向力、傳遞扭矩、或者過盈連接的主要用來承受軸向力、傳遞扭矩、或者 同時承受這兩種載荷。為了保證過盈連接的工作能力，同時承受這兩種載荷。為了保證過盈連接的工作能力， 須作以下兩方面的分析計算：須作以下兩方面

33、的分析計算： (2) (2) 若選定了標(biāo)準(zhǔn)的過盈配合，校核連接件在最大過若選定了標(biāo)準(zhǔn)的過盈配合，校核連接件在最大過 盈量時的強(qiáng)度。盈量時的強(qiáng)度。 (1)(1) 已知載荷時，配合面需要多大的徑向壓力？以及已知載荷時，配合面需要多大的徑向壓力？以及 產(chǎn)產(chǎn) 生這個壓力需要多大的過盈量？生這個壓力需要多大的過盈量？ 1.1.配合面所需壓力的計算配合面所需壓力的計算 (1) (1) 傳遞軸向載荷時傳遞軸向載荷時 要求連接件在軸向載荷要求連接件在軸向載荷F F的的 作用下，不產(chǎn)生軸向滑移。作用下，不產(chǎn)生軸向滑移。 p 第28頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 潘存云教授研制

34、 F l d F 正常工作條件：正常工作條件： (2) (2) 傳遞扭矩時傳遞扭矩時 摩擦力：摩擦力： Ff =dlpf 軸向摩擦阻力軸向摩擦阻力外載荷外載荷 其中：其中：p徑向壓力；徑向壓力； p F/ dlpf d配合面公稱直徑；配合面公稱直徑； l配合面長度；配合面長度； f摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)。詳見教材表7-5 d p p Mf T 要求連接件在扭矩要求連接件在扭矩T T的作用下的作用下 ，不產(chǎn)生周向滑移。即：，不產(chǎn)生周向滑移。即：Mf T 摩擦力矩：摩擦力矩： Mf =lpfd / 2 p 2T/ d2lpf d1 d2 第29頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 (3)

35、 (3) 同時承受軸向載荷與扭矩時同時承受軸向載荷與扭矩時 要求連接件沿軸向和周向都不能產(chǎn)生滑移。要求連接件沿軸向和周向都不能產(chǎn)生滑移。 2 2 2 T F d p dlf 徑向壓力徑向壓力p p應(yīng)滿足：應(yīng)滿足： 2.2.最小有效過盈量最小有效過盈量 min min的計算 的計算 3 12 min 12 10 CC pd EE 由材料力學(xué)的有關(guān)知識可知，在壓由材料力學(xué)的有關(guān)知識可知，在壓 力為力為p p時最小過盈量為：時最小過盈量為： C1被包容件的剛性系數(shù)被包容件的剛性系數(shù): 其中：其中：E1、E2被包容件和包容件材料的彈性系數(shù)；被包容件和包容件材料的彈性系數(shù)； C2包容件的剛性系數(shù)包容件的剛性系數(shù): 1 2 1 2 2 1 2 1 dd dd C 2 22 2 22 2 2 dd dd C 潘存云教授研制 d d1 d2 第30頁/共36頁 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1 2分別為被