第8章鉚焊膠接過盈連接

1、江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 第第8章過盈連接和鉚接、焊接、膠接章過盈連接和鉚接、焊接、膠接81過盈連接過盈連接82鉚接鉚接83焊接焊接84膠接膠接 江蘇科技大學(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(jiǎn)單、定心性好、承載能力高，在振動(dòng)下構(gòu)造簡(jiǎn)單、定心性好、承載能力高，在振動(dòng)下 能可靠地工作。能可靠地工作。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：裝配困難和對(duì)配合尺寸的精度要求較高。裝配困難和對(duì)配合尺寸的精

2、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(dòng)軸承的裝主要用于輪圈與輪芯、軸與轂、滾動(dòng)軸承的裝 配連接。配連接。8 81過盈連接過盈連接 潘存云教授研制AAA-A曲軸過盈連接組件曲軸過盈連接組件d江蘇科技大學(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(shí)際尺寸大于孔，兩孔與軸配合中，軸的實(shí)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產(chǎn)生了很大的壓力，工作時(shí)載荷就靠著相伴而生的摩擦力來傳遞。工作時(shí)載荷就靠著相伴而生的摩擦力來傳遞。壓

3、入法壓入法溫差法溫差法 當(dāng)配合面為圓柱面時(shí)，當(dāng)其他條件相同時(shí)，用溫差當(dāng)配合面為圓柱面時(shí)，當(dāng)其他條件相同時(shí)，用溫差法能獲得較高的摩擦力或力矩，因?yàn)樗幌駢喝敕欠塬@得較高的摩擦力或力矩，因?yàn)樗幌駢喝敕菢訒?huì)擦傷配合表面。樣會(huì)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。江蘇科技大學(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(jì)這種過盈連接時(shí)，被連接件的材料、構(gòu)造和設(shè)計(jì)這種過盈連接時(shí)，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

4、荷也已求得。因此，設(shè)計(jì)的主要問題是：設(shè)計(jì)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(duì)零件配合表面的工藝要求；確定對(duì)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(shí)，既要使連接具有足連接中各零件的強(qiáng)度。選擇配合時(shí)，既要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(duì)滑動(dòng)，又要夠的固持力以保證在載荷作用下不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，又要注意到零件在裝配應(yīng)力下不致?lián)p壞。注意到零

5、件在裝配應(yīng)力下不致?lián)p壞。江蘇科技大學(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(shí)，借助轉(zhuǎn)動(dòng)端螺母并通過壓板施力使輪轂作微裝配時(shí)，借助轉(zhuǎn)動(dòng)端螺母并通過壓板施力使輪轂作微量軸向移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)過盈連接。這種連接定心性好，便量軸向移動(dòng)以實(shí)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。于裝拆，壓緊程度也易于調(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(duì)配合面的接觸載荷，尤其是適用于大型被連接件，但

6、對(duì)配合面的接觸精度要求較高。精度要求較高。潘存云教授研制江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制Fp五、過盈連接的設(shè)計(jì)計(jì)算五、過盈連接的設(shè)計(jì)計(jì)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(shí)承受這兩種載荷。為了保證過盈連接的工作能力，同時(shí)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(jì)算：須作以下兩方面的分析計(jì)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(shí)的強(qiáng)度。盈量時(shí)的強(qiáng)度。(1)(1) 已知載荷時(shí)，配合面需要多大的徑向壓力？以及產(chǎn)已知載荷時(shí)，配合面

7、需要多大的徑向壓力？以及產(chǎn) 生這個(gè)壓力需要多大的過盈量？生這個(gè)壓力需要多大的過盈量？1.1.配合面所需壓力的計(jì)算配合面所需壓力的計(jì)算(1) (1) 傳遞軸向載荷時(shí)傳遞軸向載荷時(shí) 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江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制Fl d F正常工作條件：正常工作條件：(2) (2) 傳遞扭矩時(shí)傳遞扭矩時(shí)摩擦力：摩擦力： Ff =dlpf 軸向摩擦阻力外載荷軸向摩擦阻力外載荷 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(zhǎng)度

8、；配合面長(zhǎng)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江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 (3) (3) 同時(shí)承受軸向載荷與扭矩時(shí)同時(shí)承受軸向載荷與扭矩時(shí)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。222TFdpd lf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 minmin的計(jì)算的計(jì)算 312min1210CCpdEE

9、 由材料力學(xué)的有關(guān)知識(shí)可知，在壓由材料力學(xué)的有關(guān)知識(shí)可知，在壓力為力為p p時(shí)最小過盈量為：時(shí)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): 12122121ddddC22222222ddddC潘存云教授研制 d d1 d2江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1 2分別為被包容件和包容件的泊松比；分別為被包容件和包容件的泊松比； 當(dāng)采用溫差法裝配時(shí)，最小有效過盈量當(dāng)采用溫差法裝配時(shí)，最小有效過盈量 minminz1z20.8()RR Rz1 、Rz1 分

10、別為被包容件和包容件配合表面上微觀不分別為被包容件和包容件配合表面上微觀不平度的十點(diǎn)高度，單位為平度的十點(diǎn)高度，單位為: m 。當(dāng)采用壓入法裝配時(shí)，考慮配合表面的微觀峰尖將被當(dāng)采用壓入法裝配時(shí)，考慮配合表面的微觀峰尖將被擦去或壓平一部分，這時(shí)最小過盈量為擦去或壓平一部分，這時(shí)最小過盈量為 minmin 根據(jù)計(jì)算得到的根據(jù)計(jì)算得到的最小有效過盈量最小有效過盈量 minmin 選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的盈量盈量配合代號(hào)。配合代號(hào)。應(yīng)注意盡量選擇優(yōu)先配合代號(hào)應(yīng)注意盡量選擇優(yōu)先配合代號(hào)。最小過盈：最小過盈： min min = = 孔孔maxmax- -軸軸min min 孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸

11、公差帶 maxmax minmin最大過盈最大過盈: : max max = = 孔孔minmin- -軸軸max max 江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制基孔制常用與優(yōu)先配合的選用基孔制常用與優(yōu)先配合的選用江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制基軸制常用與優(yōu)先配合的選用基軸制常用與優(yōu)先配合的選用江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3.3.過盈連接的最大壓入力、壓出力過盈連接的最大壓入力、壓出力 當(dāng)選用壓入法進(jìn)行裝配時(shí)，應(yīng)按照以下公式計(jì)算當(dāng)選用壓入法進(jìn)行裝配時(shí)，應(yīng)按照以下公式計(jì)算最大壓入力和壓出力最大壓入力和壓出力 最大壓入力最大壓入力 Fi =f d l

12、pmax 得：由32211min10ECECdp最大壓入力最大壓入力 Fo =(1.31.5) Fi = (1.31.5) f d l pmax 32211maxmax10ECECdp最大壓力最大壓力 江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 4.4.包容件加熱及被包容件冷卻溫度包容件加熱及被包容件冷卻溫度 當(dāng)選用溫差法進(jìn)行裝配時(shí)，應(yīng)按照以下公式計(jì)算當(dāng)選用溫差法進(jìn)行裝配時(shí)，應(yīng)按照以下公式計(jì)算兩配合件的溫度兩配合件的溫度 0320max210tdt包容件加熱溫度包容件加熱溫度 0310max110tdt被包容件冷卻溫度被包容件冷卻溫度 其中：其中： 0避免配合表面互相擦傷所需要最小間隙；避免配合表面

13、互相擦傷所需要最小間隙； 1 、 2 包容件及包容件材料的膨脹系數(shù)；包容件及包容件材料的膨脹系數(shù)； t t0 環(huán)境溫度。環(huán)境溫度。 江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 8 82鉚接鉚接 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。 鉚釘用棒料在鍛壓機(jī)上制成，一端有預(yù)制頭。把鉚鉚釘用棒料在鍛壓機(jī)上制成，一端有預(yù)制頭。把鉚釘插入被鉚件的重疊孔內(nèi)，利用端模再制出另一端的釘插入被鉚件的重疊孔內(nèi)，利用端模再制出另一端的鉚成頭。鉚成頭。潘存云教授研制潘存云教授研制江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教

14、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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且焊接結(jié)構(gòu)的成施工方便，生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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

15、：分類：熔化焊熔化焊 壓力焊壓力焊 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。8 83焊接焊接 接焊接接焊接發(fā)電機(jī)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。江蘇科技大學(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)合部焊接件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分。分。工件工件2 2工件工件1 1電弧焊常

16、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(duì)接焊縫對(duì)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型焊縫型焊縫封封底底焊焊縫縫對(duì)接角焊縫對(duì)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江蘇科技大學(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合金鋼(如如Q215、Q235、15、20、16Mn等等) 。焊條。焊條的材料最好

17、與被焊件的材料相同。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(duì)接焊縫對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫主要用來承受作用于被焊件所在平面內(nèi)的拉對(duì)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(duì)接焊縫的破壞形式是沿焊縫斷裂；（壓）力或彎矩，對(duì)接焊縫的破壞形式是沿焊縫斷裂；FFll潘存云教授研制lFF潘存云教授研制潘存云教授研制lFF江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2搭接角焊縫搭接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；

18、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側(cè)面角焊縫和混合角焊縫可用來承受拉力或彎矩。來承受拉力或彎矩。 實(shí)踐證明，在靜載荷作用實(shí)踐證明，在靜載荷作用下，搭接角焊縫的破裂通常從下，搭接角焊縫的破裂通常從沿著與垂直平分線重合的最小沿著與垂直平分線重合的最小剖面上開始。剖面上開始。k u 4 潘存云教授研制lAAA AFFBB潘存云教授研制hFF正面角焊縫正面角焊縫 側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫MM潘存云教授研制hLkkA ABBkkBB江蘇科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 五、焊接

19、在機(jī)器零件中的應(yīng)用五、焊接在機(jī)器零件中的應(yīng)用 由于焊接具有強(qiáng)度高、工藝簡(jiǎn)單、因連接而增加由于焊接具有強(qiáng)度高、工藝簡(jiǎn)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接。焊接齒輪