第8章铆焊胶接过盈连接

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1、江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 第第8章过盈连接和铆接、焊接、胶接章过盈连接和铆接、焊接、胶接81过盈连接过盈连接82铆接铆接83焊接焊接84胶接胶接 江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制一、过盈连接的特点及应用一、过盈连接的特点及应用 作用：作用：过盈连接是利用被联件间的过盈配合直接把被过盈连接是利用被联件间的过盈配合直接把被 连接件连接在一起。连接件连接在一起。优点：优点：构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下 能可靠地工作。能可靠地工作。缺点：缺点：装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。装配困难和对配合尺寸的精度要求

2、较高。应用：应用：主要用于轮圈与轮芯、轴与毂、滚动轴承的装主要用于轮圈与轮芯、轴与毂、滚动轴承的装 配连接。配连接。8 81过盈连接过盈连接 潘存云教授研制AAA-A曲轴过盈连接组件曲轴过盈连接组件d江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 装配方法：装配方法：二、过盈连接的工作原理及装配方法二、过盈连接的工作原理及装配方法工作原理：工作原理：孔与轴配合中，轴的实际尺寸大于孔，两孔与轴配合中，轴的实际尺寸大于孔，两者装配后产生径向变形使配合面间产生了很大的压力，者装配后产生径向变形使配合面间产生了很大的压力，工作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。工作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。压入法压入法

3、温差法温差法 当配合面为圆柱面时，当其他条件相同时，用温差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。样会擦伤配合表面。冷却被包容件冷却被包容件加热包容件加热包容件潘存云教授研制轴的尺寸减去孔的尺寸称为过盈量。轴的尺寸减去孔的尺寸称为过盈量。江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 三、圆柱面过盈连接三、圆柱面过盈连接 设计这种过盈连接时，被连接件的材料、构造和设计这种过盈连接时，被连接件的材料、构造和尺寸一般都已初步确定，连接的载荷也已求得。因此，尺寸一般都已初步确定，连接的载荷也已求得。

4、因此，设计的主要问题是：设计的主要问题是：选择具有所需要的承载能力的配合；选择具有所需要的承载能力的配合；安排合理的结构；安排合理的结构；确定对零件配合表面的工艺要求；确定对零件配合表面的工艺要求；决定装配方法和提出装配要求等。决定装配方法和提出装配要求等。过盈连接的承载能力取决于连接的摩擦力或力矩和过盈连接的承载能力取决于连接的摩擦力或力矩和连接中各零件的强度。选择配合时，既要使连接具有足连接中各零件的强度。选择配合时，既要使连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。注意到零件在装配应力下不致损坏

5、。江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 四、圆锥面过盈连接四、圆锥面过盈连接 圆锥面过盈连接在机床主轴的轴端上应用很普遍。圆锥面过盈连接在机床主轴的轴端上应用很普遍。装配时，借助转动端螺母并通过压板施力使轮毂作微装配时，借助转动端螺母并通过压板施力使轮毂作微量轴向移动以实现过盈连接。这种连接定心性好，便量轴向移动以实现过盈连接。这种连接定心性好，便于装拆，压紧程度也易于调整。于装拆，压紧程度也易于调整。采用这种连接，配合表面不宜擦伤，能传递更大的采用这种连接，配合表面不宜擦伤，能传递更大的载荷，尤其是适用于大型被连接件，但对配合面的接触载荷，尤其是适用于大型被连接件，但对配合面的接触精度要求较高

6、。精度要求较高。潘存云教授研制江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制Fp五、过盈连接的设计计算五、过盈连接的设计计算 过盈连接的主要用来承受轴向力、传递扭矩、或者过盈连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。为了保证过盈连接的工作能力，同时承受这两种载荷。为了保证过盈连接的工作能力，须作以下两方面的分析计算：须作以下两方面的分析计算：(2)(2)若选定了标准的过盈配合，校核连接件在最大过若选定了标准的过盈配合，校核连接件在最大过 盈量时的强度。盈量时的强度。(1)(1)已知载荷时，配合面需要多大的径向压力？以及产已知载荷时，配合面需要多大的径向压力？以及产 生这个

7、压力需要多大的过盈量？生这个压力需要多大的过盈量？1.1.配合面所需压力的计算配合面所需压力的计算(1)(1)传递轴向载荷时传递轴向载荷时 要求连接件在轴向载荷要求连接件在轴向载荷F F的的作用下，不产生轴向滑移。作用下，不产生轴向滑移。p江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制Fl d F正常工作条件：正常工作条件：(2)(2)传递扭矩时传递扭矩时摩擦力：摩擦力：Ff=dlpf 轴向摩擦阻力外载荷轴向摩擦阻力外载荷 其中：其中：p径向压力；径向压力；p F/dlpf d配合面公称直径；配合面公称直径；l配合面长度；配合面长度；f摩擦系数。摩擦系数。详见教材表7-5 d

8、 p p Mf T 要求连接件在扭矩要求连接件在扭矩T T的作用下，的作用下，不产生周向滑移。即：不产生周向滑移。即：Mf T摩擦力矩：摩擦力矩：Mf=lpfd/2 p 2T/d2lpf d1 d2江苏科技大学专用 作者：潘存云教授(3)(3)同时承受轴向载荷与扭矩时同时承受轴向载荷与扭矩时要求连接件沿轴向和周向都不能产生滑移。要求连接件沿轴向和周向都不能产生滑移。222TFdpd lf径向压力径向压力p p应满足：应满足：2.2.最小有效过盈量最小有效过盈量 minmin的计算的计算 312min1210CCpdEE 由材料力学的有关知识可知，在压由材料力学的有关知识可知，在压力为力为p p

9、时最小过盈量为：时最小过盈量为：C1被包容件的刚性系数被包容件的刚性系数:其中：其中：E1、E2被包容件和包容件材料的弹性系数；被包容件和包容件材料的弹性系数；C2包容件的刚性系数包容件的刚性系数:12122121ddddC22222222ddddC潘存云教授研制 d d1 d2江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 1 2分别为被包容件和包容件的泊松比；分别为被包容件和包容件的泊松比；当采用温差法装配时，最小有效过盈量当采用温差法装配时，最小有效过盈量 minminz1z20.8()RR Rz1、Rz1 分别为被包容件和包容件配合表面上微观不分别为被包容件和包容件配合表面上微观不平度的十点高度，

10、单位为平度的十点高度，单位为:m 。当采用压入法装配时，考虑配合表面的微观峰尖将被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，这时最小过盈量为擦去或压平一部分，这时最小过盈量为 minmin 根据计算得到的根据计算得到的最小有效过盈量最小有效过盈量 minmin 选择一个标准的选择一个标准的盈量盈量配合代号。配合代号。应注意尽量选择优先配合代号应注意尽量选择优先配合代号。最小过盈：最小过盈：min min=孔孔maxmax-轴轴min min 孔公差带孔公差带轴公差带轴公差带 maxmax minmin最大过盈最大过盈:max max=孔孔minmin-轴轴max max

11、江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制基孔制常用与优先配合的选用基孔制常用与优先配合的选用江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制基轴制常用与优先配合的选用基轴制常用与优先配合的选用江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 3.3.过盈连接的最大压入力、压出力过盈连接的最大压入力、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和压出力 最大压入力最大压入力 Fi=f d l pmax 得：由32211min10ECECdp最大压入力最大压入力 Fo=(1.31.5)Fi=(1.31.5)f d l pma

12、x 32211maxmax10ECECdp最大压力最大压力 江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 4.4.包容件加热及被包容件冷却温度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两配合件的温度 0320max210tdt包容件加热温度包容件加热温度 0310max110tdt被包容件冷却温度被包容件冷却温度 其中：其中：0避免配合表面互相擦伤所需要最小间隙；避免配合表面互相擦伤所需要最小间隙；1、2 包容件及包容件材料的膨胀系数；包容件及包容件材料的膨胀系数；t t0 环境温度。环境温度。江苏科技大学专用 作者：

13、潘存云教授 8 82铆接铆接 铆接是将铆钉穿过被连接件的预制孔中经铆合而成铆接是将铆钉穿过被连接件的预制孔中经铆合而成的连接方式。其连接部分称为铆缝。的连接方式。其连接部分称为铆缝。铆钉用棒料在锻压机上制成，一端有预制头。把铆铆钉用棒料在锻压机上制成，一端有预制头。把铆钉插入被铆件的重叠孔内，利用端模再制出另一端的钉插入被铆件的重叠孔内，利用端模再制出另一端的铆成头。铆成头。潘存云教授研制潘存云教授研制江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制工件工件2 2焊接是利用局部加热焊接是利用局部加热(或加压或加压)的方法使被连接件的方法使被连接件接头处的材料熔融连接成一体。接头处的材料熔融连

14、接成一体。一、概述一、概述与铆接相比较，焊接结构重量轻，节约金属材料，与铆接相比较，焊接结构重量轻，节约金属材料，施工方便，生产率高，易实现自动化，且焊接结构的成施工方便，生产率高，易实现自动化，且焊接结构的成本低，应用很广。本低，应用很广。在机械制造中在机械制造中最常用的是电最常用的是电弧焊弧焊。电弧焊是利用焊条与焊件。电弧焊是利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化间产生电弧热将金属加热并熔化的焊接方法。的焊接方法。分类：分类：熔化焊熔化焊 压力焊压力焊 钎焊钎焊 电弧焊、气焊、电渣焊。电弧焊、气焊、电渣焊。电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。锡焊、铜焊。锡焊、铜焊。8 83

15、焊接焊接 接焊接接焊接发电机发电机工件工件1 1焊枪、焊条焊枪、焊条搭铁搭铁利用电焊机的低压电流，通过电焊条与被焊件之间形成的电路，在两极间引起电弧，融化被焊部分的金属和焊条，使熔融的金属混合并填充接缝面而形成焊缝。江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制二、电弧焊缝的基本形式二、电弧焊缝的基本形式焊缝焊缝焊接件经焊接后形成的结合部焊接件经焊接后形成的结合部分。分。工件工件2 2工件工件1 1电弧焊常见的焊缝形式：电弧焊常见的焊缝形式：角焊缝角焊缝两被焊件不在同一平面内；两被焊件不在同一平面内；对接焊缝对接焊缝两被焊件在同一平面内；两被焊件在同一平面内；潘存云教授研制正

16、接角焊缝正接角焊缝潘存云教授研制搭接角焊缝搭接角焊缝榫头式榫头式潘存云教授研制单面式单面式双面式双面式V型焊缝型焊缝封封底底焊焊缝缝对接角焊缝对接角焊缝潘存云教授研制潘存云教授研制卷边焊缝卷边焊缝塞焊缝塞焊缝焊缝焊缝江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和低合金钢低合金钢(如如Q215、Q235、15、20、16Mn等等)。焊条。焊条的材料最好与被焊件的材料相同。的材料最好与被焊件的材料相同。三、焊接件常用材料三、焊接件常用材料四、四、焊缝的受力及破坏形式焊缝的受力及破坏形式1 1对接焊缝对接焊缝对接焊缝主要用来承

17、受作用于被焊件所在平面内的拉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；（压）力或弯矩，对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂；FFll潘存云教授研制lFF潘存云教授研制潘存云教授研制lFF江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 2搭接角焊缝搭接角焊缝按受力方向分为按受力方向分为:正面角焊缝正面角焊缝 侧面角焊缝侧面角焊缝混合角焊缝混合角焊缝受力方向与焊缝垂直；受力方向与焊缝垂直；正面角焊缝通常只用来承受拉力正面角焊缝通常只用来承受拉力;受力方向与焊缝平行；受力方向与焊缝平行；受力与焊缝成一角度；受力与焊缝成一角度；侧面角焊缝和混合角焊缝可用侧面角焊缝和混

18、合角焊缝可用来承受拉力或弯矩。来承受拉力或弯矩。实践证明，在静载荷作用实践证明，在静载荷作用下，搭接角焊缝的破裂通常从下，搭接角焊缝的破裂通常从沿着与垂直平分线重合的最小沿着与垂直平分线重合的最小剖面上开始。剖面上开始。k u 4 潘存云教授研制lAAA AFFBB潘存云教授研制hFF正面角焊缝正面角焊缝 侧面角焊缝侧面角焊缝MM潘存云教授研制hLkkA ABBkkBB江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 五、焊接在机器零件中的应用五、焊接在机器零件中的应用 由于焊接具有强度高、工艺简单、因连接而增加由于焊接具有强度高、工艺简单、因连接而增加的质量小等特点，焊接技术的应用日益广泛。的质量小等特点

19、，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，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。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。等零件，已有很大一部分改用了焊接。焊接齿轮焊接齿轮潘存云教授研制潘存云教授研制江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制 胶接用于木材由来已久。随着新型胶粘剂的发展，胶接在金属构件的连接中也日

20、渐增多。一、概述一、概述 胶接是用胶粘剂直接把被连接件连接在一起且具胶接是用胶粘剂直接把被连接件连接在一起且具有一定强度且不可拆卸的连接，利用胶粘剂凝固后出有一定强度且不可拆卸的连接，利用胶粘剂凝固后出现的粘附力来传递载荷。现的粘附力来传递载荷。8 84胶胶 接接 应用实例：应用实例：胶接组合蜗轮胶接组合蜗轮潘存云教授研制潘存云教授研制螺纹接套与管件胶接螺纹接套与管件胶接蜂窝结构填料蜂窝结构填料潘存云教授研制蒙皮与型材胶接蒙皮与型材胶接江苏科技大学专用 作者：潘存云教授 胶接件的缺陷有时不易发现胶接件的缺陷有时不易发现 有良好的密封性、绝缘性和防腐性有良好的密封性、绝缘性和防腐性二、二、胶接的特点胶接的特点与铆接、焊接相比，胶接的主要优点与铆接、焊接相比，胶接的主要优点主要缺点：主要缺点：连接件的材料范围宽广连接件的材料范围宽广 连接后的重量轻，材料的利用率高连接后的重量轻，材料的利用率高 成本低成本低 在全部胶接面上应力集中小，故耐疲劳性能好在全部胶接面上应力集中小，故耐疲劳性能好 抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差 耐老化及耐介质耐老化及耐介质(如酸、碱等如酸、碱等)性能差性能差 胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度