軸孔過盈量確定

十年磨劍

myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 15:33
傳遞300N.m扭矩,，所需的過盈量要達(dá)到0.071,，所選過盈0.034-0.068肯定是不夠的,，但是過盈超過0.0487時(shí),，包容 ...

3 p' c  n7 t8 u6 Y/ s  Z* u1 j, t軸調(diào)質(zhì)280-320HBW，孔調(diào)質(zhì)160-210HBW,，看來(lái)是這個(gè)影響了,，如何把這個(gè)計(jì)算進(jìn)去呢？
% w9 n# Y) o6 W, B* G

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1,、樓主確定別人也是45鋼調(diào)質(zhì)硬度嗎,？有沒有研究過國(guó)外或同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品原件？
% K* P) F5 W* t5 E( W2,、如果結(jié)構(gòu)尺寸不能改變,，就必須在材料和熱處理上想辦法了，說白了就是提高機(jī)械性能,，提高其屈服極限和抗拉強(qiáng)度,。
) H( R; ~* x, B6 c3、不管怎樣提高材料機(jī)械性能,，過盈量是必須加大到0.071以上的,。有沒有可能采用溫差法裝配，這樣可以降低最小過盈量,，孔不能加溫的話,，可以將軸冷凍呀。

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用40Cr淬火吧,，HRC45以上應(yīng)該可以了,，屈服極限達(dá)到785MPa。
-----圓柱面過盈聯(lián)接計(jì)算結(jié)果-----2017年06月01日
2 \8 P8 \8 J- ^: _
; B# \  ?8 U  P* ]% F(一) 基本參數(shù):
# A8 y% d- R! b5 a" j/ |. J- H 1 聯(lián)接類型              壓入法          5 傳遞扭矩(N.m)          300.000
& M& X0 N; i/ Q 2 結(jié)合圓直徑          25.200          6 軸向力(N)                 0.000
3 結(jié)合長(zhǎng)度              14.000          7 環(huán)境溫度(℃)            20.0
" Q3 Y' w& i, D! ?) l 4 摩擦因數(shù)              0.110           8 溫差法裝配最小間隙   0.030
1 e3 r, Y: O# }' L; x
$ F& x/ E0 X% I(二) 包容件:                             (三) 被包容件
1 材料類型            塑性材料        1 材料類型               塑性材料
' w- t) k* h( v2 v0 v& x 2 外徑                   50.000           2 內(nèi)徑                      0.000
3 彈性模量(MPa)   210000.0       3 彈性模量(MPa)      210000.0
: \/ I. r+ G8 R 4 泊松比                0.300            4 泊松比                  0.300
: P1 u2 o' l$ o9 K 5 屈服點(diǎn)(MPa)       785.0            5 屈服點(diǎn)(MPa)          785.0
6 抗拉強(qiáng)度(MPa)    980.0           6 抗拉強(qiáng)度(MPa)       980.0
7 表面粗糙度         Ra 1.6000    7 表面粗糙度            Ra 0.8000
% q; I) `4 d2 k4 J' m- J 8 線膨脹系數(shù)(加熱) 11.000       8 線膨脹系數(shù)(冷卻)   -8.500
/ S' C) I9 |& g1 Z, @  c 9 內(nèi)徑上偏差          0.01300      9 外徑上偏差            0.09700
10 內(nèi)徑下偏差         0.00000     10 外徑下偏差           0.08400

(四) 計(jì)算結(jié)果:
1 所需最小結(jié)合應(yīng)力(MPa) 195.28980      12 包容件最大應(yīng)力(MPa)      707.52534
2 所需最小有效過盈量      0.07051          13 被包容件最大應(yīng)力(MPa)  603.00372
3 不變形最大結(jié)合應(yīng)力      334.51657      14 包容件外徑最小擴(kuò)大量   0.03191
: @7 n  @% n# D; s 4 不變形最大有效過盈量  0.10762          15 包容件外徑最大擴(kuò)大量   0.04889
) o) A3 _5 B: F' D9 i9 n 5 不變形的最大傳遞力(N) 40783.903      16 被包容件內(nèi)徑最小縮小量 0.00000
6 給定的最小過盈量         0.07100          17 被包容件內(nèi)徑最大縮小量 0.00000
7 給定的最大過盈量         0.09700          18 過盈裝配壓入力(N)         36758.784
8 最小結(jié)合應(yīng)力(MPa)      196.81544       19 壓出力(N)                      55138.177
% G- Z& s) S8 z' c7 Z3 }2 e+ m 9 最大結(jié)合應(yīng)力(MPa)      301.50186       20 包容件加熱后溫度(℃)    0.0
. y1 d* E/ @2 l$ R+ m( E, B; _. d+ r10 所需傳遞力(N)             23809.523      21 被包容件冷卻后溫度(℃) 0.0
11 最小傳遞力(N)             23995.529      22 安全系數(shù)                        1.00781
/ s3 E, h/ Y, ~- L/ R
(五) 校核結(jié)論:
3 x8 P! i/ A# X; g5 N7 G1 所選配合能傳遞所需扭矩及軸向力,聯(lián)接強(qiáng)度足夠,。
1 w' ?  \8 n5 z; p" X2 包容件最大結(jié)合壓力小于許用結(jié)合壓力,強(qiáng)度足夠,。
8 V' [( r$ C, i( s( u3 被包容件最大結(jié)合壓力小于許用結(jié)合壓力,強(qiáng)度足夠,。

(六) 參考資料: 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第2版,第3卷) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000

( a# B2 c1 ]/ Q8 _" W) P----------結(jié)束----------
' Y% I7 w7 ]' ]: D: q3 c- D9 K
$ q" A8 E: _3 ]$ [* u; q; C: ?

十年磨劍

myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 16:21
1、樓主確定別人也是45鋼調(diào)質(zhì)硬度嗎,？有沒有研究過國(guó)外或同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品原件,？
+ e* q! l2 u# K# A. u+ b7 p2、如果結(jié)構(gòu)尺寸不能 ...

首先,，多謝耐心解答,！就這個(gè)問題作出幾點(diǎn)說明：1、標(biāo)桿企業(yè)我不確定,，但我接觸到的同行大多是45#或者40CR,；
2、這個(gè)產(chǎn)品我們公司做了3年了,，一直是45#調(diào)質(zhì),。
6 X0 T4 u5 i. \! {3、裝配方式為壓入法,。
$ Y+ m0 b! F/ C% ~+ i# r% f以上是我們公司一直以來(lái)做的（設(shè)計(jì)者是國(guó)內(nèi)標(biāo)桿企業(yè)的資深產(chǎn)品工程師,，被我們公司挖過來(lái)的）。
現(xiàn)在情況：
1,、行業(yè)內(nèi)要求抗扭距300N.m,，我用壓力試驗(yàn)機(jī)記錄壓裝力，然后用靜扭試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證：配合時(shí),，壓裝力在16KN以上可以滿足,；
/ g; d% T$ h3 D- S4 `2、軸孔配合公差為H7/v6,，加工時(shí)軸走上差,，孔走下差；
9 A* ~$ ~( Q/ q( H1 {2 _遇到的問題：
壓裝力不穩(wěn)定,，在10KN-20KN,，集中在10KN-15KN，偶爾會(huì)會(huì)超過20KN或者低于10KN,。
改正措施：
1,、調(diào)整公差帶，這是我本次求助的目的,；
2,、驗(yàn)證是否與硬度有關(guān)？是否是軸或孔硬度一致性差,。
7 {/ J& q5 _! a0 ~0 H2 b4 V- o$ M. A3 J
) f, `! Y9 w- o7 Y/ V2 H

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1,、本人對(duì)你所述“壓裝力在16KN以上可以滿足300N.m扭矩傳遞”持保留意見,。盡管你可能驗(yàn)證過，但是根據(jù)計(jì)算,，壓入力16KN時(shí),，過盈量大約是0.045左右，所能傳遞的計(jì)算扭矩也只有180N.m左右,，所以我覺得這樣設(shè)計(jì)上就可靠性不高,。實(shí)際使用的這三年中，該處失效的故障率大嗎,？應(yīng)該是很大才對(duì)呀,，否則就是實(shí)際使用扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到300N.m。
2,、你說加工時(shí)軸走上差,，孔走下差。這是及不負(fù)責(zé)的,，也不符合正態(tài)分布規(guī)律,。所以,，必須要調(diào)整公差帶,，建議把孔做成H6，軸做成非標(biāo)準(zhǔn)公差,，根據(jù)實(shí)際加工情況,，5-6級(jí)之間。
3,、跟硬度有關(guān)系,。熱處理改進(jìn)是對(duì)的，包容件的硬度至少提高到280以上,，軸的硬度也可以再提高一點(diǎn),。還有采用40Cr材料，比45肯定要好些,，淬透性好得多,。

十年磨劍

myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 17:50
1、本人對(duì)你所述“壓裝力在16KN以上可以滿足300N.m扭矩傳遞”持保留意見,。盡管你可能驗(yàn)證過,，但是根據(jù)計(jì)算 ...

8 a  z, Z: g" l( Z  V1、我對(duì)“16KN”也持保留意見,，但實(shí)際操作做下來(lái),，我就以這個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)了，理論計(jì)算確實(shí)無(wú)法滿足使用要求,。實(shí)際使用時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到300N.M,，這是極限工況下的要求,。
2、加工時(shí)走極限差也是權(quán)宜之計(jì),。
% @0 t) S2 ^6 b2 Y- q! f" L3,、公差帶和硬度調(diào)整我會(huì)爭(zhēng)取做驗(yàn)證。（雖然我做出來(lái)領(lǐng)導(dǎo)也不會(huì)改）
* {/ N! _& x4 I& \, j4,、多謝解答,。
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