軸孔過(guò)盈量確定

十年磨劍

myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 15:33
8 i" |) H5 J' m1 X' g4 }1 y傳遞300N.m扭矩,，所需的過(guò)盈量要達(dá)到0.071，所選過(guò)盈0.034-0.068肯定是不夠的,，但是過(guò)盈超過(guò)0.0487時(shí),，包容 ...

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,？

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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(guò)國(guó)外或同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品原件,？
8 I& v1 E( p" y# U7 h2 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(shuō)白了就是提高機(jī)械性能,，提高其屈服極限和抗拉強(qiáng)度,。
/ ]& X  ]# k' B2 b- Y& s3、不管怎樣提高材料機(jī)械性能,，過(guò)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(guò)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。
+ t- P  a: y* _7 h-----圓柱面過(guò)盈聯(lián)接計(jì)算結(jié)果-----2017年06月01日

9 h2 B$ a3 G) C3 r7 [8 H  q$ k& G3 N7 A(一) 基本參數(shù):
' f9 _' i7 H. a5 m 1 聯(lián)接類型              壓入法          5 傳遞扭矩(N.m)          300.000
9 I* t1 Q3 Z5 u& h/ N 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
9 M; V" p1 g; \1 s8 d 4 摩擦因數(shù)              0.110           8 溫差法裝配最小間隙   0.030

" D$ t- O* n4 @(二) 包容件:                             (三) 被包容件
7 F8 Q: {; a9 I5 \* a9 { 1 材料類型            塑性材料        1 材料類型               塑性材料
2 外徑                   50.000           2 內(nèi)徑                      0.000
' n$ a. r7 ^+ F 3 彈性模量(MPa)   210000.0       3 彈性模量(MPa)      210000.0
, u8 P0 s% W  W' Y; d 4 泊松比                0.300            4 泊松比                  0.300
5 屈服點(diǎn)(MPa)       785.0            5 屈服點(diǎn)(MPa)          785.0
8 ?8 X3 ~. \8 ^7 \3 g$ b" B: c 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
8 線膨脹系數(shù)(加熱) 11.000       8 線膨脹系數(shù)(冷卻)   -8.500
9 內(nèi)徑上偏差          0.01300      9 外徑上偏差            0.09700
" ~) h3 y$ V2 r9 B* R  l" u  {10 內(nèi)徑下偏差         0.00000     10 外徑下偏差           0.08400
/ |6 ^; V$ l5 ^9 ?, L
7 S# _" W9 g# F" G  F) o(四) 計(jì)算結(jié)果:
: }/ O2 p. Y4 x  y' F2 y( u/ R1 D 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
9 q# \9 Q$ ^- @- B6 E8 z 2 所需最小有效過(guò)盈量      0.07051          13 被包容件最大應(yīng)力(MPa)  603.00372
% W9 i. f0 @% O4 v& ]1 E. n! | 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
4 不變形最大有效過(guò)盈量  0.10762          15 包容件外徑最大擴(kuò)大量   0.04889
. t- w5 f, ?$ x6 i2 S0 d9 t 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(guò)盈量         0.07100          17 被包容件內(nèi)徑最大縮小量 0.00000
8 B" X7 b4 r3 o7 T 7 給定的最大過(guò)盈量         0.09700          18 過(guò)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
9 最大結(jié)合應(yīng)力(MPa)      301.50186       20 包容件加熱后溫度(℃)    0.0
( U$ Z  F" |' P3 |% b1 z5 y6 h10 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
' P6 Y- ^5 V8 n
) n1 ~) H+ _7 u9 |, |0 Z(五) 校核結(jié)論:
4 c3 j# \. _2 v1 所選配合能傳遞所需扭矩及軸向力,聯(lián)接強(qiáng)度足夠,。
2 包容件最大結(jié)合壓力小于許用結(jié)合壓力,強(qiáng)度足夠,。
& S* ^- u( K, G" L4 C3 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

----------結(jié)束----------
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十年磨劍

myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 16:21
5 K/ X4 `, {9 N4 }1,、樓主確定別人也是45鋼調(diào)質(zhì)硬度嗎,？有沒有研究過(guò)國(guó)外或同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品原件？
2,、如果結(jié)構(gòu)尺寸不能 ...

3 v4 X8 N9 j# u. _8 H首先,，多謝耐心解答！就這個(gè)問(wèn)題作出幾點(diǎn)說(shuō)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；
* h, X  g1 b0 g/ K+ s; J, @8 {2,、這個(gè)產(chǎn)品我們公司做了3年了,，一直是45#調(diào)質(zhì)。
3,、裝配方式為壓入法,。
1 Y0 _& o% |, t! r. r! G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(guò)來(lái)的）,。
現(xiàn)在情況：
; S/ r  ]# D, d+ J& F1,、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,；
2、軸孔配合公差為H7/v6,，加工時(shí)軸走上差,，孔走下差；
* ~" [( |+ }5 C遇到的問(wèn)題：
壓裝力不穩(wěn)定,，在10KN-20KN,，集中在10KN-15KN，偶爾會(huì)會(huì)超過(guò)20KN或者低于10KN,。
9 u% b! Q: Q. X+ D- U3 t' J; o改正措施：
1,、調(diào)整公差帶，這是我本次求助的目的,；
) r; V4 @+ ^  _1 E! u2 T) D2,、驗(yàn)證是否與硬度有關(guān)？是否是軸或孔硬度一致性差,。
, C1 S" z! Y* h
5 S( ~! w9 d! d4 \$ Y

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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(guò),，但是根據(jù)計(jì)算,，壓入力16KN時(shí)，過(guò)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(shuō)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,。
8 u) R$ K$ Z' m# h! }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(guò),，但是根據(jù)計(jì)算 ...

1、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),。
3、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）
4,、多謝解答。