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 ...

% r. Z2 u' }3 X8 I: d軸調(diào)質(zhì)280-320HBW，孔調(diào)質(zhì)160-210HBW,，看來是這個(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,？有沒有研究過國外或同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品原件？
+ a$ E" {+ W0 _; I# q- x2,、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,。
3、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,。

myfunction

用40Cr淬火吧，HRC45以上應(yīng)該可以了,，屈服極限達(dá)到785MPa,。
# t! y5 U# N9 s9 ?' ^-----圓柱面過盈聯(lián)接計(jì)算結(jié)果-----2017年06月01日
: B9 L9 k* W  t, t8 f$ |
3 D2 s. L# k) L% W5 Z(一) 基本參數(shù):
1 聯(lián)接類型              壓入法          5 傳遞扭矩(N.m)          300.000
' V0 r; [. `1 }5 t9 L' n1 l 2 結(jié)合圓直徑          25.200          6 軸向力(N)                 0.000
3 結(jié)合長度              14.000          7 環(huán)境溫度(℃)            20.0
- D& A6 Q1 l* ]5 I 4 摩擦因數(shù)              0.110           8 溫差法裝配最小間隙   0.030
2 p9 v" }' [- Z' Y2 z( ^8 Z# m
(二) 包容件:                             (三) 被包容件
2 k) _& y6 [0 }5 m/ Q 1 材料類型            塑性材料        1 材料類型               塑性材料
% p" h" ?" D5 \( w. g$ n 2 外徑                   50.000           2 內(nèi)徑                      0.000
7 Q9 r% |0 c7 G 3 彈性模量(MPa)   210000.0       3 彈性模量(MPa)      210000.0
7 k* U4 M; c/ r& E 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
' ?, @4 E" N& H$ Q& w 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
8 r2 w3 w0 C1 Y: u 9 內(nèi)徑上偏差          0.01300      9 外徑上偏差            0.09700
: n" e5 x3 D' Q" u5 X" I  ~10 內(nèi)徑下偏差         0.00000     10 外徑下偏差           0.08400

& X4 P1 ~* d1 F! {; `! _& Z1 s& Q(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
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
2 P, e7 B$ m2 ~& b) | 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
* w( t0 H  @& C7 A( _  q  L 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
: B+ }" d, V% u4 o) D 8 最小結(jié)合應(yīng)力(MPa)      196.81544       19 壓出力(N)                      55138.177
! S# ^1 C/ ]. D9 k& e: ~3 C! b 9 最大結(jié)合應(yīng)力(MPa)      301.50186       20 包容件加熱后溫度(℃)    0.0
10 所需傳遞力(N)             23809.523      21 被包容件冷卻后溫度(℃) 0.0
; W* \6 y. j! t1 H4 b  j& ^11 最小傳遞力(N)             23995.529      22 安全系數(shù)                        1.00781
/ Y; y/ z8 j. m, @
(五) 校核結(jié)論:
1 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,。
3 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,。

  D3 \( x% P. e3 W  L5 B( N(六) 參考資料: 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》(第2版,第3卷) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000

----------結(jié)束----------

十年磨劍

myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 16:21
& r# j- C4 |, N  U; X1、樓主確定別人也是45鋼調(diào)質(zhì)硬度嗎,？有沒有研究過國外或同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品原件,？
' B% |$ M5 h- u" _8 `+ X1 d$ l2、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,；
( X* y4 c: H( W' d5 ^5 K1 j* R2 Y2、這個(gè)產(chǎn)品我們公司做了3年了,，一直是45#調(diào)質(zhì),。
6 B$ w8 U' H( r, }, _0 \: ]8 ^, d3、裝配方式為壓入法,。
! l& d' ~1 i( i: k0 v以上是我們公司一直以來做的（設(shè)計(jì)者是國內(nèi)標(biāo)桿企業(yè)的資深產(chǎn)品工程師,，被我們公司挖過來的）。
: F2 r6 y9 w7 n. ~9 j& ?) V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,；
( t6 U7 X9 A1 V2,、軸孔配合公差為H7/v6,，加工時(shí)軸走上差，孔走下差,；
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,。

2 v: O2 A& Z9 {4 j+ A

7 h5 p: Z: o, `  S! z

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1,、本人對你所述“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。
  ?; f! @. K/ h- g6 p* m  l3,、跟硬度有關(guān)系,。熱處理改進(jìn)是對的，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 ...

1,、我對“16KN”也持保留意見，但實(shí)際操作做下來,，我就以這個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)了,，理論計(jì)算確實(shí)無法滿足使用要求。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),。
8 @! ^6 O2 r% i: \/ R1 E* X$ [3,、公差帶和硬度調(diào)整我會(huì)爭取做驗(yàn)證。（雖然我做出來領(lǐng)導(dǎo)也不會(huì)改）
8 S- Z7 {4 K3 U4,、多謝解答,。