过盈量如何计算22
发布网友
发布时间：2023-10-24 03:52
共2个回答
热心网友
时间：2024-11-30 18:51
过盈量指基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。决定结合的松紧程度。孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得的代数差为正时称间隙，为负时称过盈，有时也以过盈为负间隙。
配合可以分为3种情况：
①间隙配合。孔的公差带在轴的公差带之上，具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。间隙的作用为贮藏润滑油、补偿各种误差等，其大小影响孔、轴相对运动程度。间隙配合主要用于孔、轴间的活动联系，如滑动轴承与轴的联接。
②过盈配合。孔的公差带在轴的公差带之下，具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。过盈配合中，由于轴的尺寸比孔的尺寸大，故需采用加压或热胀冷缩等办法进行装配。过盈配合主要用于孔轴间不允许有相对运动的紧固联接，如大型齿轮的齿圈与轮毂的联接。
③过渡配合。孔和轴的公差带互相交叠，可能具有间隙、也可能具有过盈的配合（其间隙和过盈一般都较小）。过渡配合主要用于要求孔轴间有较好的对中性和同轴度且易于拆卸、装配的定位联接，如滚动轴承内径与轴的联接。
以下为具体例子：
热心网友
时间：2024-11-30 18:51
高速电主轴轴承内圈内径和主轴外径径向位移 电主轴轴承内圈宽度和壁厚远小于其直径,可以将其简化为薄壁圆环,按平面应力问题求解[6-7];而空心主轴可以简化为厚壁圆筒,按平面应变问题求解[5]。高速旋转的转子因惯性力而引起径向离心位移,其在极坐标下的平衡微分方程为[8]:dσrdr+σr-σθr+ρω2r=0(1)式中 σr,σθ分别代表径向和环向正应力 ρ转子材料密度 ω旋转角速度平面应力下的物理方程为:σr=E1-μ2(dr+μur)(2)σθ=E1-μ2(ur+μdr)(3)平面应变下的物理方程为:σr=E(1-μ)(1+μ)(1-2μ)(dr+μ1-μur)(4)σθ=E(1-μ)(1+μ)(1-2μ)(ur+μ1-μdr)(5)式中 u径向位移 E,μ分别代表转子材料的弹性模量和泊松比1.1 轴承内径径向位移把式(2)、(3)代入(1)式,得:r2d2udr2+rdr-u=-1-μ2Eρω2r3(6)其解为:u=C1r+C2r-1-μ28Eρω2r3(7)如图1所示,对于高速旋转的轴承内圈,假设其 图1 轴承内圈受力分析 图2 主轴受力分析沟道和内外径表面不受应力,内径表面过盈安装于主轴上,承受均匀压力p。内径公称尺寸为d,用内沟尺寸di近似模型中的圆环外径尺寸,材料的弹性模量Eb,泊松比μb,密度ρb,旋转角速度为ω。由边界条件σr|r=di2=0,σr|r=d2=-p可以求得C1,C2并代入(7)式,当时r=d2,可得到内圈内径的径向位移为:ub(r=d2)=(1-μb)d3+(1+μb)dd2i2Eb(d2i-d2)p+(μb+3)dd2i+(1-μb)d332Ebρbω2(8)1.2 主轴外径径向位移把式(4)、(5)代入(1)式,得:r2d2udr2+rdr-u=-(1+μ)(1-2μ)E(1-μ)ρω2r3(9)其解为:u=C1r+C2r-(1+μ)(1-2μ)8E(1-μ)ρω2r3(10)如图2所示,空心主轴外径受配合压力p,内径面自由,外径和内孔公称尺寸分别为d和ds,材料弹性模量Es,泊松比μs,密度ρs,旋转角速度为ω。由边界条件σr|r=d2=-p,σr|r=ds2=0可以求得C1,C2并代入(10)式,当r=d2时,可得到主轴外径的径向位移为:us(r=d2)=(1+μs)d[d2s+(1-2μs)d2]2Es(d2s-d2)p+(1+μs)d[(3-2μs)d2s+(1-2μs)d2]32Es・ρsω2(11)2 高速电主轴轴承与主轴配合所需要的过盈量2.1 考虑离心力时所需要的过盈量轴承内圈与主轴的配合如图3所示,当电主轴图3 轴承内圈与主轴配合高速旋转时,一方面,由于离心力的作用,会引起轴承内圈内孔扩张,主轴外径膨胀,从而引起过盈量变化;另一方面,轴承内圈内径因受配合压力p的作用而增大,而主轴外径将因之减小。这时,轴承内圈与主轴配合所需要的过盈量可按下式计算:I′=2[ub(r=d2)-us(r=d2)]=[(1-μb)d3+(1+μb)dd2iEb(d2i-d2)-(1+μs)dd2s+(1+μs)(1-2μs)d3Es(d2s-d2)]p+[(μb+3)dd2i+(1-μb)d316Ebρb-(1+μs)(3-2μs)dd2s+(1+μs)(1-2μs)d316Esρs]ω2=Is+Il(12)其中,式(12)前一项Is为静态过盈量,它与配合面间的压力成正比,而配合面间所需要的最小压力与电主轴所传递的最大转矩成正比[9];式(12)后一项Il是由于离心力作用于内圈和主轴而需要的过盈量,与主轴转速的平方成正比。2.2 温度变化对过盈量的影响电主轴高速旋转时由于电机损耗和轴承摩擦发热,使主轴和轴承温度升高,因此轴承内圈和主轴都会发生径向热膨胀,而由于主轴和轴承的温度不同,材料线膨胀系数可能也不同,会使配合过盈量发生变化。若主轴和内圈之间的温度分布是均匀的,轴承内圈内径在内圈温升ΔTb作用下的径向热位移ubT和主轴外径在主轴温升ΔTs作用下的径向热位移usT可分别按(13)和(14)式计算[10]:ubT=αbΔTbd(13)usT=αsΔTs(1+μs)d(14)式中αb,αs,分别为内圈和主轴材料的线膨胀系数因此,由主轴和轴承内圈温升而引起它们之间过盈量的变化值为:IT=2(ubT-usT)=2[αbΔTb-αsΔTs(1+μs)]d(15)2.3 同时考虑离心力和温升影响时所需要的总过盈量总过盈量I主要由静态过盈、离心过盈和温升过盈3部分组成,此外还受到径向载荷、配合表面粗糙度等因素的影响。文中只讨论前3部分,则:I=Is+Il+IT(16)3 算例以国家高效磨削工程中心研制的电主轴为例,轴承及与之配合的主轴参数为:d=65mm,di=7115mm,ds=35mm;轴承为定压预紧,预紧力为300N,油气润滑方式,工作环境温度为25℃。钢弹性模量,泊松比,密度,线膨胀系数分别为:E1=2106×1011Pa,μ1=013,ρ1=718×103kg/m3,α1=1215×10-61/℃;陶瓷Si3N4弹性模量,泊松比,密度,线膨胀系数分别为:E2=312×1011Pa,μ2=0126,ρ2=312×103kg/m3,α2=312×10-61/℃。把轴承、主轴和轴承座作为一个系统,采用节点网络法[11]分别计算出轴承内圈为钢制和陶瓷制时和与之配合的钢制主轴的温度,如图4和图5所示。图4 转速对钢制内圈和主轴温度的影响图5 转速对陶瓷内圈和主轴温度的影响由式(12)和式(15)分别计算出钢制和陶瓷制轴承内圈与钢制主轴配合所需要的离心过盈量Il和温升过盈量IT,如图6和图7所示。同时考虑离心力和温升所需要的过盈量如图8所示。图6 转速对所需离心过盈的影响・
参考资料：百度百科
