3、间平均接触压力为p0,则拔出力F为:F=p0S。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)图2为过盈配合中轴与套的应力分布,图3为过盈配合后轴与套接触面的形状(变形放大图)。图2过盈配合中轴与套的应力分布图1过盈配合示例图从图3中看出,过盈配合后轴与套接触面不再是过盈配合后,最终轴径D1要收缩到D1′,套内径光滑的,而是由交替凹槽和凸起条组成。一般取轴的D3要扩张到D3′,根据位移协调关系D1′=D3′,因此推导出D1单边收缩量与D3单边扩张量之和等于单边过平均单边收缩量为D1-D1′=0.029mm,套的平均单2D3′D1′D1-D3盈量。由-=
4、0,两边同加单边过盈量,D3′-D3222边扩张量为=0.021mm,两者之和为2整理后得:0.05mm,等于单边过盈量。有限元建模分析时套的外D1-D1′D3′-D3D1-D3+=。表面固定,由于套的扩张受到外表面约束的限制,因222此套的变形小些,关于轴收缩和套扩张量之间的比例D1-D1′D3′-D3其中:为D1的单边收缩量;为D3的关系,刚性弱者收缩(或扩张)量大一些[1,2]。下面将分22单边扩张量。析套外表面自由的情形。收稿日期:2010-07-13;修回日期:2010-08-30作者简介:张敬佩(1975-),女,河北深州人,工
5、程师,硕士,主要从事惯导系统转动调制装置的研究。·196·机械工程与自动化2011年第1期3过盈力与设计参数之间的关系理得:影响过盈力大小的设计参数有:过盈量e、摩擦系D3HF=k0e。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)数、套外径D2、套高度H、套内径D3。通过ANSYSD2-D3对参数进行多方案分析,总结出过盈力的通用计算表D3达式。根据式(7),拔出力还与套高度H、成正D2-D3比,通过有限元分析也证明了这两种关系的存在。表2最大拔出力与套外径D2的关系套外径D2(mm)最大拔出力F(N)140143000160129000180118000
6、200110000220105000图3过盈配合后轴与套接触面的形状(变形放大图)350885903.1过盈力与过盈量、摩擦系数之间的关系3.3比例常数k0的确定表1的有限元计算表明,最大拔出力与过盈量、摩为得到常数k0的较准确值,将多组数据代入式擦系数均成正比,因此接触面间平均压力p0与过盈量(7),得到一组比例常数k0,见表3。关系可以写成:表3比例系数k0的确定p0=ke。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)eD2D3HFk0其中:k为比例常数。将式(2)代入式(1),得到拔出力mmmmmmmmNF:0.10.114010050560
7、000225560.050.052001005011000028025F=p0S=keS。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)0.050.31401005081000021769本计算模型D2=140mm,D3=100mm,H=20.050.0514080501110002730050mm,因此接触面积S=D3H=15700mm,将e=0.050.051409050131000262000.05mm、=0.1、F=290000N代入式(3),得到k=0.050.0514010050143000230003630。总结出计算模型拔出力F与过盈量
8、e、摩擦系数对表3中的数据求平均值得到k0=24800。之间的关系为:当D2/D3比值增大时,k0的值会适当增加。比较F=3630eS。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)式(1)和
