GBT 15755-95 圆锥配合的计算与选用

中华人民共和国国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 GB/T 15755一1995 圆锥过盈配合的计算和选用 The calculation and selection of cone interference fits 1 主题内容与适用范围 本标准规定了圆锥过盈联结的型式、计算和圆锥过盈配合的选用。 本标准适用于光滑圆锥面在弹性范围内利用油压装拆的过盈联结计算和过盈配合的选用。 2 弓1用标准 GB 157 锥度与锥角系列 GB 180。 公差与配合 总论 标准公差与基本偏差 GB 1801公差与配合 尺寸至500 mm孔、轴公差带与配合 GB 1802 公差与配合 尺寸大于500至3 150 mm常用孔、轴公差带 GB 5371 公差与配合 过盈配合的计算和选用 GB 11334 圆锥公差 GB 12360 圆锥配合 3 定义 本标准采用引用标准中所给定的有关术语和定义。 4 符号 计算用的主要符号、含义和单位见表1. 表 1 符 号 含 义 单 位 8 过盈量 nim S 有效过盈量 m m d f, 结合面最小图锥直径 盆n们1 drz 结合面最大圆锥直径 m m dm 结合面平均圆锥直径 口1m d. 包容件外径 们飞rn d. 被包容件内径 m n1 If 结合长度 m m 国家技术监督局1995一11一23批准 1996一07一01实施 GB/T 15755一1995 续表 1 符 号 含 义 单 位 C 结合面锥度 r= 包容件直径比 g胜 被包容件直径比 S. 包容件压平深度 m m S; 被包容件压平深度 m m 几 包容件直径变化量 nlnl 己‘ 被包容件直径变化量 m m P 结合压力 MPa Y. 装拆油压 MPa M 扭矩 N ·mm 凡 轴向力 N F 传递力 N 尸， 压入力 N 尸， 压出力 N △PB 中间套变形所需压力 M N E. 轴向位移量 们.们i d 中间套圆柱面直径 nl幻1 dru 中间套最小圆锥直径 nlnl dra 中间套最大圆锥直径 m nl X 中间套与相关件配合间隙 m m K 安全系数 户 摩攘系数 卜 泊松比 几 屈服极限 MP. 口卜 强度板限 M Pa E 弹性模量 MPa R. 轮廓算术平均偏差 m m 注 除另有说明外，表中符号再加下标“a”表示包容件;“1”表示被包容件。 Gs/T 15755一1995 5 圆锥过盈联结的特点、型式及用途 5.1 圆锥过盈联结的特点 a. 包容件和被包容件无需加热或冷却就能进行装配; b. 可实现较小直径的装配; c. 当轴向定位要求不高时，可得到配合零件的互换性; d. 可通过控制轴向位移来精确地调整其过盈量; e 可实现多次拆装，并不损伤其结合面。 5.2 圆锥过盈联结的型式及用途 圆锥过盈联结有以下两种型式: a. 不带中间套的圆锥过盈联结(见图1) 用于中、小尺寸，或不需多次装拆的联结。 图 1 b. 带中间套的圆锥过盈联结(见图2、图3) 用于大型、重载和需多次装拆的联结。图2为带外锥面中间套的圃锥过盈联结;图3为带内锥面中 间套的圆锥过盈联结。 图 2 图 3 GB/T 15755一1995 6 计算和选用 6.， 计算基础与假定条件 本计算以两个简单厚壁圆筒在弹性范围内的联结为计算基础。 计算的假定条件为:包容件与被包容件处于平面应力状态，即轴向应力。:二。;包容件与被包容件在 结合长度上结合压力为常数; 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的弹性模量为常数;计算的强度理论，按变形能理论。 62 计算要点 圆锥面过盈联结的计算与GB 5371规定的圆柱面过盈联结计算相同，但应注意下列各点: a. 结合直径d‘应以结合面平均圆锥直径d二代替，即: d。一d:一C·1, 或d。一d?+C·l, 或d二一告(d?十dfz ) 材料是否产生塑性变形，应以装拆油压进行计算。装拆油压一般比实际结合压力大lo% 0 用油压装拆时，结合面间存在油膜，因此装拆时的摩擦系数与联结工作时的摩擦系数不同。在 联结工作时的摩擦系数，推荐取k=0. 12;用油压装拆时的摩擦系数，推荐取K=0. 02, d 圆锥过盈联结的锥度C，推荐选用1:20,1:30,1:50。其结合长度推荐为1,<-l. 5d?, 6.3 计算公式 6.3.1 圆锥过盈联结传递负荷所需的最小过盈量，可按表2的公式进行计算。 表 2 序 号 计 算 内 容 计 算 公 式 说 明 1 传递负荷所需的 最小结合压力 传递扭矩 2M ·K pry一."d .1 '.下 根据联结的重要程度，推荐 K=1. 2^ -3 联结工作时摩擦系数，尸值 查GS 5371中附录A推荐 1= 0.12承受轴向力 Pfwt一F, "KprM}=n . dm " 1, " N 传递力 勿一_F,Pr} a dm令N /_。I2M c声=n!尸‘“十1.二esl v 、“m1 2 包容件直径比 q一d?4+= d, 3 被包容件直径比 4‘一_d;dm 对实心轴4.二。 4 包容件传递负荷所裔的最小直 径变化量 好一p、·dm·C, c一 l+v.'十嵘C,值可查GB 5371中表4 Gs/T 15755一1995 续表 2 序 号 计 算 内 容 计 算 公 式 说 明 5 被包容件传递负荷所需的最小 直径变化量 ei-.=pim,.·会·Ci· Ci一_l +q;'1-q.'一1.C值可查GB 5371中表4 6 传递负荷所斋的最小有效过盈 量 5.,.,.=e.??,+e二。 7 考虑压平量的最小过盈量 Bm.=S-。十2。(S.+ Si ) 不带中间套: S.= 1. 6尺二 Si =1.6 R. 带中间套: S.=1. 6(R..十R.-) S. =1. 6 (R?+R.;J 6.3.2 圆锥过盈联结件不产生塑性变形所容许的最大有效过盈量，可按表3的公式进行计算。 表 3 序 号 计 算 内 容 计 算 公 式 说 明 1 包容件不产生塑性变形所容许 的最大结合压力 塑性材料: 户i.n..=a.口. 脆性材料: P'._二一。·Q2-3 一斋 “一_1-q.`1 +q.' a、‘值可查GB 5371中图4 2 被包容件不产生塑性变形所容 许的最大结合压力 塑性材料: pr .=c.a,; 脆性材料: P-一‘·合 一2 ‘值可查GB 5371中图4 对实心轴q;=0 此时c=0. 5 3 联结件不产生塑性变形的最大 结合压力 P-.取Pi.二和Pl,，中的较小者 4 包容件不产生塑性变形所容许 的最大直径变化量 e.一pi. " d.,E..C. C.一释+、C.值可查GB 5371中表4 5 被包容件不产生塑性变形所容 许的最大直径变化量 。一、一pf-E一dm.。 G一怒一Ci可查GB 5371中表4 6 联结件不产生塑性变形所容许 的最大有效过盈量 Ssms-P.?s+Pims 328 GB/'r 15755一1995 6.4 圆锥过盈配合的选用 6.4.1 过盈配合联结件的圆锥公差按GB 11334中4. 2a条给定。即:给出圆锥的理论正确圆锥角a(或 锥度C)和圆锥直径公差TD。由T。确定两个极限圆锥。此时，圆锥角误差和圆锥的形状误差均应在极限 圆锥所限定的区域内。 当圆锥角公差、圆锥的形状公差有更高的要求时，可再给出圆锥角公差AT,圆锥的形状公差Tb"此 时，八T和T，仅占TD的一部分。 6.4.2 选出的配合，其最大过盈量CS-,)和最小过盈量CS?,;.)应满足下列要求; a. 保证过盈联结传递给定的负荷 CSm;o) >sm;} b. 保证联结件不产生塑性变形 CS?,..)(S.}u. 6.4.3 配合的选择步骤 6.4. 3门 对结构型圆锥过盈配合 a. 确定配合基准制，推荐优先选用基孔制。 b. 初选基本过盈量Sb 一般情况，可取a,--8-1. +S.。二 2 当要求有较多的联结强度储备时，可取 S-.二>Sy> 当要求有较多的联结件材料强度储备时，可取 8-+a.... 2 _。 _S- +Sem.. Omin气Ob久-一1— 。 c 按初选的基本过盈量氏和以基本圆锥直径(一般取最大圆锥直径)为基本尺寸，由GB 537工中 图5查出配合的基本偏差代号。 d. 按查出的基本偏差代号、基本圆锥直径和蠕“、氏‘。，由GB 1801^-1802确定选用的配合和内、 外圆锥直径公差带。 6.4-3.2 对位移型圆锥过盈配合 a.确定内、外圆锥直径公差带，其基本偏差，推荐选用H,h.Js,Is，公差等级按GB 1800选取。 b 对有基面距要求的圆锥过盈配合，应根据基面距的尺寸公差要求，按GB 12360附录C计算选 取内、外圆锥直径公差带。 c. 按6.4.2条的规定，由GB 1801给出的极限过盈量(或自行确定)选取配合的最大过盈量〔氏翩 和最小过盈量ca-.) d. 按(S-.)和份、二〕计算轴向位移极限值氏二‘-E,~和轴向位移公差T- 二一、。一告·〔‘二·〕 E。一二一告·〔“一二〕 Te=E..。二一E.m}} o 6.5 采用油压装拆圆锥过盈联结时，装配和拆卸的参数可按表4的公式进行计算。 GB/'r 15755一1995 表 4 序 号 计 算 内容 计 算 公 式 说 明 1 确定中间套尺寸 外锥面中间套:d,;1= 1. 03d+3 du,=dr;,+C[1 内锥面中间套:dc,=0. 97d-3 dal=drz-Cl, 带中间套的圆锥过盈联 结须进行此项计算 2 中间套与相关件圆柱面 配合 外锥面中间套: 推荐:d-<100 mm时按豁 d>10。一200 mm时按旨; d>200 mm时按景。 内锥面中间套: 推荐:d-<100 mm时按黔 d>100 mm 8M豁 3 中间套与相关件回柱面 配合极限间隙 按GB 1800的规定计算: Xm? Xm,. 计算中间套变形所需压 力时按最大间隙 4 轴向位移的极限值 不带中间套: E,m;。一告·(S.;e) E-=告·。。一〕 带中间套: E.一告·(cam.)+x一二} :一告·、〔、二〕+、一二， 5 装配时中间套变形所需 压力 、，一E"X_.C1一{要}“〕 ‘忆召 、“你 1 6 配合的最大结合压力 不带中间套: CS-) }P- .J- 盯 ，丫 . 、 ， 1 aml 十 lr l 、。皿 乙‘了 带中间套: 〔，、二〕一，Cs}..) , + OP 」 . 气 . 、训: 、 am l 十 气声.I 、乙. c; 翔 GB/T 15755一1995 续表 A 序 号 计 算 内容 计算 公 式 说 明 7 装拆油压 P.- 1. 1·Cp,-.) 应使P, 表 A3 序 号 项 目 结 果 说 明 1 选择配合的要求 C8m;0>0. 449 1 mm c6-.)<0. 905 1 mm 2 确定内、外圆锥直径 公差带 选取:内锥 H7 外锥 h6 3 选定过盈量 H7 A6 CS-)=0. 533 mm ca-〕二0, 626 mm 已考虑了安全系数， 故使〔8-〕接近Sm?, GB/'r 15755一1995 A4 采用油压装拆参教的计算步骏和结果(见表A4) 表 A4 序 号 项 目 计算公式和计算结果 说 明 ??? ? ? 中间套与相关件圆柱面 的配合间隙 选配合0300 X,o?=0. 121 X,.,.=0. 052 查GB 1801 E..二=(a-〕十X- 0. 626十0.121 C 1 轴向位移的极限值 F- 50 =37.35 mm (S??,)+X-, 0.533+0.121 ，.网...........目， 弓二之 ...目‘，，月 ‘， 11 50 = 32.7 mm 么户r= E·X.二 装配时中间套变形所需 的压力 2d .厂1_{兰}息、 l' l d.) ) 210 000 X 0. 121 竺竺里 ...目..‘......一 目 2X300 =4. 18 MP. ‘〔卜(3_00316 ?? ?? Cp,m?) = (S-,) {C. +E. +△户f 实际最大结合压力 0.626 +4.18 316 X 3.087210 00令+0.7210 000 = 114 MN 装拆油压 P== .卜 CPS.,) .1X 114 = 125. 4拟 Pa P.,一n. .二d?·1, " (V+z ) 压入力 =125.4XaX316一!0.02+亭} =1 493.88 kN Pa=p.’二“·‘小-C2,/ 压出力 一‘25. 4 X.X 31‘一!0.02- 2 1'2 ;a几 GB/T 15755一1995 A5 校核计算(见表A5) 表 A5 序 号 项 目 计算公式和计算结果 说 明 (p二，〕 CB-;.) -2(s,+s,) s = . 1 C. . C、 J，，II 十 ;犷 1 、。. 儿.i 今 O 实际最小结合压力 0.533一 2又 (0.005 12卡0. 005 12) 316 X(3.0210孺7、工 0.70+210 000 S;一: = 89.92 M Pa = O 6火(0.001 6十 001 6 ) 005 12 mm 6米(0.001 6十 001 6) 005 12 mm 取p---0. 12 M:二= 传递扭矩 cp,m..)·R·dm}·1,·p 2 89.92火aX 316'X400火0. 12 2 传递最小负荷 =677 kN ·m 传递力 F-. Cp,-o)·R·dm·1,·p 89.92XRX316X400X0.12 4 284. 84 kN 包容件最大应力 a.--鱼 - 426. 125.4 0. 294 1 1MPa<氏。 被包容件最大应力 11- } P.125.0. 5 =250.8 MP. 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 允许和装拆方便为 准。进油环槽的位置，应放在大约位于包容件的重心处，但不能离两端太近，以免影响密封性。 B1. 5 进油环槽的边缘必须倒圆，以免影响结合面压力油的挤出。 B1.6 为使油压分布均匀，并能迅速建立油压和释放油压，应在包容件或被包容件结合面上刻排油槽: a. 在被包容件的结合面上，沿轴向刻有4-8条均匀分布的细刻线(见图B1). A-A2T1 0.1-0.3 1 A I， ? 。? ? ? ?? 20-25 (20-25)+E. 图B1 b. 也可在包容件的结合面上，刻一条螺旋形的细刻线(见图B2). GB/T 15755一1995 图 B2 B1. 7 需多次装拆或大尺寸圆锥过盈联结，应采用中间套。中间套一般采用45碳素结构钢，并经调质 处理，其硬度241^-286 HB, 川.8 经多次装拆的圆锥过盈联结，由于表面压平过盈量减小，设计压入行程应比计算值加大。.5- 1mm B2 对结合面的要求 62.1 尺寸精度 包容件最大圆锥直径公差按GB 1800规定的IT 6或IT 7选取;被包容件的最大圆锥直径公差按 GB 1800规定的IT 5或IT 6选取。 B2. 2 表面粗糙度: 对圆锥面:当心(180 mm时，R,镇0. 8 km; B2. d.>180 mm时，R,(1.6 jCma 对圆柱面:凡簇1. 6 Km, 3 接触精度: 圆锥面接触率，应不低于80%, 产压力油的选择 ， 通常使用矿物油，推荐油在50℃时的运动粘度为30^-45 mm'/.,??????????????????????????? ? ? ? ﹂ ? ? GB/T 15755一1995 B3.2 油应清洁，不得含有杂质和污物。 B4 装配和拆却 B4.1 装配 B4.1.1 将联结件的结合面擦净，并涂以润滑油。 B4.1. 2 将联结件装在一起，用手推移包容件，直至推不动时为止，以此状态下的位置为压入行程的起 点。 B4.1. 3 压装开始时，轴向压力不能过大。以后随着油压的加大而逐步提高，但不能超过最大轴向压 力。 B4.1. 4 压装之后，轴向压力应继续保持15^-30 min，以免包容件脱出。 B4.1. 5 压装后应放置3h才可承受负荷。 B4.1. 6 压装速度一般为2-5 mm/s, B4.2 拆卸 B4. 2.1 拆卸时高压油应缓慢注入，需5^-10 min才可将套脱开. B4. 2. 2 拆卸时油的压力一般不超过规定值。当拆卸困难时，可适当提高油压，但最大不得超过规定值 的10%. ”·2.3锥度大”圆锥过盈联结件，在油压下脱开时有“卸能力{，一号<0!，必须采取防护措施，防止 包容件自动弹出。 附加说明: 本标准由中华人民共和国机械工业部提出。 本标准由全国公差与配合标准化技术委员会归口。 本标准由机械工业部机械标准化研究所、中国第二重型机械集团公司、二重荃础件厂负责起草。 本标准主要起草人李晓沛、王建农、赵秉厚、俞汉清、赵光发。