你有一个轴承,和一根轴。
请问:怎么把它们两个连起来?
如果轴外径比孔内径小,丝滑套入,这叫间隙配合。拆装方便,但无法传递扭矩。
如果轴外径和孔内径很接近,勉强套入,这叫过渡配合。定位精度高,拆装说不上难,但传递大扭矩有困难。
如果轴外径比孔内径大呢?用过盈配合。
它相比前两者,定位精度高,连接可靠,还能传递大扭矩,约等于做到了既要又要。
过盈配合可能是轴与轴承之间最常见的连接方式。你随机拆一辆路边的汽车,就能发现很多过盈配合,比如汽车轮毂与轴承的配合。
你肯定疑问:轴比孔大,怎么套入呢?
如果你有钱,买桶液氮,给轴降温它会缩。如果钱不多,买个炉子,给轴承升温它会涨。如果穷,用锤砸,大力出奇迹也能砸进去。
所谓“大厂冻,小厂烧,路边铺子咣咣敲”。不容易,终于点题了。
过盈配合表面上看是利用接触面之间的摩擦力,但其本质上利用的是金属材料的弹性变形:内件被压缩,发生弹性收缩;外件被撑开,发生弹性膨胀。
众所周知,弹性变形的零件会有恢复原状的趋势。这种“想恢复原状”的力,使内外件之间产生强大的压紧力。结合配合面的摩擦系数,就产生了巨大的摩擦力,实现牢固连接。
那么很显然,过盈配合一般都不希望材料发生塑性变形,即无法复原的永久变形。
设计中如何防止塑性变形呢?有限元分析已成为常用且可靠的方式。如果分析发现最大应力超过了材料的屈服强度,赶紧减小过盈量吧,包屈服。
天洑开发的智能结构分析软件AIFEM就具备过盈配合分析能力,内置案例集就有转子过盈配合分析例子,欢迎机械老哥下载体验。
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