理论教育 如何确定热套件的过盈量?

如何确定热套件的过盈量?

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)按运行时的最大转速求热套件不发生分离时所需的过盈在电机上采用热套件配合的零部件,大部分是套在轴上的圆环状的零部件,前者称“衬件”,后者称“套件”,如图3-44所示。显然,套件在受力上处于不利的状况下,故仅计算套件。式即为传递最大转矩时所需的在半径方向上的过盈量。

如何确定热套件的过盈量?

(一)按运行时的最大转速求热套件不发生分离时所需的过盈

电机上采用热套件配合的零部件,大部分是套在轴上的圆环状的零部件,前者称“衬件”,后者称“套件”,如图3-44所示。

显然,套件在受力上处于不利的状况下,故仅计算套件。本节以b=b′为例,其他情况见本章参考文献[5]。

在离心力作用下,套件的内圆及衬件的外圆将分别产生径向“位移”——u1ω及u′2ω:

u1ω=9.8γω2R23λω1/(gE)(cm)

u′2ω=9.8γω2 R′23λω′2/(gE)(cm) (3-40)

式中γ——材料密度,对钢,取7.85×103kg/cm3

ω——旋转角速度(rad/s);

R2R2′——分别为套件的外半径(cm),衬件的外半径(cm);

g——重力加速度,取g=980cm/s2

E——钢的弹性模量,碳钢取2.0×107N/cm2

λω1λω2——套件、衬件的柔度。

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式中,μ泊松比,对碳钢,取μ=0.24~0.28。

设配合面的接触压强p,则在压力的单独作用下,使套件内圆产生的径向位移u11

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式中Rδ——套件、衬件套在一起后的共同半径(cm),计算时可取RδR1R2

b——衬件宽度(cm);

η1——套件、衬件配合面间摩擦系数,它与合面间压强p有关,见图3-45,为安全起

见,可取η1≈0.05;

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图3-44 环与实心轴过盈配合示意图

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图3-45 套件和衬件之间的摩擦系数与配合面上的压强的关系(www.daowen.com)

注:上限用于计算解开所需的轴向力;下限用于计算配合零件转矩传递最大值。

Tm——电机的最大转矩倍数;

km——摩擦力矩安全系数,取km≈1.2~1.3;

PN——电机额定功率(按1kW≈105N·cm/s代入式(3-44))。

衬件外缘的径向位移(受到压缩,方向与u11相反)u′22

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在旋转惯性力和接触压强同时作用下,套件的内缘的径向位移δ1

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衬件外缘的径向位移−δ2

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配合公差δ=δ1+δ′2=9.8γω2R23λω1/(gE)−9.8γω2R′23λ′ω2/(gE)+pR2λ11/E+pR′2λ′22/E(cm)(3-48)

设决定配合公差的条件为“松脱转速”ω0,即在ω=ω0时,p=0,则配合公差为

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式(3-49)即为按给定的配合公差δ,即所求的在半径方向的过盈量。若要使δ值具有一定的安全裕度,可在ω0值上考虑:可令ω0=1.1~1.3nmax,nmax为电机工作时可能出现的最大转速。

将式(3-49)代入式(3-48),解出p:

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式(3-50)为在给定的ω0的条件下,计算在各种ω的条件下接触压强的公式,式(3-51)为未转动时的接触压强,它是在各种转速下的最大值。

(二)按所承受的转矩求所需的过盈量

电机产生最大转矩Tm时的角速度ω=ωm[ωm≈(0.7~0.8)ωN,ωN为额定角速度],将式(3-44)代入式(3-48)得

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式(3-52)即为传递最大转矩时所需的在半径方向上的过盈量。将式(3-52)和式(3-48)中消去δ,便得出在各种角速度ω下求取接触压强的公式。

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式(3-53)为在不同角速度ω下传递扭矩时的接触压强。其中pmax、Rδ、b及η1的含义及取值与式(3-51)及式(3-44)中的相同。

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