過盈裝配的傳動(dòng)軸襯套尺寸設(shè)計(jì)

楊勇新，李紅林，李海強(qiáng)，霍鶴年

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過盈裝配的傳動(dòng)軸襯套尺寸設(shè)計(jì)

楊勇新，李紅林，李海強(qiáng)，霍鶴年

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710201）

與滾針軸承配合的傳動(dòng)軸，長(zhǎng)期使用后會(huì)發(fā)生磨損，更換軸的成本較高。若將磨損部分變更為襯套，則可大大降低服務(wù)成本。通過理論分析，計(jì)算襯套相關(guān)尺寸；接著通過裝配驗(yàn)證，對(duì)理論設(shè)計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)。最終確定此類襯套的設(shè)計(jì)方法。

襯套；過盈；成本

引言

在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)車橋中，由于使用工況惡劣，出現(xiàn)傳動(dòng)軸與滾針配合處軸頸異常磨損，見圖1。這時(shí)只能更換整根軸。為降低維修成本，考慮將異常磨損部分變更為可拆卸的襯套，見圖2。這樣發(fā)生異常磨損后，更換襯套即可。

圖1 傳動(dòng)軸安裝位置及磨損情況

襯套內(nèi)孔與軸外圓采用過盈配合，襯套采用加熱膨脹的裝配工藝安裝于軸上，安裝后襯套外徑會(huì)變大。襯套外徑的增大量Δ與過盈量δ存在一定的關(guān)系。襯套外徑的增大改變了原來的尺寸，也改變了襯套外圓與孔的配合關(guān)系。研究襯套裝配后外徑增大量Δ與過盈量δ之間的關(guān)系有很重要的意義，因?yàn)樽鳛槭褂脝挝豢墒∪ヒr套壓裝后的機(jī)加。

圖2 傳動(dòng)軸安裝襯套

1 理論計(jì)算

裝配前后，襯套都是常溫，雖然其尺寸變化但體積不變。因?yàn)檠b配的過盈量是經(jīng)過校核的，其裝配應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力【σ】，使裝配后的材料只發(fā)生彈性變形，不會(huì)發(fā)生塑形變形。這時(shí)材料的應(yīng)變滿足拉伸的胡克定律。

襯套裝配前后的尺寸變化見圖3。D1、d1為襯套裝配前尺寸，D2、d2為裝配后的尺寸，襯套外徑的增大量為Δd= d2- d1。這里不考慮泊松比，因此按照襯套軸向尺寸不發(fā)生變化考慮。按照裝配前后的截面積不變，則D1和d1之間的面積等于D2和d2之間的面積，因此可建立如下方程：

由式（1）可推出裝配后的襯套外徑尺寸為：

由此可以確定熱裝時(shí)，襯套外徑的增大量為：

襯套外徑的增大量的計(jì)算一定要非常準(zhǔn)確，否則會(huì)造成襯套過盈裝配后間隙配合面尺寸超差。要計(jì)算準(zhǔn)確，裝配前襯套的內(nèi)外徑及軸頸尺寸必須進(jìn)行測(cè)量。

表1 襯套理論計(jì)算尺寸

2 驗(yàn)證效果

經(jīng)上述理論計(jì)算可得知，襯套壓裝后，其外徑尺寸d2可滿足設(shè)計(jì)要求。因此按照?qǐng)D紙要求，安排裝配驗(yàn)證。襯套裝配前后，相關(guān)具體尺寸見表2（這里隨機(jī)選取4組數(shù)據(jù)進(jìn)行說明）。

從表2數(shù)據(jù)可看出，裝配后測(cè)量襯套外徑d，雖然與預(yù)期尺寸d2有出入，但都符合產(chǎn)品圖紙的要求，滿足使用要求。

表2 襯套安裝檢測(cè)尺寸

3 結(jié)論

過盈裝配的襯套，裝配產(chǎn)生的應(yīng)力小于襯套材料的許用應(yīng)力【σ】，材料只發(fā)生彈性變形，不會(huì)發(fā)生不規(guī)則的塑形變形，不考慮泊松比，裝配前后襯套橫截面積不變。根據(jù)此規(guī)律，按照襯套裝配后要求，可計(jì)算出襯套壓裝前的外徑尺寸。

通過大量的裝配驗(yàn)證，壓裝后的襯套尺寸符合設(shè)計(jì)要求，可滿足使用。此方法推廣應(yīng)用后，可大大降低同類產(chǎn)品的售后服務(wù)成本。

[1] GB/T5371-2004《極限與配合過盈配合的計(jì)算與選用》機(jī)械工程手冊(cè)第四篇.機(jī)械工業(yè)出版社,1978.12版.

The size design of bushing which is interference fit on transmission shaft

Yang Yongxin, Li Honglin, Li Haiqiang, Huo Henian

( Shaanxi Hande Axle Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710201 )

The transmission shaft matched with the needle bearing will wear after long term using, and the cost of replacing the transmission shaft is very high. If the worn part is changed into a bushing, the cost of service can be reduced greatly. The related dimensions of the bushing are calculated through theoretical analysis. The design method of this kind of bushing is determined finally.

Bushing; interference; cost

B

1671-7988(2018)20-218-02

U463.216+.2

B

1671-7988(2018)20-218-02

U463.216+.2

楊勇新，就職于陜西漢德車橋有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.079