大家好,昨天写了一个微头条,是关于过盈配合的压入力计算方法的。由于微头条的篇幅限制,所以写的不是很详细。那么有朋友让我写个一个详细的过程,这里呢我就给大家做个过盈配合的案例,写一下具体的过程。视频我就不录了,因为这是我专栏里的内容,而专栏是视频的。下面是微头条的内容。两种办法,一种是SolidWorks有限元分析的方法,一种是Excel表格的方法。
微头条内容
关于过盈配合,我们经常用的是知道过盈求压入,压出的力。或者是知道压入、压出力的大小,反过来求过盈量。今天要研究的是前者,知道过盈量求压入,压出力。一般情况下,压出力力是压入力的1.3~1.5倍,所以我们就只要求出压入力就可以了。另外就是压力机的选择,一般为压入力的2.5倍到3.5倍。
下面开始求解过程。我使用的是SolidWorks2019 中的simulation有限元分析软件。还有一张电子表格,里面带公式,添加写数字就可以得出结果很方便。这个表格提供下载。私信我,回复“simulation”就可以。
一、用SolidWorks建模并分析
轴套的外径是100mm,内径70mm。中间轴的直径为70.1mm。也就是说过盈量是0.1mm。
爆炸图
打开simulation插件,建立一个静应力分析算例,注意把“2D简化”勾选上
设置2D简化,内容如下图
设置材质和接触面。材质这里就不截图了,用的是合金钢。接触面使用相触面组中的冷缩配合。这里注意一下,由于使用的是2D简化,所以这里选择轴套和轴的两个面就可以,不用选择边线。
设置算例属性,注意解算器选择Direct sparse和选择惯性卸除
设置好后开始运算,得到应力值
这里我们要注意一下。这个应力值是个综合值,也就是说X,Y,Z方向的应力都在一起了。我们要计算压入力的时候,用的是轴法线方向的应力,因此我们要从新添加一个X方向的应力值,并且设置中心轴。最终得到接触面的X方向的法相应力为7.96乘10的7次方(下面图蓝色的区域)。不用看负号,那是方向。对大小没影响。
二、用表格计算
填写表格,结合长度,摩擦系数、最大过盈量,最小过盈量,被包容件内径,配合直径,包容件外径填写就好,因为公差配合标注的时候有上限和下限,所以有最大值,最下值。这里我们只填写最大值。后面附上摩擦系数表。
填写后,表格会自动生成结果。最大压力(红色圈起来的部分)和我们上面SolidWorks simulation仿真计算出来的数值7.96乘10的7次方是差不多的。 这里要注意一下单位。单位统一后,一个是76.5,一个是79.6。我们可以认为两者的结果是相等的。
三、求得最终压入力
如果用表格计算的话,压入力是可以读出来的。那么这个压入力是怎么来的呢。其实很简单。压入力就是摩擦力。摩擦力等于正压力乘摩擦系数。那么我只要结局正压力的问题就可以了。
正压力等于什么呢?正压力等于压强乘面积。压强就是我们上面求出的应力了。也就是79.6MPA。面积就是接触面积。 具体计算过程就不算了。相信大家会。
总结:
1、摩擦系数表格
2、实际上,压入力还和表面粗糙度也有关系的。大家可以自行研究一下。 这篇文章就不研究了。
3、表格的使用方法其实很简单。上面有公式。大家可以看看公式的内容,可以更好的理解压入力的计算过程。
4、Excel表格是我们必会的一个软件,搞机械设计这个必须会,如果不会请学习学习。因为在SolidWorks中,很多地方都要用到表格。钣金,步路统统需要表格。因为大量的配置不可能手工一个一个的去编辑。
5、用SolidWorks simulation有限元分析计算的应力是压强。我们要注意一下。在计算过程中,要乘上面积后再乘摩擦系数。
6、表格中的过盈量就是直径的差,不要在除以2。除以2是不对的。
7、注意被包容件,包容件的数值,别填错了。
8、弹性模量和泊松比可以在SolidWorks中的材料中找到。注意单位的换算。
最后如果大家还有什么不明白的地方,可以留言质询,知无不言。也可以给些意见和建议。欢迎大家留言。