過盈裝配的傳動軸襯套尺寸設計

楊勇新，李紅林，李海強，霍鶴年

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過盈裝配的傳動軸襯套尺寸設計

楊勇新，李紅林，李海強，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軸，長期使用后會發生磨損，更換軸的成本較高。若將磨損部分變更為襯套，則可大大降低服務成本。通過理論分析，計算襯套相關尺寸；接著通過裝配驗證，對理論設計進行校驗。最終確定此類襯套的設計方法。

襯套；過盈；成本

引言

在轉向驅動車橋中，由于使用工況惡劣，出現傳動軸與滾針配合處軸頸異常磨損，見圖1。這時只能更換整根軸。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。這樣發生異常磨損后，更換襯套即可。

圖1 傳動軸安裝位置及磨損情況

襯套內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，安裝后襯套外徑會變大。襯套外徑的增大量Δ與過盈量δ存在一定的關系。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系。研究襯套裝配后外徑增大量Δ與過盈量δ之間的關系有很重要的意義，因為作為使用單位可省去襯套壓裝后的機加。

圖2 傳動軸安裝襯套

1 理論計算

裝配前后，襯套都是常溫，雖然其尺寸變化但體積不變。因為裝配的過盈量是經過校核的，其裝配應力小于材料的許用應力【σ】，使裝配后的材料只發生彈性變形，不會發生塑形變形。這時材料的應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，襯套外徑的增大量為：

襯套外徑的增大量的計算一定要非常準確，否則會造成襯套過盈裝配后間隙配合面尺寸超差。要計算準確，裝配前襯套的內外徑及軸頸尺寸必須進行測量。

表1 襯套理論計算尺寸

2 驗證效果

經上述理論計算可得知，襯套壓裝后，其外徑尺寸d2可滿足設計要求。因此按照圖紙要求，安排裝配驗證。襯套裝配前后，相關具體尺寸見表2（這里隨機選取4組數據進行說明）。

從表2數據可看出，裝配后測量襯套外徑d，雖然與預期尺寸d2有出入，但都符合產品圖紙的要求，滿足使用要求。

表2 襯套安裝檢測尺寸

3 結論

過盈裝配的襯套，裝配產生的應力小于襯套材料的許用應力【σ】，材料只發生彈性變形，不會發生不規則的塑形變形，不考慮泊松比，裝配前后襯套橫截面積不變。根據此規律，按照襯套裝配后要求，可計算出襯套壓裝前的外徑尺寸。

通過大量的裝配驗證，壓裝后的襯套尺寸符合設計要求，可滿足使用。此方法推廣應用后，可大大降低同類產品的售后服務成本。

[1] GB/T5371-2004《極限與配合過盈配合的計算與選用》機械工程手冊第四篇.機械工業出版社,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