机械联结方式之过盈配合

摘要：过盈配合联结是一种机械连接方式，其定义是通过零件的尺寸差异（即孔的尺寸小于轴的尺寸）产生弹性压力，由于结合处材料的弹性变形和装配过盈量，在配合表面间产生正压力，工作时依靠此正压力产生的摩擦力来传递转矩、轴向力或二者的复合载荷，使零件紧密贴合，从而实现牢固的连接

过盈配合联结是一种机械连接方式，其定义是通过零件的尺寸差异（即孔的尺寸小于轴的尺寸）产生弹性压力，由于结合处材料的弹性变形和装配过盈量，在配合表面间产生正压力，工作时依靠此正压力产生的摩擦力来传递转矩、轴向力或二者的复合载荷，使零件紧密贴合，从而实现牢固的连接。

这种连接方式广泛应用于需要传递扭矩、轴向力或承受冲击载荷的场合，如机械传动、轴承、齿轮、轮毂等部件中。今天小维和大家聊一聊，使用过盈配合关系的注意事项和设计要点。

过盈配合联接的优点是：结构简单，定心性好，承载能力高，承受变载荷和冲击的性能好。因此，常用于曲轴的联接，滚动轴承和轴、齿轮和轴等的联接。其缺点是：配合面加工精度要求高，装拆困难。

过盈配合联接分无辅助件和有辅助件两大类。前者应用广泛，其配合面大多为圆柱面，也有圆锥面。

圆柱面过盈配合联接的装配方法有压入法和温差法。过盈量或尺寸较小时，一般用压入法装配。压入法装配，是在常温下利用压力机将被包容件直接压入包容件中，因而工艺简单。但在压入过程中配合表面难免要擦伤，降低联接的紧固性。过盈量或尺寸较大，或对联接质量要求较高时，常用温差法装配。

温差法装配，是加热包容件或冷却被包容件，也可同时加热包容件和冷却被包容件，安装时形成装配间隙。装配时，零件表面不被擦伤，因此联接强度比压入法高，但是工艺较复杂。一般是在油中或电炉中加热，冷却多用液态空气（沸点为-194℃）或固态二氧化碳（又名干冰，沸点为-78.5℃）。

圆柱面过盈配合联接可做成可拆和不可拆联接。过盈量较小时，一般拆卸容易；较大时，一般不能拆卸。拆卸时配合面易被擦伤，为了保证多次装拆后的配合仍能具有良好的紧固性，可采用液压拆卸，即在包容件和（或）被包容件上制出油孔和油沟，从油孔和油沟内注入高压油，涨大包容件的内径，缩小被包容件的外径，从而使联接便于拆开。

圆锥面过盈配合联接，是利用包容件与被包容件相对轴向位移压紧获得过盈配合。其轴向位移和压紧，可通过螺纹联接或压注高压油来实现(如下图)。螺母压紧联接常用于轴端。高压油装配不需很大的轴向力，配合面不易擦伤。这种联接多用于承载较大且需多次装拆的场合，尤其适用于大型零件如轧钢机械、螺旋浆尾轴等。

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过盈量：过盈量的大小直接影响连接的强度和可靠性。过盈量过大可能导致材料疲劳或塑性变形，而过小则可能无法保证连接的稳定性。

接触压力：通过计算接触压力，可以评估连接件在工作时的承载能力和磨损情况。

表面粗糙度：配合面的表面粗糙度对摩擦力和磨损有重要影响，需根据具体应用选择合适的粗糙度值。

载荷类型：根据传递的扭矩、轴向力或冲击载荷的大小，选择合适的过盈配合类型和公差等级。

1.轴孔过盈配合时，要有导向功能，即需要有倒角（孔轴都要有一定倒角，即相配的两零件入口处都应作出倒角，或起引导作用的锥面）。

2.过盈配合件间要有明确的机构定位（需设计有轴肩、凸台等确保产品过盈配合的深度）。

3.避免同时压入两个过盈面（两个过盈配合面同时压入或几乎同时压入，装配是非常困难的，应设计成另个配合面能逐个压入）。

4.锥面配合时，不能有定位结构（如端面进行定位，就会导致两锥面之间可能存在间隙而失去配合关系）。

5.在盲孔中装入过盈配合应考虑排出空气，如果孔内部形成封闭空间，使安装困难，拔出时内部形成真空，拔出更为困难。为避免形成封闭空间，必须设置供通气用的小孔或者内槽（同时这样做也能方便模具出模）。

6.在同一尺寸轴上进行深的过盈配合，其嵌入和卸出都困难，要把带有过盈量的长度限制在必要的最小尺寸，而使其他部分稍有间隙，方便嵌入（另外机加工轴较长的话，只把配合关系部位精度设计到满足要求，其他部分根据结构做大一些或小一些精度低一些，这样加工也方便，成本也较易控制）。

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