【国家标准(GB)】 公差与配合 过盈配合的计算和选用

1引言
中华人民共和国国家标准
公差与配合
过盈配合的计算和选用
Tolerances and fits
The calculaton and selection of interference fits1.1本标准适用于光滑圆柱面在弹性范围内的过盈联结计算和过盈配合的选用。1.2与本标准相关的国家标准
GB1800—79《公差与配合
GB1801—79《公差与配合
总论标准公差与基本偏差》，
尺寸至500mm孔、轴公差带与配合》，UDC 621.753
GB 5371-85
GB1802—79《公差与配合
尺寸大于500至3150mm常用孔、轴公差带》；GB180379《公差与配合尺寸至18mm孔、轴公差带》。2术语
2.1过盈量8
过盈的绝对值。
2.2基本过盈量8，
选择过盈配合的基准值。对基孔制配合，其值等于轴的基本偏差的绝对值，对基轴制配合，其值等于孔的基本偏差的绝对值（图1）。国家标准局1985-09-17发布
1986-07-01实施
轴公差带
dmmx=+轴的公差
dmin=-孔的公差
避基孔制
GB 5371—85
2.3过盈联结
利用过盈量使包容件和被包容件形成的固定联结。2.3.1纵向过盈联结
用压人法实现的过盈联结。
2.3.2横向过盈联结
用胀缩法实现的过盈联结。
2.4结合面
在过盈联结中，包容件和被包容件相接触的表面。2.5结合直径d，
结合面的基本直径（图2）。
2.6结合长度1，
结合面的基本长度（图2）。
2.7直径比g
相配合的包容件和被包容件的小直径与大直径的比值。T
轴公差带
8m#x=5g+孔的公差
5min=8。-轴的公差
b基轴制
包容件直径比g.等于结合直径d,除以包容件外径d，（图2）。被包容件直径比gi等于被包容件内径d，（图2）除以结合直径dr。2.8相对过盈量
过盈量8与结合直径d,的比值。
2.9压平深度S
GB 5871—85
包容件或被包容件结合面的表面粗糙度被压平部分的深度，S。或S；（图3）。AA
2.10压平量
由于压平深度而使过盈蛋减小的部分。其值等于包容件的压平深度S，和被包容件的压平深度S之和的两倍。
2.11结合压力ps
作用在结合面上的压力。
2.12直径变化量e
由于结合压力而使相配合的孔、轴直径变化的量。包容件直径变化量e,为包容件内径的扩大量。被包容件直径变化量e;为被包容件外径的缩小量。2.13有效过盈量6。
在过盈联结中起作用的过盈量。其值等于包容件直径变化量e，和被包容件直径变化量e;之和。2.14压人力Pxi
在实现纵向过盈联结的过程中施加的最大轴向力。2.15压出力Pxe
在解脱过盈联结的过程中施加的最大轴向力。8符号
计算用的主要符号、含义和单位列于表1。符号
过盈量
有效过盈量
基本过盈量
结合直径
包容件外径
被包容件内径
结合长度
GB5371—85
续表1
包容件直径比
被包容件直径比
包容件的压平深度
被包容件的压平深度
包容件直径变化量
被包容件直径变化盘
结合压力
压人力
压出力
轴向力
传递力
摩撤系数
泊松比
屈服极限
强度极限
弹性模册
微观不平度十点高度
轮廓算术平均偏差
注：除另有说明外，表中符号再加下标“a”表示包容件，“”表示被包容件。4计算和选用
4.1计算基础
4.1.1本计算以两个简单厚壁圆筒在弹性范围内的联结为计算基础。弹性范围系指包容件和被包容件由于结合压力而产生的变形与应力成线性关系，亦即联结件的应力低于其材料的屈服极限（o。或α0.2）。4.1.2
计算的假定条件
包容件与被包容件处于平面应力状态，即轴向应力o，=0包容件与被包容件在结合长度上结合压力为常数，材料的弹性模摄为常数：
计算的强度理论，按变形能理论。d
直径变化量的计算公式
包容件直径变化量e：
被包容件直径变化量e：
有效过盈量§。
GB 5371--85
o=e,+e;
4.1.4对于几何形状特殊或具有特殊应力的过盈联结，需进行附加计算。
4.2计算方法
过盈联结采用公式法进行计算，也可采用图算法进行计算，图算法见附录C（参考件）。4.3计算公式
4.3.1过盈联结传递负荷所需的最小过盈量，可按表2的公式进行计算。表2
计算内容
传递负荷所需
的最小结合压
包容件直径比
被包容件直径比
传递扭矩
承受轴向力
传递力
包容件传递负荷所需的最小直
径变化量
被包容件传遵负荷所需的最小
直径变化量
传递负荷所需的最小有效过盈
考虑压平量的最小过盈量
Pt min
Pt min
Pi min
.d2.i,.μ
元·d,.i,·u
t+d,-l,+h
e, min= Pt min'E.
eimia= Pt mia
Smin=e,min +ei min
Omin=8.min+2(S,+S)
对实心轴4，=0
C.值可查表4Www.bzxZ.net
C,值可查表4
对纵间过盈联结取,
S,=0.4R..
4.3.2过盈联结件不产生塑性变形所容许的最大有效过盈量，可按表3的公式进行计算。151
计算内容
包容件不产生塑性变形所容许
的最大结合压力
被包容件不产生塑性变形所容
许的最大结合压力
联结件不产生塑性变形的最大
结合压力
联结件不产生塑性变形的传递
包容件不产生塑性变形所容许
的最大直径变化量
被包容件不产生塑性变形所容
许的最大直径变化量
联结件不产生塑性变形所容许
的最大有效过盈量
GB 5371---85
塑性材料：
Phmax=aas
脆性材料：
Pra max = b
塑性材料：
Pri max=c a,
脆性材料：
Pri max = c
P: max取pta max和
Pr mx中的较小者
F,=prmaxn+d,-l, oμ
Pr mx*d
de max =ea max +ei max
0、b值可查图4
c值可查图4
实心轴g,= 0
此时c=0.5
u值可查附录A中表A1或表A2
C.值可查表4
C,值可查表4
GB 5371--85
系数C,和c
e：462
4.或9：
GB 5371—85
续表4
配合的选择
4.4.1过盈配合按GB1800~1803的规定选择。u, = 0.3
选出的配合，其最大过盈量【omax】和最小过盈量【omin】应满足下列要求：4.4.2
保证过盈联结传递给定的负荷
[omin] >Omin
保证联结件不产生塑性变形
[8mx]<5emax
配合的选择步骤：
初选基本过盈量%
Omin +Oe.mex
一般情况，可取
当要求有较多的联结强度储备，可取d。mux>dp>
Ominto。
当要求有较多的联结件材料强度储备时，可取Smino
Omia +o。mx
按初选的基本过盈量6和结合直径d，由图5查出配合的基本偏差代号。b.
按基本偏差代号和5。mx5min由GB1800~1803确定选用的配合。c
校核计算
过盈联结的最小传递力F，min和联结件的最大应力gmx，可按表5的公式进行校核计算。1.
算内容
最小传递力
包容件的最大应力
被包容件的最大应力
GB 5371-85
Ftmia=Ept min}n·d,l,·u
塑性材料：
【pr max]
脆性材料：
[p, max
Cpt mia] +
CPtmax
(om-)- 2(S,+S.)
[omax]
包容件的外径扩大量和被包容件的内径缩小量可按表6的公式进行计算。表6
计算内容
包容件的外径扩大量
被包容件的内径缩小
2 pr.d,g.?
E(1-q)
E(1 -gt)
p取（ptmax】或Eprmn】
P【pt man】或Ept ma】
GB 5371—85
美美美美美美美
AAAATAA
OP 0%
100000
08~094
0 ~81
-81~01
dr mn
钢-钢
钢-铸钢
钢～结构钢
GB 5371--85
附录A
弹性模量、泊松比和线膨胀系数表常用材料的摩擦系数、
(参考件）
表A1纵向过盈联结的摩擦系数
钢一优质结构钢
钢-青铜
钢-铸铁
铸铁一铸铁
钢-钢
钢-铸铁
钢一铝镁合金
0.07~0.16
0.12 ~0.15
0.15~0.25
横向过盈联结的襟系数
结合方式润滑
油压扩径，压力油为矿物油
油压扩径，压力油为甘油，结合面排油干净在电炉中加热包容件至300℃
在电炉中加热包容件至300℃以后；结合面脱脂油压扩径，压力油为矿物油
无润滑
0.05~0.13
0. 03 ~ 0. 06
0. 05~0.10
0.05~0.10
摩擦系数
0.10～0.15
碳钢、合金钢、
合金结构钢
灰口铸铁
HT15- 33
HT 20- 40
灰口铸铁
HT 25 - 47
HT 30 - 54
可锻铸铁
非合金球墨铸铁
铝合金
镁合金
GB 5371—85
弹性模量、泊松比和线膨胀系数表A3
弹性模遣
200 , 000 ~ 235 ,000
70, 000 ~80, 000
105 , 000 ~ 130, 000
90,000 ~100,000
160 , 000 ~ 180, 000
85,000
69,000
40,000
0.24~0.25
0.24~0.26
0.28~0.29
0.36 0.37
0.32~0.36
线膨胀系数
10~6/℃
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