CN102155496B - 一种确定风电锁紧盘过盈量的方法 - Google Patents

一种确定风电锁紧盘过盈量的方法 Download PDF

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Abstract

一种确定风电锁紧盘过盈量的方法，属于风力发电机设计技术领域，特征在于发计步骤如下：根据主传动轴传递的扭矩和轴向力，计算满足要求主轴与轴套接触面最小传递压强与过盈量，以及材料不发生失效所允许的最大过盈量：再按照轴套校核方法计算轴套与内环接触面的所需最小压强及过盈量。由于内环与外环是圆锥过盈配合，并且接触面属于阶梯状，故对内环进行受力分析，由受力平衡可计算出圆锥面的接触压强及过盈量，从而得出螺栓的拧紧力矩和数目。本发明方法由计算各接触面过盈量到确定螺栓拧紧力矩和数目，比传统方法结果更精确，更结合实际，对锁紧盘的使用寿命和主轴传递载荷方面具有很高的实用价值。

Description

一种确定风电锁紧盘过盈量的方法
技术领域：
本发明属于风力发电机械设计技术领域，具体涉及一种确定风电机中锁紧盘过盈量的方法。
技术背景：
风能资源作为可再生能源，目前已成为21世纪最具发展潜力的能源产品，其优势在于不需要燃料、不占耕地、没有污染，运行成本低，而且技术成熟，建设周期短。我国风力发电的发展前景非常广阔。从长远看，风电技术的进步不断深化，不论工程投资还是发电成本，都会逐步接近火电成本，是一个极具发展潜力的宏伟产业。根据国家新能源产业规划要求，我国应大力发展清洁能源发电设备的国内自主开发。
随着风电能源的越来越被重视，风力发电机械的设计和制造成为迫切需要。风电机中锁紧盘是风电发电机的重要零部件，其中控制依靠螺栓的拧紧力矩转化的轴向夹紧力使具有斜度的内外环锥面摩擦而产生径向力，继而产生过盈量的方法，是重要设计参数。压力由外往里传递，使得轴套与主轴也产生摩擦，从而达到主轴要求传递的扭矩和轴向力。传统设计计算方法是按各个接触面都传递所要求的载荷，设计方法比较粗简，与锁紧盘运转的实际工况不相符，容易发生失效，降低使用寿命。
发明内容：
本发明的目的是提供一种确定风电机中锁紧盘过盈量的方法，从机械设计和力学分析的角度，对各个接触面都进行可靠性分析，能有效提高风电机中锁紧盘的工作性能和安全性。
本发明是这样实现的：如图1、2所示，风电锁紧盘由外环1、内环2、推进螺栓3和销钉7组成，套装在轴套5和主传动轴6上。其中包含三个过盈接触面，分别为主传动轴6与轴套5、轴套5与内环2、内环2与外环1的接触面。
本发明特征在于设计步骤如下：
<1> 计算轴与轴套接触面间的压强和过盈量
① 根据风电机中锁紧盘主传动轴6传递的扭矩M和轴向力                                                
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE001
，计算所需轴与轴套接触面间的最小压强
Figure 613644DEST_PATH_IMAGE002
：
根据传递扭矩计算
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE003
                                   （1）
根据传递轴向力计算 
Figure 365699DEST_PATH_IMAGE004
                                （2）
根据同时传递扭矩和传递轴向力合成计算
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE005
                       （3）
式中：——轴与轴套接触面直径（mm）
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE007
——轴与轴套的接触面长度（mm）
Figure 81294DEST_PATH_IMAGE008
——轴与轴套接触面的摩擦系数；
② 根据材料力学中有关厚壁圆筒的计算理论，结合拉美方程可计算出轴与轴套接触面的最小过盈量为：
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE009
                （4）
式中: 被包容件轴的系数
Figure 467144DEST_PATH_IMAGE010
由轴套、内环与外环组成的包容件的系数
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE011
Figure 73706DEST_PATH_IMAGE012
——轴的内径(mm)
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE013
——外环的外径(mm)
——被包容件轴的泊松比
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE015
——由轴套、内环和外环组成的包容件的等效泊松比
Figure 447498DEST_PATH_IMAGE016
——被包容件轴的弹性模量(Mpa)
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE017
——由轴套、内环和外环组成的包容件的等效弹性模量(Mpa)；
③ 锁紧盘各个零件的材料决定着自身的失效形式，塑性材料的失效为塑性变形，脆性材料的失效为断裂，当包容件与被包容件都不发生塑性变形时，根据第四强度理论公式可计算出相应的最大压强
Figure 371461DEST_PATH_IMAGE018
为：
被包容件轴的最大压强
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE019
                     （5）
包容件的最大压强
Figure 832529DEST_PATH_IMAGE020
                       （6）
式中:
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE021
——被包容件轴的屈服强度(Mpa)
Figure 950789DEST_PATH_IMAGE022
——由轴套、内环和外环组成的包容件的等效屈服强度(Mpa)；
联接件不产生塑性变形的最大压强
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE023
为
Figure 130097DEST_PATH_IMAGE024
和中较小者，轴与轴套接触面的最大过盈量为：
Figure 592172DEST_PATH_IMAGE026
                     （7）
（2）计算轴套与内环接触面的压强和过盈量：
① 如图3所示，根据主轴与轴套接触面的最小压强和轴套校核公式，可计算出轴套与内环接触面所需的最小压强
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE027
为：
Figure 173326DEST_PATH_IMAGE028
           （8）
式中： ——表示轴与轴套的配合间隙(mm)
Figure 196908DEST_PATH_IMAGE030
——轴套的弹性模量(Mpa)
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE031
——轴套的外径(mm)；
② 根据轴套与内环接触面的最小压强，可计算出接触面的最小过盈量为：
Figure 50463DEST_PATH_IMAGE032
              （9）
式中: 由轴与轴套组成的被包容件的系数
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE033
由内环与外环组成的包容件的系数
Figure 66961DEST_PATH_IMAGE034
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE035
——被包容件的等效泊松比
Figure 253354DEST_PATH_IMAGE036
——包容件的等效泊松比
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE037
——被包容件的等效弹性模量(Mpa)
Figure 962684DEST_PATH_IMAGE038
——包容件的等效弹性模量(Mpa)；
③ 根据材料不发生塑性变形和第四强度理论，可计算出轴套与内环接触面的最大压强
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE039
为：
被包容件的最大压强
Figure 100273DEST_PATH_IMAGE040
                    （10）
包容件的最大压强
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE041
                      （11）
式中: 
Figure 920461DEST_PATH_IMAGE042
——由轴与轴套组成的被包容件的等效屈服强度(Mpa)
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE043
——由内环与外环组成的包容件的等效屈服强度(Mpa)；
联接件不产生塑性变形的最大压强
Figure 949642DEST_PATH_IMAGE044
为
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 829873DEST_PATH_IMAGE046
中较小者，轴套与内环接触面的最大过盈量为：
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE047
                    （12）
（3）计算内环与外环接触面的压强和过盈量：
① 风电锁紧盘内环与外环为圆锥过盈配合，其中圆锥面分成两部分，长接触面L起主要过盈联接，短接触面S用来辅助联接，可以通过对内环的受力分析来计算圆锥接触面的压强。
对内环进行受力分析如图4所示，在竖直方向上，根据受力平衡理论可知：
Figure 454758DEST_PATH_IMAGE048
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE049
Figure 813059DEST_PATH_IMAGE050
式中：——轴套对内环内表面的正压力
Figure 974044DEST_PATH_IMAGE052
——分别为内环短接触面S和长接触面L上的正压力
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE053
——分别为内环短接触面S和长接触面L上的摩擦力
——内环与外环圆锥接触面的摩擦系数
——内环倾角
——轴套与内环的接触面长度(mm)；
联立上述方程可计算出圆锥接触面上的总压力为：
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE057
         （13）
② 根据锁紧盘的形状尺寸以及螺栓拧紧内环的推进行程，可推导出
Figure 299349DEST_PATH_IMAGE058
的比值，推导过程如下：当内环的推进行程为A时，内环与外环长接触面的过盈量为
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE059
，短接触面的过盈量为。
内环与外环长短接触面的平均直径分别为
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE061
、
Figure 271295DEST_PATH_IMAGE062
长接触面的直径比
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE063
短接触面的直径比
长接触面的被包容件系数，包容件系数
Figure 836455DEST_PATH_IMAGE066
短接触面的被包容件系数
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE067
，包容件系数
式中：——由轴、轴套与内环组成的被包容件的等效泊松比
——包容件外环的泊松比
长接触面的系数
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE071
短接触面的系数
Figure 858265DEST_PATH_IMAGE072
根据过盈量的计算公式，可计算出长、短接触面压强的比值：
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE073
            （14）
由
Figure 112792DEST_PATH_IMAGE074
得
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE075
                       （15）
式中：
Figure 352143DEST_PATH_IMAGE076
——分别为长、短接触面的长度(mm) 
由于内环长接触面起主要过盈作用，是传递扭矩和轴向力的依托，短接触面发挥辅助过盈作用，故计算长接触面的接触压强为：
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE077
                      （16）
传递负载所需的最小过盈量
Figure 899668DEST_PATH_IMAGE078
         （17）
式中:由轴、轴套与内环组成的被包容件的系数
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE079
包容件外环的系数
Figure 224470DEST_PATH_IMAGE080
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE081
——由轴、轴套与内环组成的被包容件的等效弹性模量(Mpa)
Figure 282687DEST_PATH_IMAGE082
——包容件外环的弹性模量(Mpa)；
③ 根据材料不发生塑性变形和第四强度理论，可计算出内环与外环接触面的最大压强：
被包容件的最大压强
Figure 110966DEST_PATH_IMAGE084
                 （18）
包容件的最大压强
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE085
                   （19）
式中:
Figure 94971DEST_PATH_IMAGE086
——由轴、轴套与内环组成的被包容件的等效屈服强度(Mpa)
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE087
——包容件外环的屈服强度(Mpa)；
联接件不产生塑性变形的最大结合压力
Figure 641490DEST_PATH_IMAGE044
为
Figure 503398DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 514079DEST_PATH_IMAGE046
中较小者。内环与外环接触面的最大过盈量为：
Figure 419718DEST_PATH_IMAGE088
                 （20）
④ 在水平方向上，同理由受力平衡可知螺栓拧紧力矩转化的轴向力
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE089
：
Figure 702801DEST_PATH_IMAGE090
代入方程（13）可得               （21）
将
Figure 352088DEST_PATH_IMAGE092
平均分配到每个螺栓上，可以计算出每个螺栓的拧紧力矩
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE093
。对于单个螺栓：
Figure 905692DEST_PATH_IMAGE094
                                 （22）
式中：
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE095
——扭紧力系数，可根据螺栓加工表面和润滑状态判断
Figure 982232DEST_PATH_IMAGE096
——螺栓数目
Figure 2011100870186100002DEST_PATH_IMAGE097
——螺栓的直径(mm) 。
根据上述步骤可知，主轴传递一定的载荷，在满足材料不发生失效的前提下，所需螺栓的数目和拧紧力矩的大小。本发明优点及积极效果是从机械设计和力学分析角度，提高了各个接触面的压力和过盈量的计算精度，使风电机中锁紧盘的设计更为可靠。
附图说明：
图1 风电锁紧盘的组成图
图2 内环与外环圆锥过盈面的放大图
图3 主轴与轴套的压力图
图4 内环的受力分布图
图中：1——外环             2——内环
3、4——螺栓与垫片    5——轴套
6——主传动轴         7——销钉
Figure 752611DEST_PATH_IMAGE098
——分别为主传动轴的内径和外径
Figure DEST_PATH_IMAGE099
——轴套的外径
Figure 940010DEST_PATH_IMAGE100
——外环的外径
Figure DEST_PATH_IMAGE101
——轴套与内环的接触面长度
Figure 563101DEST_PATH_IMAGE102
——轴与轴套的接触面长度
S、L——分别表示内环短、长接触面
Figure DEST_PATH_IMAGE103
——内环与外环短接触面的间隙
Figure 59810DEST_PATH_IMAGE104
——分别为轴套内表面压力和外表面压力
Figure DEST_PATH_IMAGE105
——分别为内环短长接触面上的正压力
N——内环内表面的正压力
Figure 68217DEST_PATH_IMAGE106
——分别为内环短长接触面上的摩擦力
Figure DEST_PATH_IMAGE107
——螺栓拧紧力矩转化的轴向力
具体实施方法：
本发明的一个实施实例是采用HSD640-22风电锁紧盘，锁紧盘参数为：主传动轴外径520mm，内径70mm，轴套内径520mm，外径640mm，外环外径1020mm。轴套的弹性模量为180Gpa，泊松比为0.3，轴、内环与外环的弹性模量都为210GPa，泊松比都为0.3。轴套与内环接触长度为254mm，主轴与轴套的接触长度为其1.1倍。主轴传递额定扭矩为2800KN.m，螺栓的拧紧力为1640N.m，数目为28个，轴的屈服强度为510Mpa，轴套的屈服强度为420Mpa，内环与外环的屈服强度为540Mpa。
根据本发明内容，主要计算步骤如下：
<1> 计算轴与轴套接触面间的压强和过盈量
① 由于主轴只传递扭矩，按(1)式可得主轴与轴套接触面的最小压强：
Figure 810039DEST_PATH_IMAGE108
②被包容件的系数
Figure DEST_PATH_IMAGE109
包容件的系数  
Figure 774453DEST_PATH_IMAGE110
按(4)可得主轴与轴套接触面的最小过盈量：
Figure DEST_PATH_IMAGE111
③主轴与轴套接触面的最大过盈量：
按（5）式可得 
Figure 255113DEST_PATH_IMAGE112
按（6）式可得 
Figure 485237DEST_PATH_IMAGE114
按（7）式可得 
Figure DEST_PATH_IMAGE115
<2> 计算轴套与内环接触面间的压强和过盈量
④ 按（8）式，可计算出轴套与内环接触面的最小压强为：
Figure 30750DEST_PATH_IMAGE116
⑤ 被包容件的系数
Figure DEST_PATH_IMAGE117
  
包容件的系数
Figure 662720DEST_PATH_IMAGE118
按(9)式可得
Figure DEST_PATH_IMAGE119
③ 轴套与内环接触面的最大过盈量：
按（10）式可得 
按（11）式可得 
Figure DEST_PATH_IMAGE121
Figure 484231DEST_PATH_IMAGE122
按（12）式可得
Figure DEST_PATH_IMAGE123
<3> 计算内环与外环接触面间的压强和过盈量
 ① 按（13）式可求出长短接触面的正压力：
② 对锁紧盘的尺寸和推进行程分析，长短接触面正压力
Figure DEST_PATH_IMAGE125
的比值：
长接触面 
Figure 241283DEST_PATH_IMAGE126
 短接触面 
Figure DEST_PATH_IMAGE127
Figure 267008DEST_PATH_IMAGE128
 
Figure DEST_PATH_IMAGE129
Figure DEST_PATH_IMAGE131
长接触面 
Figure DEST_PATH_IMAGE133
短接触面 
Figure 949290DEST_PATH_IMAGE134
Figure DEST_PATH_IMAGE135
 
长接触面的系数 
Figure 145916DEST_PATH_IMAGE136
短接触面的系数 
Figure DEST_PATH_IMAGE137
按（14）式可得 
按（15）式可得 
Figure DEST_PATH_IMAGE139
按（16）式可得长端接触面的压强
Figure 263356DEST_PATH_IMAGE140
、
Figure 973692DEST_PATH_IMAGE142
按（17）式可得长端接触面的最小过盈量 
Figure DEST_PATH_IMAGE143
③ 内环与外环接触面最大过盈量
按（18）式可的 
按（19）式可得 
Figure 5681DEST_PATH_IMAGE146
按（20）式可得 
⑩ 按（21）可得螺栓的轴向力 
Figure 484067DEST_PATH_IMAGE148
按（22）可得每个螺栓的拧紧力矩
Figure DEST_PATH_IMAGE149
与所提供的螺栓拧紧力矩进行比对，螺栓能够满足要求。
根据上述所提供的计算步骤对锁紧盘各接触面压力和过盈量的计算，与传统法和模拟法计算结果比较为下表所示：
Figure 314489DEST_PATH_IMAGE150
通过上述计算方法的比对，本发明方法所得的计算结果较传统计算方法结果呈现由里往外接触面压强呈增大的趋势，与FEM模拟的结果规律相同，并且本发明计算结果比传统计算方法更接近模拟计算结果，更切合实际，更具有可靠性。同时本发明计算方法简单，节省时间。 

Claims (1)

1.一种确定风电机中锁紧盘过盈量的方法，其特征在于设计步骤如下：
（1）计算轴与轴套接触面的压强和过盈量：
① 根据风电机中锁紧盘主传动轴（6）传递的扭矩M和轴向力                                                
Figure 2011100870186100001DEST_PATH_IMAGE001
，计算所需轴与轴套接触面的最小压强
Figure 815060DEST_PATH_IMAGE002
为：
根据传递扭矩计算 
Figure 2011100870186100001DEST_PATH_IMAGE003
                                （1）
根据传递轴向力计算 
Figure 358299DEST_PATH_IMAGE004
                              （2）
根据同时传递扭矩和传递轴向力合成计算
Figure DEST_PATH_IMAGE005
                       （3）
式中：
Figure 75719DEST_PATH_IMAGE006
——轴与轴套接触面直径（mm）
Figure DEST_PATH_IMAGE007
——轴与轴套的接触面长度（mm）
Figure 595562DEST_PATH_IMAGE008
——轴与轴套接触面的摩擦系数；
② 根据材料力学中有关厚壁圆筒的计算理论，结合拉美方程可计算出轴与轴套接触面的最小过盈量为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
                （4）
式中: 被包容件轴的系数
Figure 118858DEST_PATH_IMAGE010
由轴套、内环与外环组成的包容件的系数
Figure DEST_PATH_IMAGE011
Figure 879003DEST_PATH_IMAGE012
——轴的内径(mm)
——外环的外径(mm)
——被包容件轴的泊松比
Figure DEST_PATH_IMAGE015
——由轴套、内环和外环组成的包容件的等效泊松比
Figure 157986DEST_PATH_IMAGE016
——被包容件轴的弹性模量(Mpa)
Figure DEST_PATH_IMAGE017
——由轴套、内环和外环组成的包容件的等效弹性模量(Mpa)；
③ 锁紧盘各个零件的材料决定着自身的失效形式，塑性材料的失效为塑性变形，脆性材料的失效为断裂，当包容件与被包容件都不发生塑性变形时，根据第四强度理论公式可计算出相应的最大压强为：
被包容件轴的最大压强
Figure DEST_PATH_IMAGE019
                     （5）
包容件的最大压强
Figure 944862DEST_PATH_IMAGE020
                       （6）
式中:——被包容件轴的屈服强度(Mpa)
Figure 636875DEST_PATH_IMAGE022
——由轴套、内环和外环组成的包容件的等效屈服强度(Mpa)；
联接件不产生塑性变形的最大压强
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为
Figure 59373DEST_PATH_IMAGE024
和
Figure DEST_PATH_IMAGE025
中较小者，轴与轴套接触面的最大过盈量为：
Figure 520441DEST_PATH_IMAGE026
                     （7）
（2）计算轴套与内环接触面的压强和过盈量：
① 根据主轴与轴套接触面的最小压强和轴套校核公式，可计算出轴套与内环接触面所需的最小压强为：
           （8）
式中： 
Figure DEST_PATH_IMAGE029
——表示轴与轴套的配合间隙(mm)
Figure 316545DEST_PATH_IMAGE030
——轴套的弹性模量(Mpa)
Figure DEST_PATH_IMAGE031
——轴套的外径(mm)；
② 根据轴套与内环接触面的最小压强，可计算出接触面的最小过盈量为：
              （9）
式中: 由轴与轴套组成的被包容件的系数
Figure DEST_PATH_IMAGE033
由内环与外环组成的包容件的系数
Figure 861238DEST_PATH_IMAGE034
——被包容件的等效泊松比
Figure 383355DEST_PATH_IMAGE036
——包容件的等效泊松比
Figure DEST_PATH_IMAGE037
——被包容件的等效弹性模量(Mpa)
Figure 49959DEST_PATH_IMAGE038
——包容件的等效弹性模量(Mpa)；
③ 根据材料不发生塑性变形和第四强度理论，可计算出轴套与内环接触面的最大压强为：
被包容件的最大压强
Figure 814260DEST_PATH_IMAGE040
                    （10）
包容件的最大压强                      （11）
式中: ——由轴与轴套组成的被包容件的等效屈服强度(Mpa)
Figure DEST_PATH_IMAGE043
——由内环与外环组成的包容件的等效屈服强度(Mpa)；
联接件不产生塑性变形的最大压强
Figure 146201DEST_PATH_IMAGE044
为
Figure DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 785255DEST_PATH_IMAGE046
中较小者，轴套与内环接触面的最大过盈量为：
Figure DEST_PATH_IMAGE047
                    （12）
（3）计算内环与外环接触面的压强和过盈量：
① 风电锁紧盘内环与外环为圆锥过盈配合，其中圆锥面分成两部分，长接触面（L）起主要过盈联接，短接触面（S）用来辅助联接，可以通过对内环的受力分析来对圆锥接触面压强进行设计计算；
对内环进行受力分析，在竖直方向上，根据受力平衡理论可知：
Figure 605443DEST_PATH_IMAGE048
Figure DEST_PATH_IMAGE049
Figure 144878DEST_PATH_IMAGE050
式中：——轴套对内环内表面的正压力
Figure 25109DEST_PATH_IMAGE052
——分别为内环短接触面（S）和长接触面（L）上的正压力
Figure DEST_PATH_IMAGE053
——分别为内环短接触面（S）和长接触面（L）上的摩擦力
Figure 148530DEST_PATH_IMAGE054
——内环与外环圆锥接触面的摩擦系数
Figure DEST_PATH_IMAGE055
——内环倾角
Figure 506830DEST_PATH_IMAGE056
——轴套与内环的接触面长度(mm)；
联立上述方程可计算出圆锥接触面上的总压力为：
         （13）
② 根据锁紧盘的形状尺寸以及螺栓拧紧内环的推进行程，可推导出
Figure 166350DEST_PATH_IMAGE058
的比值，推导过程如下：当内环的推进行程为A时，内环与外环长接触面的过盈量为
Figure DEST_PATH_IMAGE059
，短接触面的过盈量为
Figure 217483DEST_PATH_IMAGE060
内环与外环长短接触面的平均直径分别为
Figure DEST_PATH_IMAGE061
、
长接触面的直径比
Figure DEST_PATH_IMAGE063
短接触面的直径比
Figure 993120DEST_PATH_IMAGE064
长接触面的被包容件系数
Figure DEST_PATH_IMAGE065
，包容件系数
Figure 241568DEST_PATH_IMAGE066
短接触面的被包容件系数
Figure DEST_PATH_IMAGE067
，包容件系数
Figure 149088DEST_PATH_IMAGE068
式中：——由轴、轴套与内环组成的被包容件的等效泊松比
Figure 499297DEST_PATH_IMAGE070
——包容件外环的泊松比
长接触面的系数
Figure DEST_PATH_IMAGE071
短接触面的系数
Figure 714247DEST_PATH_IMAGE072
根据过盈量的计算公式，可计算出长、短接触面压强的比值：
Figure DEST_PATH_IMAGE073
            （14）
由
Figure 833513DEST_PATH_IMAGE074
得
Figure DEST_PATH_IMAGE075
                       （15）
式中：
Figure 711601DEST_PATH_IMAGE076
——分别为长、短接触面的长度(mm) 
由于内环长接触面起主要过盈作用，是传递扭矩和轴向力的依托，短接触面发挥辅助过盈作用，故计算长接触面的接触压强为：
                      （16）
传递负载所需的最小过盈量
Figure 549107DEST_PATH_IMAGE078
         （17）
式中:由轴、轴套与内环组成的被包容件的系数
Figure DEST_PATH_IMAGE079
包容件外环的系数
Figure 302168DEST_PATH_IMAGE080
Figure DEST_PATH_IMAGE081
——由轴、轴套与内环组成的被包容件的等效弹性模量(Mpa)
Figure 541520DEST_PATH_IMAGE082
——包容件外环的弹性模量(Mpa)；
③ 根据材料不发生塑性变形和第四强度理论，可计算出内环与外环接触面的最大压强
Figure DEST_PATH_IMAGE083
：
被包容件的最大压强
Figure 587580DEST_PATH_IMAGE084
                 （18）
包容件的最大压强                   （19）
式中:
Figure 912382DEST_PATH_IMAGE086
——由轴、轴套与内环组成的被包容件的等效屈服强度(Mpa)
Figure DEST_PATH_IMAGE087
——包容件外环的屈服强度(Mpa)；
联接件不产生塑性变形的最大结合压力
Figure 469134DEST_PATH_IMAGE044
为
Figure 297413DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 94468DEST_PATH_IMAGE046
中较小者；
内环与外环接触面的最大过盈量为：
Figure 391719DEST_PATH_IMAGE088
                 （20）
④ 在水平方向上，根据受力平衡理论可计算出螺栓拧紧力矩转化的轴向力
Figure DEST_PATH_IMAGE089
为：
Figure 502894DEST_PATH_IMAGE090
代入方程（13）可得 
Figure DEST_PATH_IMAGE091
              （21）
将
Figure 700526DEST_PATH_IMAGE092
平均分配到每个螺栓上，可以计算出每个螺栓的拧紧力矩
Figure DEST_PATH_IMAGE093
，对于单个螺栓：                                 （22）
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE095
——扭紧力系数，可根据螺栓加工表面和润滑状态判断
Figure 387783DEST_PATH_IMAGE096
——螺栓数目
Figure DEST_PATH_IMAGE097
——螺栓的直径(mm)。
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