《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件》第十二章

1、12.1 螺紋聯(lián)接的基本知識(shí)12.2 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松12.3 單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算12.4 螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力12.5 鍵聯(lián)接12.6 無(wú)鍵聯(lián)接第十二章 聯(lián)接 12-1 螺紋聯(lián)接的基本知識(shí)一、一、螺紋的類(lèi)型螺紋的類(lèi)型螺紋聯(lián)接是利用螺紋聯(lián)接件構(gòu)成的可拆聯(lián)接，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。按牙型: 三角形螺紋、管螺紋 聯(lián)接螺紋 矩形、梯形、鋸齒形螺紋傳動(dòng)螺紋按位置： 內(nèi)螺紋在圓柱孔的內(nèi)表面形成的螺紋 外螺紋在圓柱孔的外表面形成的螺紋三角形螺紋： 粗牙螺紋用于緊固件 細(xì)牙螺紋同樣的公稱直徑下，螺距最小，自鎖性好，適于薄壁細(xì)小零件和沖擊變載等根據(jù)螺旋線繞行方向： 左旋

2、 右旋常用 二、二、螺紋的主要參數(shù)螺紋的主要參數(shù)大徑d 小徑d1中徑d2螺距P 導(dǎo)程S 升角l牙型角a、牙型斜角bad2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhad2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhad2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhad2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lh12-1 螺紋聯(lián)接的基本知識(shí) 1.螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接三、三、螺栓聯(lián)接的基本類(lèi)型螺栓聯(lián)接的基本類(lèi)型被聯(lián)接件不太厚，螺桿帶釘頭，通孔不帶螺紋，螺桿穿過(guò)通孔與螺母配合使用。裝配后孔與桿間有間隙，并在工作中不許消失，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，可多個(gè)裝拆，應(yīng)用較廣。12-1 螺紋聯(lián)接的基本知識(shí) 2.雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱

3、聯(lián)接螺桿兩端無(wú)釘頭，但均有螺紋，裝配時(shí)一端旋入被聯(lián)接件，另一端配以螺母。適于常拆卸而被聯(lián)接件之一較厚時(shí)。折裝時(shí)只需拆螺母，而不將雙頭螺栓從被聯(lián)接件中擰出。12-1 螺紋聯(lián)接的基本知識(shí) 3. 螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接適于被聯(lián)接件之一較厚（上帶螺紋孔），不需經(jīng)常裝拆，一端有螺釘頭，不需螺母，適于受載較小情況12-1 螺紋聯(lián)接的基本知識(shí) 4. 緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接擰入后，利用桿末端頂住另一零件表面或旋入零件相應(yīng)的缺口中以固定零件的相對(duì)位置?？蓚鬟f不大的軸向力或扭矩。12-1 螺紋聯(lián)接的基本知識(shí) 四、四、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件1.螺栓、螺柱、螺釘聯(lián)接件12-1 螺紋聯(lián)接的基本知識(shí) 12-2 螺紋聯(lián)接

4、的預(yù)緊和防松一、一、 螺栓聯(lián)接的預(yù)緊螺栓聯(lián)接的預(yù)緊 一般螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都必須擰緊，稱為預(yù)緊。這時(shí)螺紋受到預(yù)緊力的作用。預(yù)緊的目的是防止工作時(shí)聯(lián)接出現(xiàn)縫隙和滑移，保證聯(lián)接的緊密性和可靠性。如果預(yù)緊力過(guò)小，會(huì)使聯(lián)接不可靠；如果預(yù)緊力過(guò)大，容易將螺栓拉斷。 對(duì)于一般聯(lián)接，可憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制預(yù)緊力的大小，但對(duì)于重要的聯(lián)接必須嚴(yán)格控制預(yù)緊力的大小。小批量生產(chǎn)可使用測(cè)力矩扳手來(lái)控制預(yù)緊力的大小，大批量生產(chǎn)時(shí)，常用風(fēng)扳機(jī)來(lái)控制預(yù)緊力的大小，當(dāng)力矩達(dá)到額定數(shù)值時(shí)，風(fēng)扳機(jī)中的離合器會(huì)自動(dòng)脫開(kāi)。 二、二、 螺栓聯(lián)接的防松螺栓聯(lián)接的防松12-2 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松1、防松目的實(shí)際工作中，外載荷有振動(dòng)、變化、材料高

5、溫蠕變等會(huì)造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接松動(dòng)，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會(huì)松馳而失效。因此，必須進(jìn)行防松，否則會(huì)影響正常工作，造成事故 2、防松原理消除（或限制）螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或增大相對(duì)運(yùn)動(dòng)的難度。3、防松辦法及措施 12-2 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松 12-3 單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算是螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 根據(jù)聯(lián)接的的工作情況，可將螺栓按受力形式分為受拉螺栓和受剪螺栓，兩者失效形式是不同的。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：針對(duì)具體的失效形式，通過(guò)對(duì)螺栓的相應(yīng)部位進(jìn)行相應(yīng)強(qiáng)度條件的設(shè)計(jì)計(jì)算（或強(qiáng)度校核）。 螺栓聯(lián)接的計(jì)算主要是確定螺紋小徑d1，然

6、后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋的公稱直徑（大徑）d等。具體計(jì)算方法和公式見(jiàn)課本P212 12-4 螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力一、一、螺紋聯(lián)接件的材料螺紋聯(lián)接件的材料3、其它對(duì)螺紋有特殊要求（如防腐、耐高溫）時(shí)，應(yīng)選擇有特殊性能的材料。1、一般螺紋聯(lián)接件常用材料為低碳鋼和中碳鋼，如Q215、Q235、15、35、45等2、受沖擊、振動(dòng)和變載荷作用的螺栓可用合金鋼，如15Cr、40Cr、30CrMnSi、15CrVB等 二、二、螺紋聯(lián)接的許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接的許用應(yīng)力12-4 螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力 12-5 鍵聯(lián)接一、一、 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接 平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下

7、表面為非工作面。工作時(shí)靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞扭矩，故定心性較好。 普通平鍵應(yīng)用極為廣泛。軸上鍵槽可用指狀銑刀或盤(pán)狀銑刀加工，輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。1平鍵聯(lián)接普通平鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵根據(jù)用途，平鍵又可分為鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件 普通平鍵普通平鍵按端部形狀的不同可分為圓頭（A型）、方頭（B型）、半圓頭（C型）三種，具體結(jié)構(gòu)如下圖：12-5 鍵聯(lián)接 導(dǎo)向平鍵和滑鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動(dòng)聯(lián)接。當(dāng)輪轂需要在軸上沿軸向移動(dòng)時(shí)可采用這種鍵聯(lián)接。當(dāng)被聯(lián)接零件滑移距離較大時(shí)，宜采用滑鍵。12-5 鍵聯(lián)接導(dǎo)向平鍵滑鍵 平鍵的失效 平鍵聯(lián)接工作時(shí)的主要失效形式為組成聯(lián)接的鍵、軸和輪轂中強(qiáng)度較弱材料表面的壓潰，極個(gè)別情

8、況下也會(huì)出現(xiàn)鍵被剪斷的現(xiàn)象。通常只須按工作面上的擠壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。鍵被剪斷12-5 鍵聯(lián)接 平鍵聯(lián)接的受力情況如圖所示。假設(shè)載荷沿鍵的長(zhǎng)度方向是均布的，平鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度條件為 導(dǎo)向平鍵聯(lián)接的主要失效形式為組成鍵聯(lián)接的軸或輪轂工作面部分的磨損，須按工作面上的壓強(qiáng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，強(qiáng)度條件為4jyjydhlT4pdhlTp12-5 鍵聯(lián)接 2半圓鍵聯(lián)接 鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動(dòng)， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。12-5 鍵聯(lián)接 3.楔鍵聯(lián)接楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100 的斜度。工作時(shí)，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。12-5 鍵聯(lián)接 4切向鍵由兩個(gè)斜度為1:100的楔鍵組成。一個(gè)切向鍵只能傳遞一個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，須用互成120135角的兩個(gè)鍵。12-5 鍵聯(lián)接 一、一、花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接花鍵的標(biāo)記為：N（鍵數(shù)）d（小徑）D（大徑）B（鍵槽寬）12-6 無(wú)鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接是由多個(gè)鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成花鍵齒側(cè)面為工作面適用于動(dòng)、靜聯(lián)接 Dd12-6 無(wú)鍵聯(lián)接 12-6 無(wú)鍵聯(lián)接二、銷(xiāo)聯(lián)接二、銷(xiāo)聯(lián)接定位銷(xiāo)主要用于零件間位置定位，左圖，常用作組合加工和裝配時(shí)的主要輔助零件聯(lián)接銷(xiāo)主要用于零件間的聯(lián)接