第十二章 聯(lián)接課件

1、第第12章章 聯(lián)聯(lián) 接接1 121 螺紋的形成及主要參數(shù)螺紋的形成及主要參數(shù)1 122 螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖1 123 機械制造中的常用螺紋機械制造中的常用螺紋1 124 螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件1 125 螺紋聯(lián)接的預緊和防松螺紋聯(lián)接的預緊和防松1 126 螺紋聯(lián)接的強度計算螺紋聯(lián)接的強度計算1 127 提高螺栓聯(lián)接強度的措施提高螺栓聯(lián)接強度的措施1 128鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接1 129銷聯(lián)接銷聯(lián)接1 1210 螺旋傳動螺旋傳動一、螺紋的形成一、螺紋的形成1 121 螺紋的形成及主要參數(shù)螺紋的形成及主要參數(shù)d

2、2螺旋線螺旋線-一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉，同時沿軸向作等速移動的軌跡。等速旋轉，同時沿軸向作等速移動的軌跡。螺紋螺紋-一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋螺紋按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分按回轉體的內(nèi)外表面分按回轉體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋螺紋的

3、牙型螺紋的牙型矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋1530330按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分按回轉體的內(nèi)外表面分按回轉體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉體的內(nèi)外表面分按回轉體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體

4、形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋 一般一般: n 4雙線螺紋雙線螺紋單線螺紋單線螺紋PSS = 2PPSPS =Pn線螺紋線螺紋: S = n P按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉體的內(nèi)外表面分按回轉體的內(nèi)外表面分 按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺

5、紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋螺紋副螺紋副外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉體的內(nèi)外表面分按回轉體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋傳動螺紋傳動螺紋螺旋傳動螺旋傳動聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋傳動螺紋傳動螺紋按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的

6、根數(shù)分 按回轉體的內(nèi)外表面分按回轉體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋傳動螺紋傳動螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋管螺紋管螺紋(3)中徑中徑d2 也是一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。d1d2d(1)大徑大徑d 與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。(2) 小徑小徑 d1 與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱

7、體的直徑。(4) 螺距螺距P 相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。(5) 導程導程S(6) 螺紋升角螺紋升角 中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角 (7)牙型角牙型角 軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側邊的夾角。牙型側邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。tg=d2 nP 牙側角牙側角 d2SS = nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距P二、螺紋的主要幾何參數(shù)二、螺紋的主要幾何參數(shù)SPP/2P/2FnFRv一、矩形螺紋一、矩形螺紋= 01 122 螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖展開中徑展開中徑d2 圓柱面得一斜面圓柱面得一斜面.Fd2S螺旋副

8、在軸向載荷Fa作用下相對運動，可看作在中徑的水平力F推動滑塊(重物)沿螺紋運動 F -水平推力水平推力Fn -法向反力法向反力Fa -軸向載荷軸向載荷F=f Fn -摩擦力摩擦力f -摩擦系數(shù)摩擦系數(shù) -摩擦角摩擦角d2FFaFF Fa螺紋的擰松螺紋的擰松-螺母在螺母在F和和Fa的聯(lián)合作用下，順著的聯(lián)合作用下，順著Fa等速等速向下運動。向下運動。螺紋的擰緊螺紋的擰緊-螺母在螺母在F和和Fa的聯(lián)合作用下，逆著的聯(lián)合作用下，逆著Fa等速等速向上運動。向上運動。FR -總反力總反力vFnFRvFd2S滑塊在F、FR 、Fa三力作用下處于平衡狀態(tài)d2FFaF F Fa 作力多邊形作力多邊形得：得： F

9、=Fatg(+ + ) 驅動力矩：驅動力矩：FaFFR+ )(22tgFda22dFT 列出力平衡方程：列出力平衡方程：FR + Fa + +F =0 FRFa = + + FR =(1 + + f ) Fn+ +Fa -為阻力，為阻力，F(xiàn)為驅動力，摩擦力為驅動力，摩擦力F沿斜面朝下。沿斜面朝下。當螺紋擰緊當螺紋擰緊(滑塊上升滑塊上升)時：時：FR = Fn + +F - FFaFa -為驅動力，為驅動力，F(xiàn)成為阻力，成為阻力，摩擦力摩擦力F沿斜面朝上。沿斜面朝上。 FRvFRFa當當螺紋擰松螺紋擰松(滑塊下滑滑塊下滑)時：時：FRFa = - - 滑塊在F、FR 、Fa三力作用下處于平衡狀態(tài)

10、 作力多邊形可得：作力多邊形可得： F=Fatg(- - ) 驅動力矩：驅動力矩：22dFT )(22tgFdad2FFaFFnF- - 列出力平衡方程：列出力平衡方程：FR + Fa + +F =0 F )(22tgFdTa若若 ，則則T T為正值，其方向與螺為正值，其方向與螺 母運動方向相反，是母運動方向相反，是阻力阻力；若若 ，則則T T為負值，方向相反，為負值，方向相反，其方向與預先假定的方向相反，而與螺其方向與預先假定的方向相反，而與螺母運動方向相同，成為放松螺母所需外母運動方向相同，成為放松螺母所需外加的加的驅動力矩。驅動力矩。提問：提問：當當時，若沒有力矩時，若沒有力矩T T，螺

11、螺母在母在F Fa a的作用下會運動嗎？的作用下會運動嗎？不會！不會！-這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為自鎖。自鎖。T Td2FaFFd2FaFFT T螺母螺母螺桿螺桿軸軸線線軸線軸線螺桿螺桿螺母螺母FnFa二、二、 非矩形螺紋非矩形螺紋 0矩形螺紋忽略升角的影響時有：矩形螺紋忽略升角的影響時有：Fn=Fa當當 0 時，摩擦力為：時，摩擦力為：nFfFaFfcosaFf costgff摩擦系數(shù)為摩擦系數(shù)為f 的非矩形螺紋所產(chǎn)生的非矩形螺紋所產(chǎn)生的摩擦力與摩擦系數(shù)為的摩擦力與摩擦系數(shù)為f ，的矩，的矩形螺紋所產(chǎn)生的摩擦力相當。形螺紋所產(chǎn)生的摩擦力相當。稱稱 為當量摩擦角為當量摩擦角FaFnFa故稱故稱

12、f 為當量摩擦系數(shù)。為當量摩擦系數(shù)。引入?yún)?shù)引入?yún)?shù)f 和和 就可象矩形螺紋那樣對非矩形螺紋進就可象矩形螺紋那樣對非矩形螺紋進行力的分析。行力的分析。 滑塊上升：滑塊上升：) (2:) (:2tgFdTtgFFaa驅動力矩水平推力 滑塊下降：滑塊下降：) (2) (2tgFdTtgFFaa非矩形非矩形螺旋的自鎖條件：螺旋的自鎖條件： 對于聯(lián)接螺紋必須滿足自鎖條件0 10 20 30 40 50 20406080100效率效率% 定義螺旋副的效率為有效功與輸入功之比：定義螺旋副的效率為有效功與輸入功之比：TSFa22)(dStgFFaa當一定時，效率只是螺紋升角的函數(shù)，由此可以繪出效率曲線.當當

13、一定時，在一定時，在=45=45- -/2 /2 處效率曲線有極大值。處效率曲線有極大值。對于傳動螺旋，一般取：對于傳動螺旋，一般?。簩τ诼?lián)接螺紋，必須?。簩τ诼?lián)接螺紋，必須?。荷沁^大, 制造困難，且效率增高也不明顯。= = 5.75.7 =(0.30.5)d;變載荷變載荷l1=0.75d;沖擊載荷或彎曲載荷沖擊載荷或彎曲載荷l1 d;鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓l1 0;螺紋伸出長度螺紋伸出長度a=(0.20.3)d; 螺栓軸線到邊緣的距離螺栓軸線到邊緣的距離e=d+(36) mm用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。dd1 124 螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件一、一、 螺紋

14、聯(lián)接的基本類型螺紋聯(lián)接的基本類型螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接基基本本類類型型螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接座端擰入深度座端擰入深度H，當螺孔材料為：，當螺孔材料為：ae ee e雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接 聯(lián)接件厚，允許拆裝。1 124 螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件鋼或青銅鋼或青銅 H=d;鑄鐵鑄鐵 H=(1.251.5)d鋁合金鋁合金 H=(1.52.5)d螺紋孔深度螺紋孔深度 H1=H+(22.5)P;鉆孔深度鉆孔深度 H2=H1+(0.51)d;參數(shù)參數(shù)l1 、e、a與螺栓相同與螺栓相同 l1 1l1 1H HH HH H1 1H H1 1H H2 2H H2 2結構簡單，省了螺母，

15、不宜經(jīng)常拆裝，以免損壞螺孔而修復困難。d一、一、 螺紋聯(lián)接的基本類型螺紋聯(lián)接的基本類型螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接基基本本類類型型螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接1 124 螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件緊定螺釘緊定螺釘二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件LL0d六角頭六角頭LdL0小六角頭小六角頭螺栓的結構形式螺栓的結構形式雙頭螺柱雙頭螺柱dL0L1LL1 -座端長度座端長度L0 -螺母端長度螺母端長度二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱二、二、螺紋緊固件螺紋

16、緊固件螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件末端末端結構結構頭部頭部結構結構螺母螺母六角螺母六角螺母六角扁螺母六角扁螺母六角厚螺母六角厚螺母圓螺母圓螺母螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。用于尺寸受限制之處。國標羅列有六十余種不同結構的螺母其它螺母：其它螺母：其它螺母：其它螺母：墊圈墊圈平墊圈平墊圈薄平墊圈薄平墊圈A型平墊圈型平墊圈B型平墊圈型平墊圈螺母螺母螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件斜墊圈斜墊圈彈簧墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈作

17、用：作用：增加支撐面積以減增加支撐面積以減小壓強，避免擰緊螺母擦小壓強，避免擰緊螺母擦傷表面、防松。傷表面、防松。facarFftgdFTTT)(2221)(2221tgdFTTTa一、一、 擰緊力矩擰緊力矩一般螺紋聯(lián)接在裝配時都必須擰緊，這時螺紋聯(lián)接受到預緊力的作用。對于重要的螺紋聯(lián)接，應控制其預緊力，因為的大小對螺紋聯(lián)接的可靠性，強度和密封均有很大影響。21TTTT T1 1克服螺紋副相對轉動的阻力矩；克服螺紋副相對轉動的阻力矩；T T2 2克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩；克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩；設軸向力為設軸向力為F Fa a 或預緊力（不受軸向載荷） fc c摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)。

18、無潤滑時?。簾o潤滑時?。?fc c =0.15 =0.15rf f支撐面摩擦半徑。支撐面摩擦半徑。 rf =( =(dw w+ +d0 0)/4)/4dd0dwT簡化公式：簡化公式： 適用于M10M60的粗牙螺紋， f=0.15, fc=0.15, T 0.2 F 0.2 Fa a d預緊應力：預緊應力：=(0.5=(0.50.7) s s1 125 螺紋聯(lián)接的預緊和防松螺紋聯(lián)接的預緊和防松F Fa aFa是由聯(lián)接要求決定的，為了發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預緊 可靠，應取：通常螺紋聯(lián)接擰緊是憑工人的經(jīng)驗來決定的，重要螺栓則必須預緊力進行精確控制?？偭兀嚎偭兀簻y力矩扳手測力矩扳手工程上常采用工

19、程上常采用測力矩扳手測力矩扳手或或定力矩扳手定力矩扳手來控制預緊力來控制預緊力的大小。的大小。二、二、 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松聯(lián)接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預緊力可能在某一瞬時消失，聯(lián)接仍有可能松動。高溫下的螺栓聯(lián)接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設計時必須考慮防松。即防止相對轉動。防松的方法防松的方法1. 利用附加摩擦力防松利用附加摩擦力防松尼龍圈鎖緊螺母尼龍圈鎖緊螺母F F彈簧墊圈彈簧墊圈對頂螺母對頂螺母定力矩扳手定力矩扳手開口銷與六開口銷與六角開槽螺母角開槽螺母串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲2. 采

20、用專門防松元件防松采用專門防松元件防松圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈止動墊圈止動墊圈3. 其他方法防松其他方法防松11.5P用沖頭沖用沖頭沖23點點沖點防松法沖點防松法粘合法防松粘合法防松涂粘合劑涂粘合劑1 126 螺栓聯(lián)接的強度計算螺栓聯(lián)接的強度計算螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接的主要失的主要失效形式：效形式：螺栓拉斷螺栓拉斷螺紋壓潰或剪斷螺紋壓潰或剪斷滑扣滑扣 因經(jīng)常拆裝螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強度原則及使用經(jīng)驗規(guī)定的。采用標準件時，這些部分都不需要進行強度計算。所以，螺栓聯(lián)接的計算主要是確定螺紋小徑d1，然后按照標準選定螺紋公稱直徑d及螺距P等。 一、松螺栓聯(lián)接一、松螺栓聯(lián)接 裝配時

21、不須要擰緊強度條件：強度條件：4/21dFa式中式中:d1-螺紋小徑，螺紋小徑， mm二、緊螺栓聯(lián)接二、緊螺栓聯(lián)接 裝配時須要擰緊，在工作狀態(tài)下可能還需要補充擰緊。螺栓受軸向拉力螺栓受軸向拉力Fa和摩擦力矩和摩擦力矩T的雙重作用。的雙重作用。4/21dFa拉應力：拉應力：FaFa力除以面積4/3 . 121dFa切應力：切應力：16/311dT16/2) (311ddtgFa4/) (22112dFtgdda對于對于M10M68的普通螺紋，取的普通螺紋，取d1、d2和和的平均值，的平均值，并?。翰⑷。?tg = f =0.15 得：得： 0.5 當量應力：當量應力：223c22)5 . 0(

22、3強度條件：強度條件：3 .1分母為抗剪截面系數(shù)1. 受橫向工作載荷的螺栓強度受橫向工作載荷的螺栓強度螺栓與孔之間有間隙，工作時預緊力螺栓與孔之間有間隙，工作時預緊力Fa導致接合面所導致接合面所產(chǎn)生的摩擦力應大于橫向載荷產(chǎn)生的摩擦力應大于橫向載荷F。C-可靠性系數(shù)，常取可靠性系數(shù)，常取C=1.11.3mfCFFa預緊力預緊力Fa ： f-摩擦系數(shù)，對鋼與鑄鐵，取摩擦系數(shù)，對鋼與鑄鐵，取: f =0.10.15m-結合面數(shù)結合面數(shù) 上圖m=1,下圖m=2若取若取 f =0.15， C=1.2, m=1, 則：則：Fa 8F結構尺寸大結構尺寸大FFFF/2F/2FaFaFaFaFF/2F/22.

23、受軸向工作載荷的螺栓強度受軸向工作載荷的螺栓強度改進措施：改進措施： 1. 采用鍵、套筒、銷承擔橫向工作載荷。采用鍵、套筒、銷承擔橫向工作載荷。螺栓僅起連接作用2. 采用無間隙的鉸制孔螺栓。采用無間隙的鉸制孔螺栓。設流體壓強為設流體壓強為p，螺栓數(shù)目為，螺栓數(shù)目為Z，則，則缸體周圍每個螺栓的平均載荷為：缸體周圍每個螺栓的平均載荷為：p D2/4FE = =ZpFEFED特別注意，軸向載荷：特別注意，軸向載荷：松弛狀態(tài)松弛狀態(tài)Fa F0+FE預緊狀態(tài)預緊狀態(tài)C0b0F0F0受載變形受載變形FRFRFEFEF0F0加預緊力后加預緊力后螺栓受拉伸長螺栓受拉伸長b0被聯(lián)接件受壓縮短被聯(lián)接件受壓縮短C0

24、加載加載FE后后:螺栓總伸長量增加為螺栓總伸長量增加為: 總拉力為：總拉力為：被聯(lián)接件壓縮量減少為：被聯(lián)接件壓縮量減少為： 殘余預緊力減少為：殘余預緊力減少為： FR FaFaFa=FE+FR很顯然很顯然: FRFF2 2FF3 3FF4 4FF5 5螺螺栓栓桿桿F F F F螺螺栓栓桿桿螺母體螺母體假設螺母為剛體，則螺紋牙變形與普通螺木相同。但實際上螺母也是彈性體，受載也被拉長，變形螺紋牙產(chǎn)生回彈，從而減小兩者螺距變化，使受載均勻。10圈以后，螺母牙幾乎不承受載荷。支承面不平支承面不平三、減小應力集中三、減小應力集中1.1.增大過渡圓角增大過渡圓角2.2.切制卸載槽切制卸載槽r r四、避免或

25、減小附加應四、避免或減小附加應力力采用凸臺或沉孔結構采用凸臺或沉孔結構切削加工支承面切削加工支承面被聯(lián)接件變形太大被聯(lián)接件變形太大五、采用特殊制造工藝五、采用特殊制造工藝冷鐓頭部、輾壓螺紋冷鐓頭部、輾壓螺紋疲勞強度提高疲勞強度提高30% 比車削 表面處理：表面處理： 氰化、氮化也能氰化、氮化也能提高疲勞強度。提高疲勞強度。1 108 鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接作用：作用：用來實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞扭矩，用來實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞扭矩， 或實現(xiàn)零件的軸向固定或移動。或實現(xiàn)零件的軸向固定或移動。一、鍵聯(lián)接的類型一、鍵聯(lián)接的類型類型：類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。平鍵

26、、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。1. 平鍵平鍵聯(lián)接聯(lián)接工作面工作面特點：特點：定心好、裝拆方便。定心好、裝拆方便。種類種類普通平鍵普通平鍵導向平鍵導向平鍵間隙間隙軸軸普通普通平鍵平鍵結構結構單圓頭單圓頭(C型型)圓頭圓頭(A型型)方頭方頭(B型型)用指狀銑刀加工，固定良好，軸槽應力集中大。用指狀銑刀加工，固定良好，軸槽應力集中大。用盤銑刀加工，軸的應力集中小。用盤銑刀加工，軸的應力集中小。用于軸端用于軸端普通平鍵應用最廣。普通平鍵應用最廣。A型型B型型C型型盤銑刀盤銑刀 起鍵螺孔起鍵螺孔導向平鍵導向平鍵固定螺釘固定螺釘零件可以在軸上移動，構成動聯(lián)接。零件可以在軸上移動，構成動聯(lián)接。結構特點：結構特點

27、：長度較長，需用螺釘固定。長度較長，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。起鍵螺孔起鍵螺孔固定螺釘固定螺釘表表12-4 普通平鍵和鍵槽尺寸（普通平鍵和鍵槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79） A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或r1LLLbhbtd- -tbt1d+t1標記實例：標記實例： 圓頭普通平鍵圓頭普通平鍵(A型型): 鍵鍵16100 GB1096-79 方頭普通平鍵方頭普通平鍵(B型型): 鍵鍵B16100 GB1096-79單圓頭普通平鍵單圓頭普通平鍵(C型型) : 鍵鍵C16100 GB1096-79dd b h C或或r L t t

28、1 半徑半徑r 續(xù)表續(xù)表10-9鍵的尺寸鍵的尺寸鍵鍵 槽槽軸的直徑軸的直徑自自 68 2 2 620 1.2 1810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.81217 5 5 1056 3.0 2.31722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.252230 8 7 1890 4.0 3.33038 10 8 22110 5.0 3.33844 12 8 28140 5.0 3.34450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.45058 16 10 45180 6.5 4

29、.35865 18 11 50200 7.0 4.46575 20 12 56220 7.5 4.97585 22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.62. 半圓鍵半圓鍵聯(lián)接聯(lián)接優(yōu)點：優(yōu)點：定心好，裝配方便。定心好，裝配方便。因半圓鍵能在軸槽中擺動以適應輪轂槽底面。缺點：缺點：對軸的削弱較大，只適對軸的削弱較大，只適 用于輕載聯(lián)接。用于輕載聯(lián)接。特別適用于錐形軸端的聯(lián)接。特別適用于錐形軸端的聯(lián)接。工作面工作面3. 楔鍵楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接結構特點：結構特點：鍵的上表面有鍵的上表面有1:100的斜度，的斜度， 輪轂槽的底面也有輪轂槽的底面也有1:100的斜度

30、。的斜度。缺點：缺點：定心精度不高。定心精度不高。應用：應用：只能應用于定心精度不高，載荷只能應用于定心精度不高，載荷 平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。安裝時用安裝時用力打入力打入工作面工作面dd類型：類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。普通楔鍵、鉤頭楔鍵。鉤頭是用來拆卸用的拆卸空間拆卸空間斜度斜度1：100120 130 在重型機械中常采用在重型機械中常采用切向鍵切向鍵-一對楔鍵組成。一對楔鍵組成。裝配時將兩楔鍵楔緊，鍵的窄面是工作面，所產(chǎn)生的壓力沿切向方向分布，當雙向傳遞扭矩時，需要兩對切向鍵分布成120130 。窄面窄面工作面工作面bA型型d二、平鍵聯(lián)接的強度校核二、平鍵聯(lián)接的強度校核鍵的材料

31、：鍵的材料：B 370 Mpa的碳素鋼，常用的碳素鋼，常用45鋼。鋼。鍵的截面尺寸鍵的截面尺寸b、h查表選取，長度查表選取，長度L參照輪轂長度參照輪轂長度從標準中選取。從標準中選取。鍵的主要失效形式：鍵的主要失效形式：壓潰、磨損壓潰、磨損(動聯(lián)接動聯(lián)接)、剪斷。剪斷。Lbh/2擠壓強度條件：擠壓強度條件：p =SFt(d/2)(h/2)lT=p MPa MPa d h l4T=l=L-bl=LbB型型一般不會出現(xiàn)ldp d h l4Tp=對于導向平鍵聯(lián)接，計算依據(jù)是磨損，應限制壓強：對于導向平鍵聯(lián)接，計算依據(jù)是磨損，應限制壓強：鋼鋼 125150 100120 6090表表12-5 鍵聯(lián)接的許

32、用壓強鍵聯(lián)接的許用壓強許用值許用值 輪轂材料輪轂材料靜載荷靜載荷 輕微沖擊輕微沖擊 沖沖 擊擊載載 荷荷 性性 質質鑄鐵鑄鐵 7080 5060 3045鋼鋼 50 40 30 p p 若強度不時，可采用兩個鍵按若強度不時，可采用兩個鍵按180布置。布置?？紤]到載荷分布的不均勻性，校核強考慮到載荷分布的不均勻性，校核強度時按度時按1.5個鍵計算。個鍵計算。三、花鍵聯(lián)接三、花鍵聯(lián)接結構特點：結構特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側為工作面。沿周向均布多個鍵齒。齒側為工作面。優(yōu)點：優(yōu)點：承載能力高、對軸的削弱程度小、定心好、承載能力高、對軸的削弱程度小、定心好、 導向性好。導向性好。類型：類型：矩形花鍵

33、、鍵開線花鍵、三角形花鍵。矩形花鍵、鍵開線花鍵、三角形花鍵。制造容易制造容易最常用最常用用于高強用于高強度聯(lián)接度聯(lián)接用于薄壁用于薄壁零件聯(lián)接零件聯(lián)接靜聯(lián)接、動聯(lián)接均可。一般只驗算擠壓強度和耐磨性。靜聯(lián)接、動聯(lián)接均可。一般只驗算擠壓強度和耐磨性。設各齒壓力的合力作用在平均半徑設各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取不均勻系處，取不均勻系數(shù)數(shù)K=0.70.8，則花鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：則花鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：靜聯(lián)接：靜聯(lián)接： T = Kzhlrm p 動聯(lián)接：動聯(lián)接： T = Kzhl rmpp l為接觸長度；為接觸長度；h為齒面工作高度；為齒面工作高度；h =(D d)/2 2CD/2d/

34、2hrmrm=(D+d)/4C為齒頂?shù)箞A半徑；為齒頂?shù)箞A半徑；花鍵材料：花鍵材料： B 600 Mpa的碳的碳素鋼制造，大多進行熱處理。素鋼制造，大多進行熱處理。CCFtI 3550 4070 表表12-6 花鍵聯(lián)接的許用擠壓應力花鍵聯(lián)接的許用擠壓應力 p 和許用壓強和許用壓強 p 聯(lián)接工作方式聯(lián)接工作方式齒面未經(jīng)熱處理齒面未經(jīng)熱處理 齒面經(jīng)熱處理齒面經(jīng)熱處理 p 或或 p II 60100 100140III 80120 120200動聯(lián)接動聯(lián)接 p ( (不在載荷下移動不在載荷下移動) )靜聯(lián)接靜聯(lián)接 p 工作條件工作條件動聯(lián)接動聯(lián)接 p ( (在載荷下移動在載荷下移動) )I 1520

35、2535II 2030 3060III 2540 4070I - 310II - 315III - 1020注：注：I-很差；很差； II-中等；中等； III-良好。良好。1 129 銷聯(lián)接銷聯(lián)接作用：作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。類型類型圓柱銷圓柱銷圓錐銷圓錐銷-經(jīng)多次拆裝后，定位精度會降低；經(jīng)多次拆裝后，定位精度會降低；有有1:501:50的錐度，可反復多次拆裝。的錐度，可反復多次拆裝。拆裝方便拆裝方便用于盲孔用于盲孔螺母鎖緊螺母鎖緊抗沖擊抗沖擊不易松動，不易松動，能承受振動能承受振動和變載荷和變載荷, ,不鉸孔，可不鉸孔，

36、可多次裝拆。多次裝拆。帶槽圓柱銷帶槽圓柱銷裝配前、后 1 1210 螺旋傳動螺旋傳動作用作用: : 將回轉運動轉變?yōu)橹本€移動將回轉運動轉變?yōu)橹本€移動. .分類分類: :傳力螺旋傳力螺旋傳導螺旋傳導螺旋調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋傳遞動力傳遞動力, , 千斤頂千斤頂, , 壓力機壓力機壓力機壓力機傳遞運動傳遞運動, ,要求精度高要求精度高. .進給機構進給機構. .調(diào)整相對位置調(diào)整相對位置. .千斤頂千斤頂調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋對螺旋傳動的要求對螺旋傳動的要求: : 強度足夠強度足夠, , 耐磨耐磨, , 摩擦系數(shù)小摩擦系數(shù)小. .螺桿材料螺桿材料: : Q257、45、50鋼，或鋼，或T12、4

37、0Cr、65Mn螺母材料螺母材料: : ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZCuAl10Fe3.失效形式失效形式: : 磨損磨損 通常先由耐磨性條件，計算螺桿直徑和螺母高度，再參照標準確定螺旋各主要參數(shù)，而后對可能發(fā)生的其他失效一一校核。一、耐磨性計算一、耐磨性計算校核公式：校核公式：影響磨損的原因很多，目前還沒有完善的計算方法，通常是限制螺紋接觸處的壓強。p = p MPa MPa d2 hzFaFa為軸向力；為軸向力； z z為參加接觸的螺紋圈數(shù)；為參加接觸的螺紋圈數(shù)； d2為螺紋中為螺紋中徑；徑；h h為螺紋的工作高度；為螺紋的工作高度； p p 為許用壓強。為許用壓強。速

38、度速度v12 m/min 47 710 1013低速，如人力驅動等低速，如人力驅動等 1018 1525 -表表12-7 螺旋副的許用壓強螺旋副的許用壓強許用許用壓強壓強配配 對對 材材 料料 鋼對鑄鐵鋼對鑄鐵 鋼對青銅鋼對青銅 淬火鋼對青銅淬火鋼對青銅令令 =H/ d2 , H為螺母高度為螺母高度又又 z =H / P, h=0.5P-梯形螺紋的工作高度梯形螺紋的工作高度 h=0.75P-鋸齒形螺紋的工作高度。鋸齒形螺紋的工作高度。p = p d2 hzFa代入上式得螺紋中徑的計算公式：代入上式得螺紋中徑的計算公式：鋸齒形螺紋：鋸齒形螺紋：梯形螺紋梯形螺紋: p Fad2 0.8 mm p Fad2 0.65 mm=1.22.5 整體式螺母整體式螺母2.53.5 剖分式螺母剖分式螺母一般?。阂话闳。簔10z10求得螺紋中徑后，應按標準選取相應的公稱直徑d和螺距P為了設計方便 二、螺桿強度校核二、螺桿