聯(lián)接應(yīng)滿足的基本要求

2023/2/6第14章聯(lián)接1第十四章聯(lián)接2023/2/6第14章聯(lián)接2內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)機(jī)械零件的聯(lián)接第三節(jié)機(jī)械零件與光學(xué)零件的聯(lián)接2023/2/6第14章聯(lián)接3第一節(jié)概述一、聯(lián)接的作用為便于制造、裝配、維修、調(diào)整和運(yùn)輸，采用不同的聯(lián)接方法，將零部件組合成一整體。二、聯(lián)接的分類根據(jù)被聯(lián)接零件的性質(zhì)，分機(jī)械零件與機(jī)械零件的聯(lián)接－機(jī)械零件聯(lián)接光學(xué)零件與機(jī)械零件的聯(lián)接、光學(xué)零件之間的聯(lián)接按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分可拆聯(lián)接：聯(lián)接拆開，所有零件不會(huì)損壞，可反復(fù)拆裝，成本高，易產(chǎn)生自松，結(jié)構(gòu)不緊湊永久聯(lián)接（不可拆聯(lián)接）：聯(lián)接拆開，至少有一個(gè)零件受損。2023/2/6第14章聯(lián)接4三、聯(lián)接應(yīng)滿足的基本要求從無論設(shè)計(jì)可拆聯(lián)接或永久聯(lián)接，均應(yīng)滿足下列基本要求：保證足夠的聯(lián)接強(qiáng)度；保證足夠的聯(lián)接精度，既保證被聯(lián)接件之間具有足夠準(zhǔn)確的相互位置；保證足夠聯(lián)接結(jié)構(gòu)的可靠性，既保證在振動(dòng)和沖擊的條件下不松動(dòng)；聯(lián)接方便，工藝性好；對(duì)于某些聯(lián)接結(jié)構(gòu)，尚須滿足其他一些特性要求，如密封性、導(dǎo)電性等。2023/2/6第14章聯(lián)接5第二節(jié)機(jī)械零件的聯(lián)接一、可拆聯(lián)接主要有螺釘（包括螺栓）和螺紋聯(lián)接、銷釘聯(lián)接和鍵聯(lián)接等。（一）螺釘和螺紋聯(lián)接應(yīng)用最廣的可拆聯(lián)接基本要素：螺紋不同之處：螺釘：利用聯(lián)接零件：螺釘、螺栓、螺母和墊圈，被聯(lián)接零件之一太厚。螺紋：被聯(lián)接零件本身具有螺紋，直接聯(lián)接。螺栓：被聯(lián)接零件不太厚。2023/2/6第14章聯(lián)接6（一）螺釘和螺紋聯(lián)接2023/2/6第14章聯(lián)接7（一）螺釘和螺紋聯(lián)接聯(lián)接螺紋的主要類型粗牙普通螺紋細(xì)牙普通螺紋相同公稱直徑，細(xì)牙螺紋具有較小的螺距和螺紋深度適用于薄壁零件、薄板零件螺旋升角較小，防松能力較強(qiáng)特種細(xì)牙螺紋專門用途的聯(lián)接螺紋目鏡螺紋：梯形螺紋，牙型角60°顯微鏡物鏡螺紋：牙型角55°圓柱管螺紋：牙型角55°2023/2/6第14章聯(lián)接8（一）螺釘和螺紋聯(lián)接螺釘聯(lián)接零件的型式及應(yīng)用螺釘聯(lián)接零件螺釘、螺栓、螺母、墊圈螺釘聯(lián)接零件的應(yīng)用聯(lián)接零件固定零件調(diào)節(jié)零件位置轉(zhuǎn)動(dòng)零件的心軸與直線運(yùn)動(dòng)零件組成導(dǎo)軌2023/2/6第14章聯(lián)接9（一）螺釘和螺紋聯(lián)接2023/2/6第14章聯(lián)接10（一）螺釘和螺紋聯(lián)接螺釘聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)聯(lián)接零件型式的選定確定螺釘直徑、長(zhǎng)度、數(shù)量及排列形式被聯(lián)接零件的定位螺釘聯(lián)接的防松防止螺釘丟失的結(jié)構(gòu)2023/2/6第14章聯(lián)接11（一）螺釘和螺紋聯(lián)接聯(lián)接零件型式的選定圓柱頭螺釘應(yīng)用廣，螺絲刀槽強(qiáng)度較大，適用于聯(lián)接需要經(jīng)常拆裝的情況，可不用墊圈，適用于有色金屬及其合金等較軟材料制成的零件。球面圓柱頭螺釘(圖14－7)螺絲刀槽強(qiáng)度較弱，擰緊力矩大時(shí)容易損壞沉頭螺釘、半沉頭螺釘用于儀器外表面、內(nèi)表面本身有定位作用。根據(jù)被聯(lián)接件的具體結(jié)構(gòu)和尺寸以及設(shè)計(jì)要求選定。開槽圓柱頭螺釘內(nèi)六角圓柱頭螺釘開槽錐端緊定螺釘開槽沉頭螺釘2023/2/6第14章聯(lián)接12（一）螺釘和螺紋聯(lián)接確定螺釘直徑、長(zhǎng)度、數(shù)量及排列形式聯(lián)接受載荷一般較小，設(shè)計(jì)時(shí)由結(jié)構(gòu)條件來確定螺釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量。只有受力較大時(shí)，才進(jìn)行必要的強(qiáng)度計(jì)算或驗(yàn)算。螺釘長(zhǎng)度：取決于通孔的被聯(lián)接零件1的厚度和螺釘擰入零件2的深度。零件1：最小厚度稍大于螺釘?shù)穆菸不蛲说恫鄣拈L(zhǎng)度。且不宜過大。擰入零件2的深度必須足夠。鋼或青銅：l=d鑄鐵l=(1.25~1.5)d鋁合金l=(1.5~2.5)d受力很小時(shí)，也不小于2.5個(gè)螺距。圓整成標(biāo)準(zhǔn)值2023/2/6第14章聯(lián)接13（一）螺釘和螺紋聯(lián)接零件2厚度不夠，擰入深度不足時(shí)如螺孔零件2用強(qiáng)度較高的材料制成，可以局部增加螺孔處的厚度。如零件2用輕合金或塑料等強(qiáng)度較低的材料制成，或者局部增加螺孔處的厚度，或者在螺孔處鑲?cè)胗脧?qiáng)度較高的材料制成的套管零件，在套管內(nèi)表面切制出螺紋。2023/2/6第14章聯(lián)接14（一）螺釘和螺紋聯(lián)接數(shù)目不宜太多，由被聯(lián)接零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸而定。排列考慮扳手空間的大小考慮制造方便使整個(gè)結(jié)構(gòu)采用螺釘?shù)念愋秃鸵?guī)格盡可能少，以利于裝配管理。2023/2/6第14章聯(lián)接15（一）螺釘和螺紋聯(lián)接被聯(lián)接零件的定位不能依靠聯(lián)接零件本身來定位，需要另加定位裝置。利用兩個(gè)定位銷定位兩個(gè)定位銷距離越遠(yuǎn)，定位精度越高。多是對(duì)角配置2023/2/6第14章聯(lián)接16（一）螺釘和螺紋聯(lián)接利用圓柱配合面和一個(gè)定位銷定位單個(gè)螺釘聯(lián)接的防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)2023/2/6第14章聯(lián)接17（一）螺釘和螺紋聯(lián)接螺釘聯(lián)接的防松螺釘松動(dòng)的原因一般聯(lián)接用的單頭普通螺紋，升角小于誘導(dǎo)摩擦角，即滿足自鎖條件。但在振動(dòng)、變載荷情況下，摩擦系數(shù)降低、且可能出現(xiàn)短時(shí)間卸載現(xiàn)象，螺釘聯(lián)接自動(dòng)松脫。常用的防松方法和典型結(jié)構(gòu)有：用增加摩擦力的方法防松用機(jī)械固定的方法防松用粘結(jié)方法防松2023/2/6第14章聯(lián)接18（一）螺釘和螺紋聯(lián)接用增加摩擦力的方法防松a)雙螺母防松裝置；b)切口螺母裝置；c)橡皮墊圈防松裝置；d)螺旋彈簧防松裝置；e)彈簧墊圈防松裝置2023/2/6第14章聯(lián)接19（一）螺釘和螺紋聯(lián)接用機(jī)械固定的方法防松2023/2/6第14章聯(lián)接20（一）螺釘和螺紋聯(lián)接防止螺釘丟失的結(jié)構(gòu)2023/2/6第14章聯(lián)接21（二）銷釘聯(lián)接銷釘?shù)念愋秃蛻?yīng)用用途作兩被聯(lián)接零件的定位零件作聯(lián)接零件，保證被聯(lián)接零件能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩保安零件類型標(biāo)準(zhǔn)化圓柱銷：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于達(dá)到較高精度，作定位銷，靠過盈固定在被聯(lián)接零件上，不宜多次拆卸。圓錐銷：作聯(lián)接零件，傳遞一定的轉(zhuǎn)矩。1：50的錐度，可以自鎖，能多次拆裝，但加工需用錐形鉸刀鉸制。2023/2/6第14章聯(lián)接22（二）銷釘聯(lián)接銷釘聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選定銷釘類型確定銷釘尺寸：按結(jié)構(gòu)條件選定，傳遞較大載荷或兼作保安零件時(shí)，需計(jì)算或驗(yàn)算剪切強(qiáng)度。作定位零件：精度靠配合保證。銷釘聯(lián)接的防松防松環(huán)2023/2/6第14章聯(lián)接23（三）鍵聯(lián)接鍵：用于軸和軸上零件之間的聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)零件按形狀和裝配方式不同，分為平鍵和半圓鍵斜鍵（楔鍵和切向鍵）2023/2/6第14章聯(lián)接24（三）鍵聯(lián)接平鍵和半圓鍵平鍵：兩側(cè)工作普通平鍵：用于輪轂與軸沒有相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接（靜聯(lián)接）導(dǎo)向平鍵：用于輪轂需要沿軸向移動(dòng)的聯(lián)接（動(dòng)聯(lián)接）滑鍵：輪轂沿軸向移動(dòng)距離較大時(shí)通常制成：圓頭（A型）、方頭（B型）、單圓頭（一端圓頭、另一端方頭，C型）。2023/2/6第14章聯(lián)接25（三）鍵聯(lián)接半圓鍵兩側(cè)工作優(yōu)點(diǎn)：工藝性好，缺點(diǎn)：軸上鍵槽較深用于錐形軸的輔助裝置聯(lián)接、常用于載荷較小的聯(lián)接。特點(diǎn)不會(huì)引起軸上零件偏心，可用于對(duì)中精度要求較高的聯(lián)接中不能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定，不能傳遞軸向力。2023/2/6第14章聯(lián)接26（三）鍵聯(lián)接斜鍵楔鍵普通楔鍵、鉤頭楔鍵上下表面－工作面靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，并能承受單方向的軸向力。適用于定心精度要求不高，轉(zhuǎn)速較低的聯(lián)接中。2023/2/6第14章聯(lián)接27（三）鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)與計(jì)算選型確定尺寸和材料鍵的寬度b、高度h、長(zhǎng)度L材料：強(qiáng)度不低于600N/mm2的精拔鋼，45鋼強(qiáng)度驗(yàn)算載荷較大時(shí)，進(jìn)行驗(yàn)算以平鍵聯(lián)接為例：失效形式：鍵或輪轂的工作面的壓潰，嚴(yán)重過載時(shí)，鍵體剪斷按擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度條件對(duì)平鍵聯(lián)接進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。2023/2/6第14章聯(lián)接28（三）鍵聯(lián)接擠壓強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件許用應(yīng)力：表14－22023/2/6第14章聯(lián)接29（三）鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接矩形花鍵漸開線花鍵2023/2/6第14章聯(lián)接30二、不可拆聯(lián)接主要：焊接、鉚接、壓合、膠接和鑄合（一）焊接加熱使兩個(gè)以上金屬件在聯(lián)接處的原子或分子結(jié)合的一種不可拆聯(lián)接方法。按加熱方法和焊接過程的特點(diǎn)分3類：熔焊：氣焊、電弧焊、電渣焊壓焊：電阻焊、摩擦焊、感應(yīng)焊、冷壓焊釬焊2023/2/6第14章聯(lián)接31（一）焊接電阻焊又稱接觸焊，利用電流通過焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻熱，把焊件加熱到塑化（軟化）狀態(tài)，再加壓力形成焊接頭。根據(jù)焊接頭的形狀、電阻焊分為：點(diǎn)焊利用電流通過圓柱形電極和搭接的兩焊件產(chǎn)生的電阻熱，在焊件間形成一個(gè)個(gè)的焊點(diǎn)來聯(lián)接焊件的。優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率高、成本低，焊接后的變形及物理性質(zhì)的變化均很小。缺點(diǎn)：不能得到氣密性的聯(lián)接。焊件表面將留下很難除去的電極痕跡。應(yīng)用：焊接薄板零件，0.05～6mm。雙面點(diǎn)焊時(shí)，焊件厚度不等，焊件厚度不應(yīng)超過1：3。焊件數(shù)目最好2件，一般不超過3件。把最薄的零件放在中間。2023/2/6第14章聯(lián)接32（一）焊接縫焊采用滾盤作電極、邊焊邊滾，焊點(diǎn)彼此互相重疊，形成一條有密封性的焊縫。氣密性的聯(lián)接零件厚度：鋼－2mm以下，有色金屬－1.5mm。對(duì)焊把焊件整個(gè)接觸面焊接在一起的聯(lián)接。2023/2/6第14章聯(lián)接33（一）焊接釬焊利用釬料把零件聯(lián)接在一起，特點(diǎn)：焊件本身不熔化，釬料熔點(diǎn)低于焊件金屬的熔點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：加熱溫度較低，焊件的變形和材料性能的變化均很?。豢捎眉訜岬姆椒▽⒘慵鹦?，重新釬焊缺點(diǎn)：接頭強(qiáng)度低，耐熱能力差，應(yīng)用受限。過程熔化了的釬料與焊件表面金屬分子相互滲透形成過渡層將零件聯(lián)接在一起使用釬劑清除焊件表面的氧化膜及其它臟物，保護(hù)聯(lián)接表面不受氧化，改進(jìn)釬料的濕潤(rùn)能力及流動(dòng)性。2023/2/6第14章聯(lián)接34（一）焊接根據(jù)釬料的熔點(diǎn)不同，分兩類：易熔釬料(軟釬料）熔點(diǎn)在400～450oC以下錫鉛合金：對(duì)大多數(shù)金屬具有良好的濕潤(rùn)性，用于大多數(shù)金屬塑性好，有較高疲勞性能，強(qiáng)度低（20～100N/mm2）常用氯化鋅及其混合物作釬劑難熔釬料（硬釬料）熔點(diǎn)在450～500oC以上強(qiáng)度較高可達(dá)500N/mm2銅基釬料（銅鋅合金釬料）、銀基釬料（銀銅鋅合金釬料）常用硼砂及其與硼酸的混合物作釬劑2023/2/6第14章聯(lián)接35（二）鉚接鉚接：利用鉚釘或被聯(lián)接件之一上起鉚釘作用的鉚接頸產(chǎn)生局部塑性變形形成鉚釘頭，把零件聯(lián)接在一起的方法。應(yīng)注意的原則在制成鉚釘頭的過程中，由于鉚接力的作用，被聯(lián)接零件的連接處也會(huì)發(fā)生變形，為了盡量減少被聯(lián)接零件在鉚接時(shí)的損傷：鉚釘材料的彈性模量小于被聯(lián)接零件的彈性模量，且被聯(lián)接零件的彈性模量應(yīng)盡可能大，而鉚釘材料的彈性模量要盡可能小。盡可能增大被聯(lián)接零件的支承面。－采用墊圈盡可能減小鉚接力。鉚釘或鉚接頸端面上制成錐形坑。2023/2/6第14章聯(lián)接36（二）鉚接擴(kuò)鉚法聯(lián)接不能承受較大沖擊力的零件：玻璃、塑料、陶瓷等鉚釘或鉚接頸制成空心的。收鉚或滾邊2023/2/6第14章聯(lián)接37（二）鉚接鉚釘材料低碳鋼、紫銅、黃銅、鋁和鋁合金空心鉚釘：黃銅最好和被聯(lián)接件的金屬材料類似。聯(lián)接精度鉚釘桿比被聯(lián)接件的鉚釘孔小0.1~0.5mm，鉚接中產(chǎn)生軸線偏移、傾斜現(xiàn)象，造成被聯(lián)接件相對(duì)位置變化。采取減小鉚釘桿與孔的間隙、定位面或定位零件、定位夾具的方法，保證聯(lián)接精度。2023/2/6第14章聯(lián)接38（三）壓合壓合聯(lián)接：利用兩個(gè)零件配合面的過盈，把一個(gè)零件壓入另一個(gè)零件構(gòu)成的聯(lián)接通常用于圓柱形表面零件的聯(lián)接能達(dá)到比較高的精度壓合后配合面上應(yīng)力分布較為均勻分類光面壓合聯(lián)接滾花壓合聯(lián)接2023/2/6第14章聯(lián)接39（三）壓合光面壓合聯(lián)接被聯(lián)接的零件表面為光滑圓柱形，壓合前，零件軸的直徑略大于孔的直徑，過盈將直接影響聯(lián)接強(qiáng)度。光面壓合聯(lián)接的壓入方法有：在常溫下壓入；加熱包容件（孔）；冷卻被包容件（軸）；加熱包容件，同時(shí)冷卻被包容件。在精密機(jī)械與制造中常采用常溫下壓入。精度決定于軸和孔的形狀誤差聯(lián)接應(yīng)有足夠的壓入深度2023/2/6第14章聯(lián)接40（三）壓合滾花壓合聯(lián)接被聯(lián)接的零件之一上滾有花紋的壓合聯(lián)接需要用壓合聯(lián)接方法聯(lián)接小尺寸零件時(shí)，常采用滾花壓合聯(lián)接。滾花工藝花紋滾壓在較硬的軸類零件上花紋頂圓直徑增加Δd=(0.25~0.5)p，節(jié)距表14－3滾花壓合承受軸向力不高精度：較低同軸度：定心夾具軸肩保證軸向位置2023/2/6第14章聯(lián)接41（四）鑄合鑄合：是把尺寸較小但具有一定性能要求的零件（嵌件）鑄入另一零件（基本零件）的一種聯(lián)接方法。材料嵌件：金屬或合金基本零件：金屬材料，非金屬材料鑄合聯(lián)接結(jié)構(gòu)力或力矩作用下，嵌件和基本零件不致產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。防止相對(duì)移動(dòng)：在嵌件上作出任意形狀的凸塊或凹坑；防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)：可在嵌件上滾花，滾花的節(jié)距2023/2/6第14章聯(lián)接42（四）鑄合2023/2/6第14章聯(lián)接43（五）膠接膠接：利用膠粘劑把零件粘合在一起的聯(lián)接方法。優(yōu)點(diǎn)：可以膠接各種金屬材料，也可以膠接非金屬材料，以及把金屬材料和非金屬材料膠接在一起。膠接表面光滑、平整、美觀，膠接處