第7章機械連接1

第7章

機械零件的銜接主要內(nèi)容第一節(jié)銜接的分類與要求第二節(jié)可拆銜接第三節(jié)不可拆銜接7.1銜接的分類與要求7.1.1銜接的分類根據(jù)銜接構(gòu)造的特點可分為：1.可拆銜接：零件可反復拆裝，不影響設備運用性能。2.永久銜接〔不可拆銜接〕：拆開后至少有一個零件被損壞。根據(jù)銜接零件的性質(zhì)可分為：機械零件與機械零件的銜接和光學零件與機械零件的銜接。7.1.2銜接的要求1)足夠的銜接強度；2)銜接精度〔零件之間足夠準確的相對位置〕；3)銜接構(gòu)造的可靠性〔振動和沖擊下不松動〕；4)銜接工藝性好〔銜接方便〕；5)滿足特殊要求〔密封，絕緣，導電...〕。7.2可拆銜接7.2.1螺釘和螺紋銜接7.2.2銷釘銜接7.2.3鍵銜接可拆銜接的主要型式可拆銜接主要有螺釘〔包括螺栓〕和螺紋銜接、銷釘銜接和鍵銜接等7.2.1螺釘和螺紋銜接螺釘銜接－利用銜接零件把被銜接零件銜接在一同a.螺栓銜接b.螺釘銜接c.雙頭螺栓銜接螺釘和螺紋銜接的根本要素都是螺紋螺栓銜接用于被銜接零件不太厚的情況螺釘銜接用于銜接零件之一比較厚，或由于構(gòu)造緣由，不便安裝螺母時，直接在該被銜接零件上制出螺孔，把螺釘擰入，構(gòu)成銜接。雙頭螺栓銜接為了防止帶螺孔的被銜接零件因經(jīng)常拆而使螺孔遭到損壞，可采用雙頭螺栓銜接螺紋銜接－利用被銜接零件本身所具有的螺紋，直接進展銜接粗牙和細牙普通螺紋當粗牙螺紋和洗牙螺紋具有一樣的公稱直徑時，細牙螺紋具有較小的螺距和螺紋深度，適于作薄壁零件〔如光學儀器中鏡筒等〕和薄板零件上的螺紋。由于細牙螺紋螺旋升角較小，因此具有較強的防松才干。公用聯(lián)接螺紋銜接螺紋的主要類型1〕目鏡螺紋一種特殊用途的梯形螺紋，牙型角60o，公用于目鏡與鏡框之間的銜接。常制成多頭螺紋。為了轉(zhuǎn)動均勻、輕快的在轉(zhuǎn)角不大的情況下得到較大的軸向挪動，目鏡螺紋通常制成多頭螺紋2〕顯微鏡物鏡螺紋國際通用特殊規(guī)范螺紋，牙型角55o，公用于顯微鏡上物鏡組件與鏡管的銜接，以便于改換不同倍率的物鏡3〕圓柱管螺紋多用于水、煤氣管路，以及光滑和電氣管路系統(tǒng)的銜接，螺紋牙型角55o。圓柱管螺紋的公稱直徑不等于螺紋大徑，而近似等于管子的孔徑。普通運用英制，如：G1/2(1)螺釘銜接零件的型式螺釘、螺栓、螺母、墊圈等出于防銹、美觀的思索，螺釘會進展電鍍〔鍍鉻、鋅〕、發(fā)黑等處置2.螺釘銜接零件的型式及運用(2)運用根本用途－銜接零件和固定零件其它用途－調(diào)理零件位置、作為轉(zhuǎn)動零件的心軸、與直線運動零件組成導軌等。3.螺釘銜接的構(gòu)造設計1〕銜接零件型式的選定〔1〕螺釘銜接型式圓柱頭螺釘球面圓柱頭螺釘沉頭螺釘2〕確定螺釘直徑、長度、數(shù)量及陳列方式當擰入資料厚度不夠時可采用以下構(gòu)造：螺釘?shù)拈L度，取決于通孔的被銜接零件1的厚度h和螺釘擰入零件2的深度lh應大于螺釘螺尾或退刀槽長度，當h太大時可用螺釘頭沉入零件1的方法；l的長度根據(jù)母材而定：擰入鋼或青銅中時l=d，擰入鑄鐵中l(wèi)=〔1.25-1.5〕d，擰入鋁中l(wèi)=〔1.5-2.5〕d。螺釘?shù)臄?shù)量及陳列方式幾何均布圓周均布足夠的扳手空間數(shù)量根據(jù)零件的構(gòu)造和外形而定。螺釘按圓周陳列時，不少于三個；銜接窄片零件，可用1-2個；大而薄的且要求密封的零件，螺釘數(shù)目適當添加。思索扳手空間的大小、制造方便。采用的螺釘類型和規(guī)格盡能夠少。3〕被銜接零件的定位〔1〕利用兩個定位銷定位〔2〕利用圓柱配合面和一個定位銷定位單個螺釘銜接的防轉(zhuǎn)構(gòu)造5〕螺釘放松和防喪失的構(gòu)造〔1〕用添加摩擦力的方法防松〔2〕用機械固定的方法防松〔3〕用粘結(jié)方法防松〔4〕防止螺釘喪失的構(gòu)造運用在受力不大的情況下7.2.2銷釘銜接1.銷釘?shù)念愋秃瓦\用類型:圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸、開口銷作用：定位、銜接、保平安圓柱銷：構(gòu)造簡單。制造時易于到達較高的精度，因此主要用于定位銷，靠過盈固定在被連接零件上，不宜多次裝配。圓錐銷：用作銜接零件來傳送一定扭矩。圓錐銷具有1：50的錐度，因錐度很小，在接受橫向載荷時可以自鎖，有時也在定位零件，能經(jīng)受多次拆裝而不影響性能。缺陷是銷釘孔需求錐形鉸刀鉸制。2.銷釘銜接的構(gòu)造設計1〕根據(jù)構(gòu)造要求選定銷釘類型2〕根據(jù)構(gòu)造條件選定銷釘尺寸〔表7-1〕3.銷釘銜接的防松7.2.3鍵銜接鍵主要用于軸和軸上零件之間的銜接，實現(xiàn)周向固定以傳送轉(zhuǎn)矩，有時也能實現(xiàn)軸向定位或者軸向滑動導向。1.鍵的類型、特點和運用平鍵半圓鍵斜鍵1〕平鍵普通平鍵：用于輪轂與軸沒有相對軸向挪動的銜接〔靜銜接〕兩側(cè)是任務面平鍵導鍵和滑鍵：用于輪轂需求沿軸向挪動的銜接〔動銜接〕挪動間隔大時，宜用滑鍵2〕半圓鍵優(yōu)點：工藝性好缺陷：鍵槽比較深運用：主要用于錐形軸的輔助安裝銜接和小載荷的銜接兩個側(cè)面是任務面3〕斜鍵－楔鍵靠摩擦力傳送轉(zhuǎn)矩，并能接受一方向的軸向力。適于定位精度要求不高，轉(zhuǎn)速較低的銜接中。楔鍵上下兩面都是任務面2.鍵銜接的設計與計算〔1〕選型〔2〕確定尺寸和資料〔3〕強度計算－載荷較大時，進展驗算擠壓強度條件剪切強度條件許用應力：表7－2鍵銜接花鍵銜接－齒側(cè)面是任務面特點：承載才干高，對軸的減弱小，聯(lián)接零件與軸的對中性好，導向精度高等。運用：定心精度高，載荷大，軸上零件經(jīng)?；频膱鏊匦位ㄦI漸開線花鍵7.3不可拆銜接不可拆銜接的主要銜接型式有：焊接、鉚接、壓合、鑄合、膠接；主要特點：構(gòu)造簡單、任務可靠、構(gòu)造緊湊、本錢低；運用：不影響精細機械與儀器的制造、配備、檢修及運用的要求下，應優(yōu)先采用不可拆銜接。1〕焊接定義：是利用加熱〔有時還需加壓〕，使兩個及以上的金屬件在銜接處的原子或分子相結(jié)合的一種不可拆銜接方法分類：按照加熱方法和焊接過程的特點可分為：熔焊〔氣焊、電弧焊、電渣焊等〕、壓焊〔電阻焊、摩擦焊、感應焊、冷壓焊〕和釬焊。精細儀器中主要運用的是：電阻焊〔點焊、縫焊、對焊〕、釬焊〔1〕電阻焊定義：又稱接觸焊，利用電流經(jīng)過焊件接頭的接觸面及臨近區(qū)域產(chǎn)生的電阻能熱，將被焊金屬加熱到部分熔化或到達高溫塑性形狀，在外力的作用下構(gòu)成結(jié)實的焊接接頭的工藝過程，稱為電阻焊。分類：根據(jù)焊接頭的外形電阻焊可分為：點焊、縫焊和對焊點焊定義：兩工件由棒狀銅合金電極壓緊后通電加熱，在工件之間生成橢球狀的熔化中心，切斷電流后該中心冷凝而構(gòu)成熔核，它便成為銜接兩工件的點狀焊縫。優(yōu)點：消費效率高，本錢低，焊件在焊接后的變形及物理性量變化小。缺陷：不能得到氣密性的銜接，且焊點處留有難以去除的電極痕跡運用：焊接薄板零件。焊件的厚度普通為0.05~6mm，有時可擴展至10mm，甚至30mm。焊件數(shù)量最好是2件，普通不超越3件。縫焊縫焊與點焊的區(qū)別：縫焊是以圓盤狀銅合金電極(滾輪電極)替代點焊的棒狀電極。焊接時，滾輪電極壓緊工件的同時，并作動搖。使工件產(chǎn)生挪動。電極在滾動過程中通電，每通一次電就在工件間構(gòu)成一個焊點。延續(xù)通電，在工件間便出現(xiàn)相互重疊的焊點，從而構(gòu)成延續(xù)的焊縫，亦可斷續(xù)通電或滾輪電極以步進式滾動時通電獲得重疊的焊點。運用：縫焊接頭也須是搭接，由于焊縫是焊點的延續(xù)，所以用于焊接要求氣密或液密的薄壁容器，如油箱、水箱、暖氣包、火焰筒等。焊接件厚度：鋼質(zhì)零件在2mm以下，有色金屬在1.5mm以下。對焊定義：把焊件整個接觸面焊接在一同的銜接。對焊普通按加壓及通電方式的不同可分為：電阻對焊、閃光對焊、滾對焊。電阻對焊與閃光對焊均是根本的對焊方法。焊接時把焊件分別夾持在兩對夾具之間，將焊件的兩端面對準，并在接觸處通電加熱進展焊接。電阻對焊與閃光對焊的區(qū)別：操作方法不同，電阻對焊是焊件對正加壓后再通電加熱；而閃光對焊那么是先向焊件通電，而后使焊件接觸建立閃光過程進展加熱。電阻對焊閃光對焊電阻焊優(yōu)點：a.兩金屬是在壓力下從內(nèi)部加熱完成焊接的，無論是焊點的構(gòu)成過程或結(jié)合面的構(gòu)成過程，其冶金問題都很簡單。因此，焊接時無需焊劑或氣體維護，也不需運用焊絲、焊條等填充金屬，便可獲得質(zhì)量較好的焊接接頭，其焊接本錢低。b.由于熱量集中，加熱時間短，故熱影響區(qū)小，變形和應力也小。通常焊后不用思索矯正或熱處置工序。c.操作簡單，易于實現(xiàn)機械化和自動化消費，無噪聲及煙塵，勞動條件好。d.消費率高，在大批量消費中可以與其他制造工序一同編到組裝消費線上。只需閃光對焊因有火花噴濺需求作適當隔離。電阻焊缺陷：a.目前尚缺乏可靠的無損檢測方法，焊接質(zhì)量只能靠工藝試樣和破壞性實驗來檢查，以及靠各種監(jiān)控技術來保證。b.點焊和縫焊需用搭接接頭，添加了構(gòu)件的分量，其接頭的抗拉強度和疲勞強度均較低。c.設備功率大，機械化和自動化程度較高，故設備投資大，維修較困難。大功率焊機饋電網(wǎng)負荷困難，假設是單相交流焊機，那么對電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)有不利的影響?！?〕釬焊釬焊是利用釬料把零件銜接在一同的銜接，它與熔焊方法不同，釬焊時母材不熔化，采用比母材熔化溫度低的釬料，加熱溫度采取低于母材固相線而高于釬料液相線的一種銜接方法。當被銜接的零件和釬料加熱到釬料熔化，利用液態(tài)釬料在母材外表潤濕、鋪展與母材相互溶解和分散和在母材間隙中潤濕、毛細流動、填縫與母材相互溶解和分散而實現(xiàn)零件間的銜接。釬焊還能用加熱的方法將零件裝配，并可重新釬焊。釬焊優(yōu)點：?釬焊加熱溫度較低，對母材組織和性能影響較?。?釬焊接頭平整光滑，外形美觀；?焊件變形較小，尤其是采用均勻加熱〔如爐中釬焊〕的釬焊方法，焊件的變形可減小到最低程度，容易保證焊件的尺寸精度；?某些釬焊方法一次可焊成幾十條或成百條釬縫，消費率高；?可以實現(xiàn)異種金屬或合金、金屬與非金屬的銜接。釬焊缺陷：?釬焊接頭強度比較低；?耐熱才干比較差；?耐蝕才干差；?裝配精度要求高。釬料的分類釬料按其熔化溫度范圍分為軟釬料和硬釬料。前者熔點在450℃以下，后者熔點在450℃以上。又根據(jù)組成釬料的主要元素把這兩類又細分為各種基的釬料。軟釬料有：鉍基、銦基、錫基、鉛基、鎘基、鋅基等釬料。硬釬料有：鋁基、銀基、銅基、錳基、鎳基、金基、鈦基等釬料。釬劑釬焊時運用的熔劑稱釬劑〔釬焊焊劑〕。它是保證釬焊過程順利進展和獲得致密接頭不可短少的焊接資料之一。釬劑的作用：1)去除釬料和母材外表的氧化物；2)維護焊件和液態(tài)釬料在釬焊過程中免受氧化；3)改善液態(tài)釬料對焊件的潤濕性。2)鉚接定義：利用鉚釘或被銜接件之一上的鉚釘作用的鉚接頸產(chǎn)生部分變形，構(gòu)成鉚釘頭，把零件連在一同的方法?！?〕鉚接原那么制成鉚釘頭的過程中，由于鉚接力的作用，被銜接零件的銜接處也會發(fā)生變形，為了盡量減少被鉚接零件在鉚接時的損傷，應留意以下原那么：a.鉚釘資料的彈性模量小于被銜接零件的彈性模量，且被銜接零件的彈性模量盡能夠大，而鉚釘?shù)膹椥阅Ａ勘M能夠??；b.盡能夠增大被銜接零件的的支承面；c.盡能夠減小鉚接力鉚接減小鉚接力的鉚接構(gòu)造空心鉚釘鉚接空心鉚接頸鉚接收鉚鉚接構(gòu)造〔2〕鉚接種類和鉚接方式

按運用要求不同，鉚接可分為兩種：

a.活動鉚接(鉸鏈鉚接)

活動鉚接的結(jié)合部位可以相互轉(zhuǎn)動，例如：手用鉗、剪刀、劃規(guī)等工具的鉚接。

b.固定鉚接

固定鉚接的結(jié)合部位是固定不動的。按鉚接方法不同，鉚接還可分三種：

a.冷鉚

冷鉚是指鉚接時，鉚釘不需加熱，直接全部鐓出鉚合頭。因此鉚釘資料必需具有較高的延展性。直徑在8mm以下的鋼制鉚釘都可用冷鉚方法鉚接。b.熱鉚

熱鉚是指把鉚釘整個加熱到一定溫度，然后再鉚接。因鉚釘受熱后塑性好，容易成型，并且在冷卻后鉚釘桿收縮，更加大了結(jié)合強度。所以在熱鉚時把孔徑放大0.5mm～1mm，使鉚釘在熱態(tài)時容易插入。直徑大于8mm的鋼鉚釘大多用熱鉚。

c.混合鉚

用混合鉚鉚接時，只加熱鉚釘?shù)你T合頭端部。對細長的鉚釘，常采用這種方法，以免鉚接時鉚釘桿彎曲。(3)鉚釘直徑和長度確實定

a.鉚釘直徑確實定鉚接時鉚釘直徑的大小與被銜接板厚度、銜接方式及被銜接板資料等多種要素有關。當被銜接板材厚度一樣時，鉚釘直徑普通等于板厚的1.8倍。當被銜接板材厚度不同而搭接銜接時，鉚釘直徑普通等于最小板厚的1.7倍。規(guī)范鉚釘?shù)闹睆娇砂碐B152.1-88表中對照圓整。b.鉚釘長度確實定

鉚釘長度與鉚接板料厚度和鉚合頭外形有關。鉚接時鉚釘所需的長度應等于鉚接板料總厚度與鉚釘伸出長度之和。鉚釘桿的伸出長度必需適宜，過長或過短都會呵斥鉚接廢品。閱歷證明：釘桿長度按下式確定半圓頭鉚釘：L=Σδ+(1.25～1.5)d沉頭鉚釘：L=Σδ+(0.8～1.2)d式中：Σδ—鉚接板厚之和，mm；L—釘桿長度，mm；d—釘桿直徑，mm。當鉚合頭質(zhì)量要求較高時，應經(jīng)過試鉚確定。(4)手工鉚接方法：a.半圓頭鉚釘?shù)你T接過程把工件彼此貼合→按劃線鉆孔→孔口倒角→鉚釘插入孔內(nèi)→用壓緊沖頭壓緊板料(圖a)→鐓粗鉚釘伸出部分(圖b)，初步錘打成形(圖c)→最后用罩模修整(圖d)。b.沉頭鉚釘?shù)你T接過程

沉頭鉚釘?shù)囊环N是用廢品沉頭鉚釘鉚接，另一種是用圓鋼截斷后代用。用圓鋼截斷后作鉚釘?shù)你T接過程：前四個步驟同半圓頭鉚釘?shù)你T接過程→在正中鐓粗面1和2→鉚面2→鉚面1→修平高出平面部分，如用廢品沉頭鉚釘鉚接，只需將鉚合頭一端的資料，經(jīng)鉚打填平沉頭座即可。

c.空心鉚釘鉚接過程

將鉚釘插入孔內(nèi)→用樣沖(或類似的沖頭)沖一下(圖a)→用特別的沖頭使翻開的鉚釘貼嚴于工件(圖b)。〔5〕鉚釘常見裝配方式：3〕壓合定義：利用兩零件配合面的過盈，把零件壓入另一個零件構(gòu)成的銜接。分類：精細機械中常采用的壓合銜接有：光面壓合銜接和滾花壓合銜接。光面壓合銜接滾花壓合銜接a.光面壓合銜接定義：被銜接零件外表為光滑圓柱形。壓合前零件軸的直徑略大于孔的直徑，過盈量的大小直接影響銜接強度。光面壓合銜接的方法：①常溫壓入；②加熱包容件；③冷卻被包容件；④加熱包容件同時冷卻被包容件。精細儀器中常采用常溫下壓入。光面壓合銜接是一種可以到達很高精度的銜接方法，銜接精度主要決議于軸和孔的外形誤差。為了獲得較高的銜接精度和可靠度，銜接應有足夠的長度，壓入部分的長度根據(jù)表7-3選取。b.滾花壓合銜接定義：被銜接零件上滾有花紋的壓合銜接。運用：當銜接面尺寸小時，按照過盈配合公差制造配合面公差比較困難，而本錢也較高，因此需求用壓合銜接方法銜接小尺寸零件時，常采用滾花壓合銜接?；y滾壓在較硬的軸類零件上，壓入后軸上凸起的花紋嵌入圓柱孔內(nèi)外表，將零件銜接在一同。滾花以后，花紋頂圓直徑將大于軸的原始直徑，直徑添加數(shù)值與零件資料和環(huán)紋的節(jié)距有關，資