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第 10 章联接

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第 10 章联接

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  1. 10.1 螺纹联接 10.2 轴毂联接 10.3 轴间联接 10.4 弹性联接 10.5 其他常用联接 第10章联接

  2. 本章知识导读 1.主要内容 联接在实际工作中的应用,常用联接方法的选择、验算和设计。 2.重点、难点提示 螺纹联接形式的选择和应用,平键联接的选择、验算。

  3. 10.1 螺纹联接 螺纹联接是利用螺纹零件工作的,它可以将若干个零件联接在一起,装拆方便、结构简单、工作可靠,在机械设备中应用广泛。

  4. 螺纹的主要参数 大径d 牙型角a 小径d1 中径d2 螺距P 导程S 升角l

  5. 牙型

  6. 10.1.1 螺纹联接的类型及应用场合 1、螺栓联接 被联接件都不切制螺纹,使用不受被联接件材料的限制,构造简单,装拆便,成本低,应用最广。用于通孔,能从被联接件两边进行装配的场合

  7. 螺栓连接

  8. 2、双头螺柱联接 双头螺柱的两端都有螺纹,其一端紧固地旋入被联接件之一的螺纹孔内,另一端与螺母旋合而将两被联接件联接用于不能用螺栓联接且又需经常拆卸的场合

  9. 双头螺柱连接

  10. 螺钉联接 螺钉联接不用螺母,而且能有光整的外露表面,应用与双头螺柱相似,但不宜用于经常拆卸的联接,以免损坏被联接件的螺纹孔

  11. 双头螺柱连接

  12. 紧定螺钉联接 紧定螺钉联接旋入被联接件之一的螺纹孔中,其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的坑中,以固定两个零件的相互位置,并可传递不大的转矩

  13. 紧钉螺钉连接

  14. 10.1.2 常用标准螺纹联接件 常用的标准螺纹联接件有螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈和防松零件等。这些零件的结构形式和尺寸已经标准化。 双头螺柱 螺栓

  15. 螺钉 紧定螺钉

  16. 特殊螺丝、螺母 螺母

  17. 新型螺丝和螺母

  18. 螺纹紧固件的强度级别 螺纹紧固件的强度级别用数字表示: 螺栓用两个数字来表示,小数点前的数字表示抗拉强度极限σBmin的1/100,小数点后数字表示屈服极限与强度极限比值(σSmin /σBmin )的10倍 螺母用一位数字表示,数字为σBmin /100。 例如,螺栓(螺钉、双头螺柱)的强度级别标记为4.6,表示抗拉强度极限σBmin =400MPa, 屈服极限σSmin =240MPa。 螺母的强度级别标记为6, 表示抗拉强度极限σ Bmin =600MPa。

  19. 10.1.3 螺纹联接的预紧和防松 1.螺纹联接的预紧 按螺纹联接装配时是否拧紧,分为松联接和紧联接。 对于预紧力大小的控制,一般螺栓联接可凭经验控制,重要螺栓联接通常要采用测力矩扳手或定力矩扳手来控制。 对于常用的钢制M10~M68的粗牙普通螺纹,拧紧力矩T的经验公式为 T≈0.2F′d T———拧紧力矩,N·mm; F′———预紧力,N; d———螺纹的公称直径,mm。

  20. 2、 螺栓联接的防松 联接中常用的单线普通螺纹和管螺纹在冲击、震动或变载荷的作用下容易产生松脱现象。 螺纹联接防松的根本问题在于要防止螺旋副的相对运动。 常用的防松方法: 摩擦防松 • 弹簧垫圈 • 对顶螺母 • 自锁螺母 • 机械防松: • 止动垫片 • 开口销 • 带翅垫片 • 其他防松

  21. 2.螺纹联接的防松 (1)利用摩擦力防松 采用各种结构措施使螺纹副中的摩擦力不随联接的外载荷波动而变化,保持较大的防松摩擦阻力矩。 ①弹簧垫圈防松

  22. ②双螺母防松 ③自锁螺母防松

  23. (2)机械防松 利用防松零件控制螺纹副的相对运动。 ①槽形螺母与开口销防松

  24. ②止动垫圈防松

  25. ③串联钢丝防松

  26. (3)破坏螺纹副的不可拆防松

  27. 10.1.4 螺栓联接的强度计算 1.普通螺栓联接的强度计算 (1)松螺栓联接的强度计算 松螺栓联接在工作时只承受轴向工作载荷F,其强度校核与设计计算公式分别为 松螺栓联接实例

  28. (2)紧螺栓联接的强度计算 ①受横向工作载荷的紧螺栓联接 螺栓的强度校核与设计计算公式分别为

  29. ②受轴向工作载荷的紧螺栓联接 螺栓的强度校核与设计计算公式分别为

  30. 2.铰制孔用螺栓联接的强度计算 铰制孔用螺栓联接的失效形式一般为螺栓杆被剪断,螺栓杆或孔壁被压溃。 因此,铰制孔用螺栓联接须进行剪切强度和挤压强度计算。 螺栓杆的剪切强度条件为 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为

  31. 10.1.5 螺纹联接的结构设计要点 (1)螺栓组的布置应尽可能对称,以使接合面受力比较均匀,一般都将接合面设计成对称的简单几何形状,并应使螺栓组的对称中心与接合面的形心重合

  32. 10.1.5 螺纹联接的结构设计要点 (2)当螺栓联接承受弯矩和转矩时,还须将螺栓尽可能地布置在靠近接合面边缘,以减少螺栓中的载荷。

  33. 10.1.5 螺纹联接的结构设计要点 (3)分布在同一圆周上的螺栓数,应取为4、6、8等易于等分的数目,以便于加工 (4)在一般情况下,为了安装方便,同一组螺栓中不论其受力大小,均采用同样的材料和规格尺寸,如螺栓直径和长度尺寸等。 (5)螺栓布置要有合理的距离。在布置螺栓时,螺栓中心线与机体壁之间、螺栓相互之间的距离,要根据扳手活动所需的空间大小来决定

  34. 10.1.5 螺纹联接的结构设计要点 (3)分布在同一圆周上的螺栓数,应取为4、6、8等易于等分的数目,以便于加工 (4)在一般情况下,为了安装方便,同一组螺栓中不论其受力大小,均采用同样的材料和规格尺寸,如螺栓直径和长度尺寸等。

  35. 10.1.5 螺纹联接的结构设计要点 (6)避免承受附加弯曲应力,为了减少加工面,常将支承面做成凸台、凹坑。为了适应特殊的支承面(倾斜的支承面、球面),可采用斜垫圈、球面垫圈,

  36. 避免附加弯曲应力

  37. 10.2 轴毂联接 键联接主要是用来实现轴和轮毂(如齿轮、带轮等)之间的周向固定,并用来传递运动和转矩,有些还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动(导向) 10.2.1 键联接 键联接分为平键联接、半圆键联接和楔键联接等

  38. 1.平键联接 (1)普通平键联接 普通平键的主要尺寸是键宽b、键高h和键长L。端部有圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型)三种形式

  39. A型 C型 B型 表10-7

  40. (2)导向平键和滑键联接 当轴上零件与轴构成移动副时,采用导向平键联接,轮毂可沿键做轴向滑移,由于导向平键较长,要用螺钉固定在轴上,键中间设有起键螺孔,以便拆卸。当轴上零件移动距离较大时,宜采用滑键联接,但因其键过长,制造、安装困难。

  41. 2.半圆键联接 用半圆键联接时,轴上键槽用半径与键相同的盘状铣刀铣出,因而键在槽中能摆动以适应轮毂键槽的斜度。 这种联接的优点是工艺性较好,缺点是轴上键槽较深,对轴的削弱较大,故主要用于轻载荷和锥形轴端的联接。

  42. 3.楔键联接 楔键的上表面和轮毂槽底均有∶100的斜度,键楔紧在轴毂之间。楔键的上下表面为工作面,依靠压紧面的挤压力和摩擦力传递转矩及单向轴向力。楔键分普通楔键和钩头楔键。

  43. 10.2.2 键联接的尺寸选择和强度计算 1.键的选择 (1)键的类型选择 选择键的类型应考虑以下因素:对中性的要求;传递转矩的大小;轮毂是否需要沿轴向滑移及滑移的距离大小;键在轴的中部或端部等。 (2)键的尺寸选择 在标准中,根据轴的直径可查出键的截面尺寸b×h,键的长度L根据轮毂的宽度L1确定。

  44. 2.平键联接的强度计算 平键的失效 键表面的挤压、键被剪断。通常只须按工作面上的挤压强度进行计算。 键被剪断

  45. 2.平键联接的强度计算 平键联接的受力情况如图所示。假设载荷沿键的长度方向是均布的,平键联接的挤压强度条件为

  46. 3.键槽尺寸及公差 轮毂键槽深度为t1 ,轴上键槽深度为t,它们的宽度与键的宽度相同。键联接按配合情况分为较松联接、一般联接和较紧联接