第二章 联接x

1、 第一节 键和花键联接 第二节 螺纹联接 第三节 过盈配合联接 下一页退出总目录 上一页下一页退出分目录 联接联接 可拆联接可拆联接 不可拆联接不可拆联接 键、花键、销键、花键、销 螺纹联接螺纹联接 铆接铆接 焊接焊接 胶接胶接 过盈联接过盈联接 成形联接成形联接 联接 上一页下一页退出分目录 第一节第一节 键和花键联接键和花键联接 一、键联接一、键联接 1.1.键联接的类型与特点键联接的类型与特点 主要类型主要类型 平键联接平键联接 半圆键联接半圆键联接 楔键联接楔键联接 切向键联接切向键联接 松联接松联接 紧联接紧联接 上一页下一页退出分目录 普通平键联接普通平键联接 A A型型 上一页下

2、一页退出分目录 普通平键联接普通平键联接 B B型型 上一页下一页退出分目录 普通平键联接普通平键联接 C C型型 上一页下一页退出分目录 半圆键联接半圆键联接 上一页下一页退出分目录 导向键联接导向键联接 上一页下一页退出分目录 方头滑键联接方头滑键联接 上一页下一页退出分目录 圆头滑键联接圆头滑键联接 上一页下一页退出分目录 楔键联接楔键联接 上一页下一页退出分目录 楔键联接楔键联接 单击单击 上一页下一页退出分目录 楔键联接楔键联接 单击单击 上一页下一页退出分目录 楔键联接楔键联接 单击单击 上一页下一页退出分目录 切向键联接切向键联接 上一页下一页退出分目录 2.2.键的选择和平键联

3、接的强度计算键的选择和平键联接的强度计算 键的选择键的选择 键的类型键的类型:由工作情况选由工作情况选 键的尺寸键的尺寸 由轴的直径选键的高度和宽度由轴的直径选键的高度和宽度 由轮毂宽度选键长由轮毂宽度选键长 上一页下一页退出分目录 键键 A 16100 GB1096-79 国家标准国家标准 键长度键长度 键宽度键宽度b 圆头普通平键圆头普通平键A型型 由轮毂宽度决定由轮毂宽度决定 l 由轴径决定由轴径决定 键的尺寸键的尺寸 上一页下一页退出分目录 平键联接的强度计算平键联接的强度计算 k h b 42 pp dhl T dkl T 上一页下一页退出分目录 二、花键联接二、花键联接 上一页下一

4、页退出分目录 第二节第二节 螺纹联接螺纹联接 一、螺纹 1.螺纹的分 类及主要 参数： 联接螺纹 上一页下一页退出分目录 传动螺纹 上一页下一页退出分目录 主要参数 上一页下一页退出分目录 2 螺纹副的受力关系、效率和自锁 cos )( )( f f arctgf tg tg FtgF v vv v v vt 上一页下一页退出分目录 联接螺纹 3 常用螺纹的特点和应用 普 通 螺 纹 管 螺 纹 锥 螺 纹 上一页下一页退出分目录 传动螺纹 梯形螺纹 矩形螺纹 锯齿形螺纹 常用螺纹的特点和应用 上一页下一页退出分目录 二、螺纹联接的类型和标准联接件 1螺纹联接的类型螺纹联接的类型 1 1）螺栓

5、联接）螺栓联接 普通螺栓联接普通螺栓联接受受 拉螺栓拉螺栓 上一页下一页退出分目录 铰制孔螺栓联 接 受剪螺栓 螺纹联接的类型螺纹联接的类型 上一页下一页退出分目录 2）螺钉联接 螺纹联接的类型螺纹联接的类型 上一页下一页退出分目录 3）双头螺柱 螺纹联接的类型螺纹联接的类型 上一页下一页退出分目录 4）紧定螺钉 螺纹联接的类型螺纹联接的类型 上一页下一页退出分目录 2.标准螺纹联接件 六角头螺栓、六角螺母 上一页下一页退出分目录 双头螺柱 上一页下一页退出分目录 螺母 上一页下一页退出分目录 螺钉 上一页下一页退出分目录 垫圈 上一页下一页退出分目录 三、螺纹联接的预紧和防松 1.螺纹联接的

6、螺纹联接的预紧预紧 螺纹联接在装螺纹联接在装 配时拧紧，使联配时拧紧，使联 接在承受工作载接在承受工作载 荷之前，预先受荷之前，预先受 到作用力。到作用力。 上一页下一页退出分目录 定力扳手定力扳手：当：当 拧紧力矩超过拧紧力矩超过 规定值，打滑，规定值，打滑， 调整弹簧压紧调整弹簧压紧 力可调整预紧力可调整预紧 力。力。 螺纹联接的预紧 上一页下一页退出分目录 2 2 1 21 d tgQLFT TTT p dQT d D dD dD QfT P pc 2 . 0 3 1 0 0 2 0 2 0 3 0 3 0 2 螺栓孔直径 螺母支承面直径式中： 螺纹联接的预紧 上一页下一页退出分目录 2

7、.螺纹联接的防松 1.1.摩擦防松摩擦防松 上一页下一页退出分目录 摩擦防松摩擦防松 上一页下一页退出分目录 2.机械防松 上一页下一页退出分目录 机械防松 上一页下一页退出分目录 3破坏螺纹副的关系 上一页下一页退出分目录 四、螺栓组联接的受力分析 1 受轴向载荷的螺栓联接 z F F 上一页下一页退出分目录 2 受横向载荷的螺栓联接 1）采用受拉的普通螺栓联接 fzm RK Q RKfzmQ f p fp Qp QpQp Qp 上一页下一页退出分目录 2）采用受剪的铰制 孔用螺栓 F s F s F s RFs RzFs 上一页下一页退出分目录 3受扭转力矩的螺栓组联接 r1 r2 fQp

8、 fQp 1234 5678 O z i i f z f p rf TK rrrf TK Q 1 21 TK rrrfQ f zp 21 1）采用受拉的 普通螺栓联接 T 上一页下一页退出分目录 2）采用受剪的铰制孔用螺栓 r1 r2 Fs1 Fs2 1234 5678 O T z i i s i z i si i ssi i sis r Tr F TrF r r FF r F r F 1 2 max max 1 max max max max 上一页下一页退出分目录 4 受翻转力矩的螺栓组联接 )( 0 2 2 max maxmin maxmax 2/ 2 max max max max 2

9、/ 1 FL F p ppp pppp z li i i i i z i i CC C W M L ML F L L FF LFM 上一页下一页退出分目录 4 受翻转力矩的螺栓组联接 FL L FL F CC C CC C 1地基的相对刚度 螺栓的相对刚度 FL L CC C 0)1 ( )1 ( min max FL L p p p FL L p p CC C W M A zQ CC C W M A zQ 上一页下一页退出分目录 主要失效形式：主要失效形式： 受拉螺栓受拉螺栓一一螺栓杆螺纹部分发生断裂螺栓杆螺纹部分发生断裂 受剪螺栓受剪螺栓一一螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃螺栓杆和孔壁的贴合

10、面上出现压溃 或螺栓杆被剪断或螺栓杆被剪断 五 单个螺栓联接的强度计算 上一页下一页退出分目录 设计准则设计准则 保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强 度；保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺度；保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺 栓的剪切强度。栓的剪切强度。 五 单个螺栓联接的强度计算 上一页下一页退出分目录 五 单个螺栓联接的强度计算 1 受拉螺栓联接 1） 松螺栓组联接 F d d F 4 4 1 2 1 单击单击 上一页下一页退出分目录 2） 紧螺栓组联接 3 1 2 2 1 16 1 2 4 1 d d tgQ d Q p p 上一页下一页退出分目录 3 . 13 5

11、. 0 22 ca 在拧紧时虽是同时承受拉伸和扭转的联在拧紧时虽是同时承受拉伸和扭转的联 合作用，但计算时仅考虑拉伸强度，并将合作用，但计算时仅考虑拉伸强度，并将 拉伸应力增大拉伸应力增大30%30%来考虑扭转的影响。来考虑扭转的影响。 单个螺栓联接的强度计算 对于对于- -普通紧螺栓联接普通紧螺栓联接 上一页下一页退出分目录 当普通螺 栓联接承受横向载荷时，由 摩擦力来抵抗工作载荷。 3 . 14 4 3 . 1 1 2 1 pp ca Q d d Q 要求保持较大的预紧力，若要求保持较大的预紧力，若f = 0.2,f = 0.2,则则p p 5F5F。 （1）只受预紧力的紧螺栓联接 上一页

12、下一页退出分目录 （2）受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 上一页下一页退出分目录 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 未拧紧螺母前未拧紧螺母前：螺栓与：螺栓与 被联接件都不受力，没被联接件都不受力，没 有变形有变形. 上一页下一页退出分目录 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 F L p Q p Q p Q p Q p Q p Q 拧紧螺母后拧紧螺母后：螺栓：螺栓 受预紧拉力受预紧拉力Qp , 伸伸 长量为长量为L，被联接，被联接 件受件受 其反作用力，即预其反作用力，即预 紧压力紧压力Qp ，压缩，压缩 量为量为F。 上一页下一页退出分目录 ?Q FQQ p ? 受预紧力和轴向工作载荷的紧

13、螺栓联接 FQQ p 工作时联接承受工作载荷工作时联接承受工作载荷 F 拧紧螺母后拧紧螺母后螺栓受预紧拉力螺栓受预紧拉力Qp 螺栓总拉力螺栓总拉力Q 上一页下一页退出分目录 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 上一页下一页退出分目录 联接承受工作载荷联接承受工作载荷 F ：螺栓总拉力：螺栓总拉力Q，拉力增量为，拉力增量为 Q- QP ，伸长增量为，伸长增量为L；被联接件随之放松，其压力减；被联接件随之放松，其压力减 小为残余预紧力小为残余预紧力 QP, 压力减量为压力减量为QP QP,压缩减量为压缩减量为 F F F L L p Q p Q p Q p Q p Q p Q p Q p Q p

14、Q p Q F F 上一页下一页退出分目录 F F p F L L p L C Q tg C Q tg 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 变形 力 力 L O F O L F p Qp Q L F 上一页下一页退出分目录 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 上一页下一页退出分目录 力 L F L F L F p Q F F p Q Q F CC C F C C FF F CtgFF CtgF FL L F L FL FFFF LLLL 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 上一页下一页退出分目录 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 力 L F L F L F p Q F F p Q Q F C

15、C C QFQQ F CC C Q F CC C QQ FL L pp FL F p FL L pp 1 上一页下一页退出分目录 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 FQQ p )(FFQQ pp 上一页下一页退出分目录 为使联接保持紧密性，应使p 。 有密封性要求的联接，p(1.51.8)p 对于一般联接，工作载荷稳定时 p(.)p 工作载荷不稳定时， p(.1.)p 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 上一页下一页退出分目录 Q d d Q ca 3 . 14 4 1 3 . 1 1 2 1 a) 受轴向静载荷螺栓的强度计算 上一页下一页退出分目录 a) 受轴向静载荷螺栓的强度计算 力 L

16、 F L F L F p Q F F p Q Q 变形 时间 时间 螺栓中总拉力的变化 螺栓工作拉力的变化 上一页下一页退出分目录 螺栓所受的拉力幅为: F CC CF QQ FL L p 2 1 22 相应的应力幅为: 2 1 2 1 minmax 2 4 2 2 d F CC C d F FL L a 上一页下一页退出分目录 2 2 1 a FL L a d F CC C 螺栓疲劳强度的验算公式: 上一页下一页退出分目录 2 受剪螺栓联接 上一页下一页退出分目录 2 受剪螺栓联接 d 0 Lmin 4 min0 2 0 p s p s Ld F d F 上一页下一页退出分目录 受剪螺栓联接

17、提高抗剪切能力措施 上一页下一页退出分目录 3 螺栓联接件的材料及许用应力 （1）螺纹联接件的材料 碳素钢：Q215、Q235、35# 、45# 合金钢： 15Cr 、20Cr、40Cr、15MnSi、 30CrMnSi 等 螺纹联接性能等级 6 . 8 810 B s 6 100 B )/(480 )/(600 mmN mmN s B 上一页下一页退出分目录 （2）螺纹联接件的许用应力 S S S S B p s p s s 对铸铁： 对钢： 上一页下一页退出分目录 六、提高螺栓联接强度的措施 1.改善螺纹牙间的 载荷分配 上一页下一页退出分目录 悬置螺母、 环槽螺母、 内斜螺母。 改善螺纹

18、牙间的载荷分配 上一页下一页退出分目录 2.减少螺栓的应力幅 1p Q 2p Q Q p Q F 加弹性元件 上一页下一页退出分目录 加硬垫片 1p Q Q p Q F 2p Q 减少螺栓的应力幅 上一页下一页退出分目录 3.减小应力集中的影响 上一页下一页退出分目录 4.避免附加弯曲应力 加沉头座 上一页下一页退出分目录 凸台、 加斜面垫圈、 避免附加弯曲应力 上一页下一页退出分目录 加球面垫圈、 避免附加弯曲应力 上一页下一页退出分目录 采用环腰 避免附加弯曲应力 上一页下一页退出分目录 5.采用合理的制造工艺 上一页下一页退出分目录 螺栓组的结构设计螺栓组的结构设计 1. 联接结合面形状应和机器的结构形状相适应。联接结合面形状应和机器的结构形状相适应。 上一页下一页退出分目录 螺栓组的结构设计螺栓组的结构设计 2. 螺栓的布置应使各螺栓受力合理。螺栓的布置应使各螺栓受力合理。 上一页下一页退出分目录 螺栓组的结构设计螺栓组的结构设计 3. 螺栓的排列应有合理的间距、螺栓的排列应有合理的间距、边距边距。 上一页下一页退出分目录 螺栓组的结构设计螺栓组的结构设计 4. 分布在同一圆周的螺栓数目分布在同一圆周的螺栓数目,宜取偶数宜取偶数,以便在以便在 圆周上钻