第10章连接lch

1、第第10章章 连连 接接机械联接：静联接和动联接；可拆联接和不可拆联接机械联接：静联接和动联接；可拆联接和不可拆联接设计目的设计目的：正确选用各种螺纹及其联接件正确选用各种螺纹及其联接件（大多数属于国家（大多数属于国家标准件），只有在特别重要的情况才进行强度计算。标准件），只有在特别重要的情况才进行强度计算。定义定义：利用螺纹紧固件或被联接件零件上制成的螺纹构成的：利用螺纹紧固件或被联接件零件上制成的螺纹构成的 可拆联接。可拆联接。作用作用：将各零件联接在一起构成一台可以拆卸的机器或部件。：将各零件联接在一起构成一台可以拆卸的机器或部件。特点特点：结构简单，装拆方便，联接可靠性高，应用范围广。

2、：结构简单，装拆方便，联接可靠性高，应用范围广。一、螺纹的形成及主要参数一、螺纹的形成及主要参数d2螺旋线螺旋线-一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。螺纹螺纹-一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。螺纹螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母

3、体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹螺纹的牙型螺纹的牙型矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹1530330按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋

4、线的根数分 按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹 一般一般: n 4双线螺纹双线螺纹单线螺纹单线螺纹PSS = 2PPSPS =Pn线螺纹线螺纹: S = n P按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分 按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺

5、纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹螺纹副螺纹副外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹联接螺纹联接螺纹传动螺纹传动螺纹螺旋传动螺旋传动联接螺纹联接螺纹传动螺纹传动螺纹按螺

6、纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹联接螺纹联接螺纹传动螺纹传动螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹管螺纹管螺纹(3)中径中径d2 也是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。d1d2d(1)大径大径d 与外螺纹牙顶(或内螺纹牙

7、底)相重合的假想圆柱体的直径。(2) 小径小径 d1 与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。(4) 螺距螺距P 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。(5) 导程导程S(6) 螺纹升角螺纹升角 中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角 (7)牙型角牙型角 轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。tg =d2 nP d2SS = nP同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P螺纹的主要几何参数螺纹的主要几何参数SPP/2P/2三、三、 机械制造常用螺纹机械制造常用螺纹三角形三角形螺纹螺纹普通普通螺纹螺纹 = 60管管螺纹

8、螺纹 = 55普通螺纹以大径普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。细牙螺纹。60Pd粗牙粗牙dP细牙细牙dP细牙细牙粗牙螺纹应用最广粗牙螺纹应用最广细牙螺纹的优点：细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高，升角小、小径大、自锁性好、强度高，缺点：缺点：不耐磨易滑扣不耐磨易滑扣。应用：应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。用螺纹密封的管用螺纹密封的管螺纹螺纹普通细牙普通细牙螺纹螺纹管管螺纹螺纹非螺纹密封管

9、非螺纹密封管螺纹螺纹（圆柱管壁 = 55）用螺纹密封管用螺纹密封管螺纹螺纹（圆锥管壁 = 55）60圆锥管圆锥管螺纹螺纹公称直径公称直径-管子的公称通径。管子的公称通径。强调与普通螺纹不同55 55 非螺纹密封的管非螺纹密封的管螺纹螺纹d dd d2 2d d1 1P Pd dd d2 2d d1 1P P2梯形梯形螺纹：螺纹：梯梯 形形锯齿形锯齿形30330为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角比三角形螺纹的要小得多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。锯齿形螺纹锯齿形螺纹:常用于传动。常用于传动。= 15 = 3粗

10、牙普通螺纹的基本尺寸见粗牙普通螺纹的基本尺寸见P23表表2-1 后面有图螺纹的基本尺寸：螺纹的基本尺寸：四、四、 螺纹联接的基本类型及其紧固件螺纹联接的基本类型及其紧固件 螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型螺栓联接螺栓联接基基本本类类型型eaal1 1l1 1可承受横向载荷。螺纹余留长度螺纹余留长度l1 铰制孔螺栓铰制孔螺栓孔与螺杆之孔与螺杆之间留有间隙间留有间隙静载荷静载荷l1=(0.30.5)d;变载荷变载荷l1=0.75d;冲击载荷或弯曲载荷冲击载荷或弯曲载荷l1 d;铰制孔用螺栓铰制孔用螺栓l1 0;螺纹伸出长度螺纹伸出长度a=(0.20.3)d; 螺栓轴线到边缘的距离螺栓轴线到边缘

11、的距离e=d+(36) mm用于经常拆装易磨损之处。dd螺栓联接螺栓联接基基本本类类型型螺钉联接螺钉联接座端拧入深度座端拧入深度H，当螺孔材料为：，当螺孔材料为：e e钢或青铜钢或青铜 H=d;铸铁铸铁 H=(1.251.5)d铝合金铝合金 H=(1.52.5)d螺纹孔深度螺纹孔深度 H1=H+(22.5)P;钻孔深度钻孔深度 H2=H1+(0.51)d;参数参数l1 、e、a与螺栓相同与螺栓相同 l1 1H HH H1 1H H2 2结构简单，省了螺母，不宜经常拆装，以免损坏螺孔而修复困难。螺栓联接螺栓联接基基本本类类型型螺钉联接螺钉联接座端拧入深度座端拧入深度H，当螺孔材料为：，当螺孔材料

12、为：ae e双头螺柱联接双头螺柱联接 联接件厚，允许拆装。钢或青铜钢或青铜 H=d;铸铁铸铁 H=(1.251.5)d铝合金铝合金 H=(1.52.5)d螺纹孔深度螺纹孔深度 H1=H+(22.5)P;钻孔深度钻孔深度 H2=H1+(0.51)d;参数参数l1 、e、a与螺栓相同与螺栓相同 l1 1H HH H1 1H H2 2结构简单，省了螺母，不宜经常拆装，以免损坏螺孔而修复困难。d螺栓联接螺栓联接基基本本类类型型螺钉联接螺钉联接双头螺柱联接双头螺柱联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接紧定螺钉紧定螺钉螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件LL0d六角头六角头LdL0小六角头小六角头螺栓的

13、结构形式螺栓的结构形式双头螺柱双头螺柱dL0L1LL1 -座端长度座端长度L0 -螺母端长度螺母端长度螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件末端末端结构结构头部头部结构结构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圆螺母圆螺母螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件用于经常拆装易磨损之处。用于尺寸受限制之处。国标罗列有六十余种不同结构的螺母垫圈垫圈平垫圈平垫圈薄平垫圈薄平垫圈A型平垫圈型平垫圈B型平垫圈型平垫圈螺母螺母螺

14、钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件斜垫圈斜垫圈弹簧垫圈弹簧垫圈圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈作用：增加支撑面积以减作用：增加支撑面积以减小压强，避免拧紧螺母擦小压强，避免拧紧螺母擦伤表面、防松。伤表面、防松。fearQftgdFTTT0221)(2)(22021vtgdQTTT螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧一般螺纹联接在装配时都必须拧紧，这时螺纹联接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹联接，应控制其预紧力，因为预紧力的大小对螺纹联接的可靠性，强度和密封均有很大影响。21TTTT T1 1克服螺纹副相对转动的阻力矩；克服螺纹副相对转动的阻力矩；

15、T T2 2克服螺母支撑面上的摩擦阻力矩；克服螺母支撑面上的摩擦阻力矩；设轴向力为设轴向力为Q Q0 0 或预紧力（不受轴向载荷） fe e摩擦系数。摩擦系数。 无润滑时取：无润滑时取： fe e =0.15 =0.15rf f支撑面摩擦半径支撑面摩擦半径。 rf =( =(dw w+ +d0 0)/4)/4dd0dwT简化公式：简化公式： 适用于M10M60的粗牙螺纹， f=0.15, fc=0.15, T 0.2 Q 0.2 Q0 0d预紧应力：预紧应力：=(0.5=(0.50.7) s s 五、五、 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松Q Q0 0Fa是由联接要求决定的，为了发挥螺栓

16、的工作能力和保证预紧 可靠，应取：通常螺纹联接拧紧是凭工人的经验来决定的，重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。总力矩：总力矩：测力矩扳手测力矩扳手工程上常采用工程上常采用测力矩扳手测力矩扳手或或定力矩扳手定力矩扳手来控制来控制预紧力的大小。预紧力的大小。F F定力矩扳手定力矩扳手、 螺纹联接的防松螺纹联接的防松联接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温联接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，联接仍有可载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，联接仍有可能松动。高温下

17、的螺栓联接，由于温度变形差异等，能松动。高温下的螺栓联接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松。即防止相对转动。考虑防松。即防止相对转动。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龙圈锁紧螺母尼龙圈锁紧螺母弹簧垫圈弹簧垫圈对顶螺母对顶螺母开口销与六开口销与六角开槽螺母角开槽螺母串联钢丝串联钢丝2) 采用专门防松元件防松采用专门防松元件防松圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈止动垫圈止动垫圈3) 其他方法防松其他方法防松11.5P用冲头冲用冲头冲23点点冲点防松法冲点防松法粘合法防松粘合法防松涂

18、粘合剂涂粘合剂10-11 轴毂连接轴毂连接轴毂连接轴毂连接：轴与轴上零件（如齿轮、带轮、链轮）的连接。：轴与轴上零件（如齿轮、带轮、链轮）的连接。作用：使轴上零件与轴之间周向固定以传递转矩。作用：使轴上零件与轴之间周向固定以传递转矩。轴毂连接方式：键连接、花键连接、型面连接、销连接、轴毂连接方式：键连接、花键连接、型面连接、销连接、过盈配合连接、胀紧连接。过盈配合连接、胀紧连接。作用：作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，或实现用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，或实现零件的轴向固定，或零件沿轴向移动时起导向作用。零件的轴向固定，或零件沿轴向移动时起导向作用。一、键连接一、键连

19、接键的类型：键的类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。平键、半圆键、楔键、切向键等。工作面工作面特点：特点：定心好、装拆方便。定心好、装拆方便。种类种类普通平键普通平键导向平键导向平键间隙间隙轴轴(1) 平键平键联接联接起键螺孔起键螺孔导向平键导向平键固定螺钉固定螺钉零件可以在轴上移动，构成动联接。零件可以在轴上移动，构成动联接。结构特点：结构特点：长度较长，需用螺钉固定。长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起键螺孔。为便于装拆，制有起键螺孔。起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉平键的截面尺寸平键的截面尺寸bh通常是根通常是根据据轴的直径轴的直径从标准中选取的。从标准中选取的。 (2) 半圆键半

20、圆键联接联接优点：优点：定心好，装配方便。定心好，装配方便。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。缺点：缺点：对轴的削弱较大，只适对轴的削弱较大，只适 用于轻载联接。用于轻载联接。特别适用于锥形轴端的联接。特别适用于锥形轴端的联接。工作面工作面(3) 楔键楔键联接和切向键联接联接和切向键联接结构特点：结构特点：键的上表面有键的上表面有1:100的斜度，的斜度， 轮毂槽的底面也有轮毂槽的底面也有1:100的斜度。的斜度。缺点：缺点：定心精度不高。定心精度不高。应用：应用：只能应用于定心精度要求不高，只能应用于定心精度要求不高， 载荷平稳和低速的联接。载荷平稳和低速的联接。安装时用安装时用力打入

21、力打入工作面工作面dd类型：类型：普通楔键、钩头楔键。普通楔键、钩头楔键。钩头是用来拆卸用的拆卸空间拆卸空间斜度斜度1：100120 130 在重型机械中常采用在重型机械中常采用切向键切向键-一对楔键组成。一对楔键组成。装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要两对切向键分布成120130 。窄面窄面工作面工作面二、花键联接二、花键联接结构特点：结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。优点：优点：承载能力高、对轴的削弱程度小、定心好、承载能力高、对轴的削弱程度小、定心好、 导向性好。用于静联接、动联接均可。导向

22、性好。用于静联接、动联接均可。类型：类型：矩形花键、渐开线花键、三角形花键。矩形花键、渐开线花键、三角形花键。制造容易，最常用制造容易，最常用用于高强度联接用于高强度联接用于薄壁零件联接用于薄壁零件联接花键材料：花键材料：b 600 Mpa的碳素钢制造，大多进行热处理。的碳素钢制造，大多进行热处理。三、型面连接三、型面连接特点：特点：装拆方便，能保证良好的对中性；应力集中小，可装拆方便，能保证良好的对中性；应力集中小，可传递较大的转矩；但是，加工比较复杂，特别是为了保证传递较大的转矩；但是，加工比较复杂，特别是为了保证配合精度，最后工序多在专用机床上进行磨削加工，故目配合精度，最后工序多在专用机床上进行磨削加工，故目前应用还不广泛。前应用还不广泛。结构：结构：把安装轮毂的那一段轴制成表面光滑的把安装轮毂的那一段轴制成表面光滑的非圆形截面非圆形截面的柱体或非圆