第11章 连接-

1、第第1111章章 连接连接连接连接是指被连接件与连接件的组合。是指被连接件与连接件的组合。被连接件被连接件：轴与齿轮，轮圈与轮心，箱体与箱盖等。：轴与齿轮，轮圈与轮心，箱体与箱盖等。连接件连接件：又称紧固件。如螺栓、螺母、键、销、铆钉：又称紧固件。如螺栓、螺母、键、销、铆钉等。等。有些连接使用紧固件，有些则不使用。有些连接使用紧固件，有些则不使用。按拆开情况分类按拆开情况分类1.1.不可拆连接：不可拆连接：若不损坏组成零件就不能拆开的连接。若不损坏组成零件就不能拆开的连接。如铆接、焊接、粘结。如铆接、焊接、粘结。2.2.可拆连接：可拆连接：允许多次装拆而无损于使用性能的连接。允许多次装拆而无损

2、于使用性能的连接。如键连接、销连接、螺纹连接。如键连接、销连接、螺纹连接。11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用d2一、螺纹的形成一、螺纹的形成1. 1. 螺旋线的形成螺旋线的形成 一动点在一一动点在一圆柱体的表面上，一边圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨沿轴向作等速移动的轨迹。迹。11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用d2螺纹的形成螺纹的形成 取一平面图形，使其一边与圆柱体的母线取一平面图形，使其一边与圆柱体的母线贴合，沿着螺旋线运动，运动时保持该图形平面始贴合，沿着螺旋线运动，运动时保持该图形平面始终位于圆柱体的轴线平面内，该平面图形在

3、空间所终位于圆柱体的轴线平面内，该平面图形在空间所形成的轨迹就是相应的螺纹。形成的轨迹就是相应的螺纹。11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用1.1. 按牙型分类：按牙型分类： 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11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用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潘存云教授研制潘存云教授研制11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用2.2.按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分1) 1) 右旋右旋( (常用常用); ); 2) 2) 左旋左旋( (特殊情况用特殊情

4、况用) )。3.3.按螺旋线的根数按螺旋线的根数分分单线螺纹（单线螺纹（n=1n=1） 多用于连接多用于连接 多线螺纹（多线螺纹（n2n2） 用于传动用于传动 11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用4.4.按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分内螺纹：内螺纹：在在回转体回转体的内表面形成的螺纹。的内表面形成的螺纹。外螺纹：外螺纹：在在回转体回转体的外表面形成的螺纹。的外表面形成的螺纹。两者旋合组成螺纹副或称螺旋副。两者旋合组成螺纹副或称螺旋副。5.5.按螺旋的作用分按螺旋的作用分连接螺纹：连接螺纹：起连接作用的螺纹。包括普通螺纹，起连接作用的螺纹。包括普通螺纹，管螺纹。管螺纹。传动螺纹：

5、传动螺纹：起传动作用的螺纹。包括矩形螺纹，起传动作用的螺纹。包括矩形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹。梯形螺纹，锯齿形螺纹。11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹潘存云教授研制潘存云教授研制11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用连接螺纹连接螺纹潘存云教授研制潘存云教授研制传动螺纹传动螺纹11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用6.6.按母体形状分按母体形状分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潘存云教授研制潘存云教授研制管螺纹管螺纹11.1 螺纹11.1.1 螺纹类型与应用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

6、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连接螺纹连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11.1 螺纹11.1.2 螺纹的主要参数1.1.大径大径d d：螺纹的最大直径。螺纹的最大直径。在标准中定为在标准中定为公称直径公称直径。2.2.小径小径d d1 1：螺纹的最小直径。螺纹的最小直径。也是外螺纹的也是外螺纹的危险剖面的直径

7、危险剖面的直径( (强度直径强度直径) ) 。3.中径中径d d2 2：轴向轴向剖面内牙厚等剖面内牙厚等于牙宽的圆柱直径，一般取于牙宽的圆柱直径，一般取 d d2 2（ d d1 1 + + d d）/2/24.4.螺距螺距P P：相邻两牙平行侧面相邻两牙平行侧面间的间的轴向距离。轴向距离。5.5.导程导程S S：同一条螺旋线上同一条螺旋线上相相邻两牙在中径线上对应两点间邻两牙在中径线上对应两点间的的轴向距离。轴向距离。 S=nP S=nPn n为螺旋线数。为螺旋线数。11.1 螺纹11.1.2 螺纹的主要参数6.6.螺纹升角螺纹升角: :在中径在中径d d2 2圆柱圆柱上上, ,螺旋线的切线

8、与垂直于螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。螺纹轴线的平面的夹角。7.7.牙型角牙型角：轴向轴向截面内截面内螺螺纹牙型纹牙型相邻两侧边相邻两侧边的夹角。的夹角。牙侧角牙侧角：轴向轴向截面内截面内螺纹螺纹牙型牙型侧边侧边与螺纹轴线的垂线与螺纹轴线的垂线间的夹角。间的夹角。对于对称牙型：对于对称牙型： = /2 = /22 2d dn nP P2 2d dS St ta an n11.2 螺纹副受力分析、效率与自锁11.2.1 矩形螺纹1 1、受力分析、受力分析r2TFFa表示置于螺杆螺表示置于螺杆螺纹上的螺母纹上的螺母加在螺母上的载荷加在螺母上的载荷使螺母上升的外加力矩使螺母上升的外加力矩

9、力矩力矩T相当于加在螺母上相当于加在螺母上的水平驱动力。的水平驱动力。表示矩形螺杆表示矩形螺杆T=F r2FRr2TFFa FRr2TF + FRFar2TFFa +FRr2TFFa +FR 螺母沿螺纹上升螺母沿螺纹上升相当于滑块在斜面相当于滑块在斜面上运动。上运动。r2TFFa +FR2 r2s +FFaFRVAA 滑块滑块A A上升上升2 r2s +FFaFRVAA 滑块滑块A A上升上升2 r2s +FFaFRVAA F=Fatan ( +) +FRFFaT=Fd2/2=Fa(d2/2 ) tan ( +)2 r2s -F FaFRVAA滑块滑块A A下降下降下滑支持力下滑支持力主动力主

10、动力滑块滑块A A下降下降2 r2s -F FaVAA F = Fa tan ( -)FRFRF Fa -T=Fa(d2/2 ) tan ( -)11.2 螺纹副受力分析、效率与自锁11.2.1 矩形螺纹2.2.螺旋副的效率螺旋副的效率当螺旋副转动一圈需当螺旋副转动一圈需输入的功输入的功为为 W W1 1=F=Fdd2 2= F= Fa atan(tan( +) +)dd2 2升举重物所作的升举重物所作的有效功有效功为为 W W2 2=F=Fa aS=FS=Fa add2 2tgtg螺旋副的螺旋副的效率效率为为 d2S ) )tan(tan(tantan1 1W W2 2W W11.2 螺纹副

11、受力分析、效率与自锁11.2.1 矩形螺纹令令由于过大的升角加工困难，且效率增加也不显著，由于过大的升角加工困难，且效率增加也不显著，故故一般取一般取2525。时，效率最高。时，效率最高。 2 2 4545 可得可得 0,0,d d d d 11.2 螺纹副受力分析、效率与自锁11.2.1 矩形螺纹3.3.自锁条件自锁条件自锁：自锁：在轴向力作用下在轴向力作用下, ,螺旋副不会自动松脱的现象。螺旋副不会自动松脱的现象。自锁条件：自锁条件：当重物沿斜面等速下降时，摩擦力向上，这时当重物沿斜面等速下降时，摩擦力向上，这时F F不是推力，不是推力，而是阻力。而是阻力。 由由 F=FF=Fa atg(

12、tg( )当当 时，时， F F0 0 ，即不加支持力，即不加支持力F,F,重物在轴向力重物在轴向力F Fa a的作用下，的作用下，也不会自动滑下。即螺旋副具有自锁作用。也不会自动滑下。即螺旋副具有自锁作用。所以所以, ,自锁条件是：自锁条件是： 11.2 螺纹副受力分析、效率与自锁11.2.2 非矩形螺纹 0 0，包括三角形螺纹、，包括三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等。梯形螺纹、锯齿形螺纹等。略去升角的影响略去升角的影响，非，非矩形螺矩形螺纹的摩擦力为纹的摩擦力为 f fF Fa a/cos=f/cos=f F Fa a 式中式中f f 称为称为当量摩擦系数当量摩擦系数。 f f =f/c

13、os=tan=f/cos=tan 称为称为当量摩擦角当量摩擦角。只要将只要将f f改为改为f f ，改为改为 ，就可象矩形螺纹那样对非矩就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行分析。形螺纹进行分析。1.1.受力分析受力分析 F FF Fa atan(tan(+ ) )2.2.效率效率3.3.自锁条件自锁条件: : ) )t ta an n( (t ta an n11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件机械制造常用螺纹一、连接用螺纹一、连接用螺纹 要求自锁性好。要求自锁性好。 三角形螺纹当量摩擦系数三角形螺纹当量摩擦系数f 较大，自锁性较较大，自锁性较好，好，连接用螺纹多使用三角形螺纹。连接用螺纹多使

14、用三角形螺纹。 三角形螺纹主要有普通螺纹和管螺纹。三角形螺纹主要有普通螺纹和管螺纹。 普通螺纹多用于普通螺纹多用于紧固连接紧固连接。 管螺纹用于各种管道的管螺纹用于各种管道的紧密连接紧密连接。11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件机械制造常用螺纹1.1.普通螺纹普通螺纹牙型角牙型角=60=60，牙侧角，牙侧角=30=30。普通螺纹普通螺纹以大径以大径d d为公称直径，为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中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，其余的统称为细牙螺纹。螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。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

15、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、受动载荷的连接和微调机构。薄壁零件、受动载荷的连接和微调机构。Pd粗牙粗牙dP细牙细牙dP细牙细牙6011.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件机械制造常用螺纹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 P2.2.管螺纹管螺纹普通细牙螺纹普通细牙螺纹用于薄壁管件的连接。用于薄壁管件的连接。非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁= 55）螺纹面间没有间隙，密封性好，适用于压强在螺纹面间没有间隙，密封性好，适用于压

16、强在1.61.6MPaMPa以下以下的的连接，连接，多用于水、煤气、多用于水、煤气、润滑管路系统。润滑管路系统。11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件机械制造常用螺纹d dd d2 2d d1 1P P用螺纹密封的管用螺纹密封的管螺纹螺纹55 2用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁 = 55）螺纹分布在螺纹分布在锥度为锥度为1：16（=14724）的圆锥管壁上。螺纹）的圆锥管壁上。螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证连接的紧密性，不需要任旋合后，利用本身的变形就可以保证连接的紧密性，不需要任何填料，密封简单。何填料，密封简单。用于高温高压系统及润滑系统。用于高温高压系统及润滑

17、系统。60圆锥管螺纹圆锥管螺纹螺纹分布在锥度为螺纹分布在锥度为1：16的圆锥管壁上。的圆锥管壁上。用于气体或液体管路系统用于气体或液体管路系统依靠螺纹密封的连接螺纹依靠螺纹密封的连接螺纹（水、煤气管道除外）。（水、煤气管道除外）。管螺纹的公称直径是管子的管螺纹的公称直径是管子的公称通径。公称通径。11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件机械制造常用螺纹二、传动用螺纹二、传动用螺纹要求效率较高。要求效率较高。1.1.梯形螺纹梯形螺纹= 1515。工艺性好，牙根强度高。用剖分螺母时，可调整间隙。应用较广。工艺性好，牙根强度高。用剖分螺母时，可调整间隙。应用较广。2.2.锯齿形螺纹锯齿形螺纹工作面工

18、作面= = 3 3，非工作面，非工作面= = 3030，效率较高，牙根强度高。用于单向受力，效率较高，牙根强度高。用于单向受力的传力螺纹。的传力螺纹。梯梯 形形30锯齿形锯齿形30311.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件机械制造常用螺纹螺纹的精度等级螺纹的精度等级A A级级公差小，精度最高，用于配合精确，防振动等场公差小，精度最高，用于配合精确，防振动等场合；合；B B级级用于受载较大且经常拆卸，调整或承受变载荷的用于受载较大且经常拆卸，调整或承受变载荷的连接；连接；C C级级用于一般连接，最常用。用于一般连接，最常用。11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.1 螺纹连接的基本类型

19、连接用的螺纹绝大多数是单线三角形连接用的螺纹绝大多数是单线三角形螺纹，升角螺纹，升角=1.5-5=1.5-5。11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.1 螺纹连接的基本类型 螺栓连接是利用螺栓连接是利用一端有头另一一端有头另一端有螺纹的螺栓端有螺纹的螺栓穿过穿过被连接件被连接件的孔的孔并旋上螺母，将被连接件并旋上螺母，将被连接件连在一起。连在一起。 这种连接无需在被连接件上切这种连接无需在被连接件上切制螺纹，构造简单，装拆方便，制螺纹，构造简单，装拆方便，成本较低，使用时不受被连接成本较低，使用时不受被连接材料的限制，材料的限制，应用较广应用较广。 主要用于被连接件不太厚并能主要用于

20、被连接件不太厚并能从连接两边进行装配的场合。从连接两边进行装配的场合。 铰制孔用螺栓铰制孔用螺栓，螺栓杆与孔壁，螺栓杆与孔壁之间没有间隙。这种螺栓能精之间没有间隙。这种螺栓能精确固定被连接件的相对位置，确固定被连接件的相对位置，并并能承受横向载荷。能承受横向载荷。eaal1 1l1 1铰制孔螺栓铰制孔螺栓潘存云教授研制潘存云教授研制dd1.1.螺栓连接螺栓连接11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.1 螺纹连接的基本类型螺钉连接不用螺母，而是直接把螺钉连接不用螺母，而是直接把螺钉的螺纹部分拧进被连接件之螺钉的螺纹部分拧进被连接件之一的螺纹孔中实现连接。一的螺纹孔中实现连接。主要用于被

21、连接件之一太厚或结主要用于被连接件之一太厚或结构上受限制不能采用螺栓连接，构上受限制不能采用螺栓连接，且不需经常拆装的场合。且不需经常拆装的场合。2.2.螺钉连接螺钉连接11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.1 螺纹连接的基本类型潘存云教授研制3.3.双头螺柱连接双头螺柱连接d 双头螺柱的双头螺柱的两端均有螺纹两端均有螺纹。 连接时，其一端的螺纹紧固连接时，其一端的螺纹紧固在被连接件之一的螺纹孔中，在被连接件之一的螺纹孔中，另一端则穿过另一被连接件另一端则穿过另一被连接件的孔并用螺母拧紧，从而将的孔并用螺母拧紧，从而将被连接件连在一起。被连接件连在一起。 拆却时，只需旋下螺母，螺拆

22、却时，只需旋下螺母，螺柱仍留在螺纹孔中，故螺纹柱仍留在螺纹孔中，故螺纹孔不易损坏。孔不易损坏。 主要用于被连接件之一太厚主要用于被连接件之一太厚而又需经常拆装或结构上受而又需经常拆装或结构上受限制不能采用螺栓连接的场限制不能采用螺栓连接的场合。合。11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.1 螺纹连接的基本类型潘存云教授研制p 紧定螺钉连接是把紧定紧定螺钉连接是把紧定螺钉旋入一被连接件的螺钉旋入一被连接件的螺纹孔中，其末端顶住螺纹孔中，其末端顶住另一被连接件的表面或另一被连接件的表面或进入该零件上相应的凹进入该零件上相应的凹坑中，以固定两零件的坑中，以固定两零件的相对位置。相对位置。p

23、 这种连接多用于轴与轴这种连接多用于轴与轴上零件的连接，可以传上零件的连接，可以传递不大的力或扭矩。递不大的力或扭矩。紧定螺钉紧定螺钉4.4.紧定螺钉连接紧定螺钉连接11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.2 螺纹紧固件螺纹紧固件的品种很多，在机械制造中常见的有螺纹紧固件的品种很多，在机械制造中常见的有螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈等。螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈等。这些零件的结构和尺寸都这些零件的结构和尺寸都已标准化已标准化，是一种，是一种商品商品性零件性零件。它们的它们的公称尺寸为大径公称尺寸为大径d d。设计时，可根据。设计时，可根据d d的大的大小在相应的标准或设计手册

24、中查出其它尺寸。小在相应的标准或设计手册中查出其它尺寸。11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件潘存云教授研制潘存云教授研制螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件螺栓的结构形式螺栓的结构形式LL0d六角头六角头LdL0小六角头小六角头11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.2 螺纹紧固件dL0L1LL1 -座端长度座端长度L0 -螺母端长度螺母端长度二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺螺纹纹紧紧固固件件双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.2 螺纹紧固件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钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓11.3

25、 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.2 螺纹紧固件潘存云教授研制螺螺纹纹紧紧固固件件潘存云教授研制地脚螺栓地脚螺栓 潘存云教授研制起吊螺钉起吊螺钉 螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓专用螺纹连接专用螺纹连接T 型螺栓型螺栓 11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.2 螺纹紧固件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螺纹纹紧紧固固件件螺母螺母螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓专用螺纹连接专用螺纹连接11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件11.3.2 螺纹紧固件垫圈垫圈 平垫圈平垫圈薄平垫圈薄平垫圈A型平垫圈型平

26、垫圈B型平垫圈型平垫圈螺母螺母 螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱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。专用螺纹连接专用螺纹连接11.4 螺纹连接的预紧与防松11.4.1 螺纹连接的预紧按螺纹连接装配时是否拧紧，分为紧连接和松连按螺纹连接装配时是否拧紧，分为紧连接和松连接。接。松连接松连接只在承受外载荷时螺栓才受到力的作用。只在承受外载荷时螺栓才受到力的作用。大多数螺纹连接在装配时必须拧紧螺母，此时螺大多数螺纹连接在装配

27、时必须拧紧螺母，此时螺栓所受的轴向拉力叫栓所受的轴向拉力叫预紧力预紧力。这种连接叫。这种连接叫紧螺栓紧螺栓连接连接。1.1.预紧的目的预紧的目的u提高连接刚度、紧密性和防松能力。提高连接刚度、紧密性和防松能力。u受拉螺栓连接，可提高疲劳强度；受剪螺栓连接，受拉螺栓连接，可提高疲劳强度；受剪螺栓连接，可增大摩擦力。可增大摩擦力。11.4 螺纹连接的预紧与防松11.4.1 螺纹连接的预紧2.2.预紧力的确定预紧力的确定预紧力预紧力F F0 0的值由螺纹连接的要求决定。的值由螺纹连接的要求决定。为了充分发挥螺栓的工作能力和保证预紧可靠，螺为了充分发挥螺栓的工作能力和保证预紧可靠，螺栓的栓的预紧应力一

28、般可达材料屈服极限的预紧应力一般可达材料屈服极限的50-70%50-70%。11.4 螺纹连接的预紧与防松11.4.1 螺纹连接的预紧3.3.拧紧力矩拧紧力矩T = TT = T1 1+ T+ T2 2式中式中T T1 1 螺母支承面上的摩擦阻力矩。螺母支承面上的摩擦阻力矩。T T2 2 螺旋副相对转动的阻力矩。螺旋副相对转动的阻力矩。对于对于M10-M68M10-M68的粗牙螺纹，可取的粗牙螺纹，可取T = 0.2 FT = 0.2 F0 0d d Nmm Nmm式中式中d d 螺纹公称直径，螺纹公称直径，mmmm；F F0 0 预紧力，。预紧力，。11.4 螺纹连接的预紧与防松11.4.1

29、 螺纹连接的预紧. .控制拧紧力矩的方法控制拧紧力矩的方法使用测力矩扳手或定力矩使用测力矩扳手或定力矩扳手。扳手。由于摩擦系数不稳定，这两种由于摩擦系数不稳定，这两种方法的准确性较差。方法的准确性较差。测量拧紧时螺栓的伸长量。测量拧紧时螺栓的伸长量。规定开始拧紧后的扳动角规定开始拧紧后的扳动角度或圈数。度或圈数。对重要的有强度要求的螺栓连接，对重要的有强度要求的螺栓连接，如无控制拧紧力矩的措施，不宜如无控制拧紧力矩的措施，不宜采用小于采用小于1212的螺栓。的螺栓。测力矩扳手测力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手11.4 螺纹连接的预紧与防松11.4.2 螺纹连接的防松连接用三角形螺纹都具有自锁性，在

30、静载荷和工作温连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。度变化不大时，不会自动松脱。但在但在冲击、振动和变载条件冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬下，预紧力可能在某一瞬时消失，连接仍有可能松动而失效。时消失，连接仍有可能松动而失效。高温下高温下的螺栓连接，由于温度变形差异等，也可能发的螺栓连接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象。生松脱现象。因此设计时必须考虑防松，即因此设计时必须考虑防松，即防止螺纹副相对转动。防止螺纹副相对转动。11.4 螺纹连接的预紧与防松11.4.2 螺纹连接的防松潘存云教授研制防松的方法，按原理分为三类：防松的方法，按原理分

31、为三类： 1. 利用附加摩擦力防松：比较简单方便，但不可靠。利用附加摩擦力防松：比较简单方便，但不可靠。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11.4 螺纹连接的预紧与防松11.4.2 螺纹连接的防松潘存云教授研制潘存云教授研制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潘存云教授研制止动垫圈止动垫圈11.4 螺纹连接的预紧与防松11.4.2 螺纹连接的防松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粘合剂涂粘合剂11.5

32、 螺纹连接强度的计算11.5.1 螺纹连接的失效形式和计算准则1 1、失效形式、失效形式受拉螺栓受拉螺栓螺栓杆和螺纹可能发生塑性变形或断裂螺栓杆和螺纹可能发生塑性变形或断裂受剪螺栓受剪螺栓螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断静载荷螺栓连接：静载荷螺栓连接：静载荷螺栓连接：多数为疲劳失效静载荷螺栓连接：多数为疲劳失效 受拉螺栓：设计准则为保证螺栓的拉伸强度受拉螺栓：设计准则为保证螺栓的拉伸强度受剪螺栓：设计准则为保证螺栓的挤压强度和剪切强度受剪螺栓：设计准则为保证螺栓的挤压强度和剪切强度 2 2、设计计算准则与思路、设计计算准则与思路11.5 螺纹连接强度的计算1

33、1.5.2 松螺纹连接强度的计算F如吊钩螺栓，工作前不拧紧，只有工作载荷如吊钩螺栓，工作前不拧紧，只有工作载荷F F起拉伸作用。起拉伸作用。强度条件为：强度条件为：421dF41Fd 验算用验算用 设计用设计用 d d1 1螺杆危险截面直径（螺杆危险截面直径（mmmm）许用拉应力许用拉应力 N/mm2 (MPa)N/mm2 (MPa) 11.5 螺纹连接强度的计算11.5.3 紧螺纹连接强度的计算、紧螺栓连接、紧螺栓连接工作前有预紧力工作前有预紧力0工作前拧紧，在拧紧力矩工作前拧紧，在拧紧力矩T作用下：作用下：预紧力预紧力0产生拉伸应力产生拉伸应力螺纹摩擦力矩螺纹摩擦力矩T1产生剪应力产生剪应

34、力 复合应力状态复合应力状态:21041dF31201161)(2dtgdFWTT接第四强度理论：接第四强度理论：3.1322ca 强度条件为：强度条件为：43.1210dFca11.5 螺纹连接强度的计算11.5.3 紧螺纹连接强度的计算43.1210dFca式中：式中：F0 预紧力（预紧力（N） 1.31.3系数将外载荷提高系数将外载荷提高30%30%，以考虑螺纹力矩对，以考虑螺纹力矩对螺栓连接强度的影响，这样把拉扭的复合应力螺栓连接强度的影响，这样把拉扭的复合应力状态简化为纯拉伸来处理，大大简化了计算手状态简化为纯拉伸来处理，大大简化了计算手续，故又称简化计算法。续，故又称简化计算法。1

35、1.5 螺纹连接强度的计算11.5.3 紧螺纹连接强度的计算受横向载荷的受拉紧螺栓连接计算受横向载荷的受拉紧螺栓连接计算QpQpRRRRLmind0特点：杆孔间有间隙，靠拧紧的正压力特点：杆孔间有间隙，靠拧紧的正压力( (F0) )产产生摩擦力来传递外载荷，保证连接可靠生摩擦力来传递外载荷，保证连接可靠( (不产生相对滑移不产生相对滑移) )的条件为：的条件为：CFFfm0mfCFF0f接合面间的摩擦系数；接合面间的摩擦系数；m接合面数目；接合面数目；C防滑系数（可靠性系数）防滑系数（可靠性系数） C=1.11.3 11.5 螺纹连接强度的计算11.5.3 紧螺纹连接强度的计算 当当f=0.1

36、5，C=1.2，m=1时：时：F0=8F，预紧力应至少，预紧力应至少为横向工作载荷的为横向工作载荷的8倍。倍。 为增加可靠性，减小直径，简化结构，提高承载能力为增加可靠性，减小直径，简化结构，提高承载能力可采用如下减载装置：可采用如下减载装置： a)a)减载销减载销 b)b)减载套筒减载套筒 c)c)减载键减载键mfCFF011.9 键及花键连接11.9.1 键连接键连接的作用：键连接的作用：键可实现键可实现轴与轴上轴与轴上零件零件之间的之间的周向固周向固定定以传递转矩以传递转矩。也可实现也可实现轴向固定轴向固定或轴向移动或轴向移动键连接的键连接的类型类型按装配时是否需要打紧按装配时是否需要打

37、紧分为分为松键连接：松键连接：装配时装配时不需要打紧，如不需要打紧，如平键平键连连接，接，半圆键半圆键连接。连接。紧键连接：紧键连接：装配时装配时需要打紧，如需要打紧，如楔键楔键连接，连接，切向键切向键连接。连接。11.9 键及花键连接11.9.1 键连接1.1.平键连接平键连接键的键的两侧面是工作面两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间，上表面与轮毂槽底之间留有间隙。定心性好，装拆方便，隙。定心性好，装拆方便，应用广泛应用广泛。普通平键普通平键用于静连接，起周向固定作用，应用广泛。用于静连接，起周向固定作用，应用广泛。A A型：型：轴槽用指状铣刀加工，键在轴槽中固定良好，轴槽用指状铣刀加

38、工，键在轴槽中固定良好，但键头部不能充分利用，而且轴上键槽端部应力集中但键头部不能充分利用，而且轴上键槽端部应力集中较大。较大。B B型：型：轴槽用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小，但轴槽用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小，但键在轴槽中固定不好。键的承载面积大，适用于键在轴槽中固定不好。键的承载面积大，适用于传力传力较大的场合较大的场合。C C型：型：轴槽用指状铣刀加工，常用于轴槽用指状铣刀加工，常用于轴的端部轴的端部。11.9 键及花键连接11.9.1 键连接潘存云教授研制普通普通平键平键结构结构单圆头单圆头(C型型)圆头圆头(A型型)平头平头(B型型)用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。

39、用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用于轴端。用于轴端。普通平键应用最广。普通平键应用最广。A型型B型型C型型盘铣刀盘铣刀 11.9 键及花键连接11.9.1 键连接潘存云教授研制工作面工作面间隙间隙轴轴11.9 键及花键连接11.9.1 键连接普通平键连接应用举例普通平键连接应用举例11.9 键及花键连接11.9.1 键连接起键螺孔起键螺孔(2)导向平键导向平键固定螺钉固定螺钉带毂零件可以在轴上沿着带毂零件可以在轴上沿着导键移动，构成动连接，导键移动，构成动连接，用于轴上零件移动量不大用于轴上零件移动量不大的场合，如变速箱中的

40、滑的场合，如变速箱中的滑移齿轮。移齿轮。结构特点：结构特点：长度较长，需用螺钉固定在轴上。长度较长，需用螺钉固定在轴上。为便于装拆，键中部制有起键螺孔。为便于装拆，键中部制有起键螺孔。潘存云教授研制起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉11.9 键及花键连接11.9.1 键连接两侧面是工作面两侧面是工作面，定心性，定心性好，能在轴槽中摆动以适好，能在轴槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便。应毂槽底面，装配方便。用于静连接，起周向固定用于静连接，起周向固定作用作用。缺点是键槽较深，对轴的削弱较大，只适用于缺点是键槽较深，对轴的削弱较大，只适用于轻载连接轻载连接。锥形轴端锥形轴端用半圆键连接较为方便。用半圆键连接较为方便。2.2.半圆键连接：半圆键连接：11.9 键及花键连接11.9.1 键连接用于静连接，用于静连接，上下面是工作面。上下面是工作面。楔键连接楔键连接（1）普通楔键）普通楔键（2）钩头楔键）钩头楔键 工作时主要工作时主要靠摩擦力传递转矩，并能靠摩擦力传递转矩，并能受单向轴向力。受单向轴向力。 适用于定心精度要求不高、载荷平稳适用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的连接。和低速的连接。3.