机械基础（少学时）课件第5章连接教学课件

1、机械基础（少学时）课件第5章连接ppt课件第5章 连接5.1 键连接和销连接 5.2 螺纹连接 5.3 联轴器和离合器5.1 键连接和销连接5.1.1键连接的类型5.1.2平键连接的尺寸选择及强度校核5.1.3 花键连接5.1.4 销连接阶段应用练习5-15.2 螺纹连接5.2.1概述5.2.2螺纹连接类型及螺纹连接件5.2.3螺纹连接的装配法5.2.4螺纹连接的防松阶段应用练习5-25.3 联轴器和离合器5.3.1概述5.3.2联轴器5.3.3离合器阶段应用练习5-35.1 键连接和销连接5.1.1键连接的类型 键连接松键连接紧键连接平键连接半圆键连接花键连接楔键连接切向键连接一、平键连接工

2、作面：两侧面按端部形状分：A型、B型、C型5.1 键连接和销连接表5.1普通平键的类型及应用普通平键类型图片特点及应用A型键的轴向定位好，应用最广泛，但键槽对轴会引起较大的应力集中。B型轴上的键槽是用盘形铣刀来加工的，避免了园头平键的缺点，但键在键槽中固定不良，常用螺钉将其紧定在轴上的键槽中，以防松动。C型常用于轴端与毂类零件的连接。5.1 键连接和销连接（）导向平键是一种较长的平键，用螺钉将其固定在轴的键槽中。（）导向平键除实现周向固定外，由于轮毂与轴之间均为间隙配合。（）允许零件沿键槽作轴向移动，构成动连接。为装拆方便，在键的中部设有起键螺孔。二、导向平键连接特点：如图 5.3所示图 5.

3、3 导向平键连接 5.1 键连接和销连接三、滑键连接特点：（1）因为滑移距离较大时，用过长的平键制造困难，所以当轴上零件滑移距离较大时，宜采用滑键。（2）滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴槽中作轴向移动，因而需要在轴上加工长的键槽。 如图5.4所示 图 5.4 滑键连接 5.1 键连接和销连接三、半圆键连接特点：（1）半圆键工作面为键的两侧面，有较好的对中性，用于静连接。 （2）可在轴上键槽中摆动以适应轮毂上键槽斜度，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接。（3）缺点是键槽对轴的强度削弱较大，只适用于轻载连接。 如图5.5所示 图 5.5 半圆键连接 5.1 键连接和销连接四、楔键连接特点：

4、（1）楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。（2）键的上表面与键槽底面均有1:100 的斜度，能承受不大的单向轴向力。（3）键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠其摩擦力和挤压传递扭矩。 如图5.6所示 图 5.6 楔键连接 5.1 键连接和销连接六、切向键连接特点：（1）由两个斜度为1:100的楔键组成，上下面为工作面。（2）一个切向键只能传递一个方向的转矩。（3）传递双向转矩时，须用互成120130角的两个键。 如图5.7所示 图 5.7 切向键连接 5.1 键连接和销连接5.1.2平键连接的尺寸选择及强度校核1.尺寸选择 尺寸选用依据(宽高度)b*h装键处的轴径（d）（

5、长度）L轮毂的长度（B） L B且符合长度系列标记示例：具体查表5.25.1 键连接和销连接（1）圆头普通平键(A型),b = 16、h =10、L =100的标记为： 键16100 GB/T 1096-2003（2）方头普通平键(B型),b = 16、h =10、L =100的标记为： 键B16100 GB/T 1096-2003（3）单圆头普通平键(C型),b = 16、h =10、L =100的标记为： 键C16100 GB/T 1096-20035.1 键连接和销连接2 .平键连接的强度校核普通平键：主要失效形式为工作面压溃，应作挤压强度校核。导向平键、滑键：主要失效形式为工作面过度磨

6、损，应按工作面压力进行条件性强度校核计算。参照表5.3注：（1）当1个普通平键连接不能满足强度要求时，采用两个平键，相隔180布置，考虑到载荷分布不均匀，按1.5倍单键键长计算连接的强度。（2）若强度仍不满足，则应考虑设计花键连接。国家标准规定，键的材料采用抗拉强度不低于600MPa的钢制造，常用45号钢。5.1 键连接和销连接【例5-1】已知某减速器中的齿轮安装在轴的两支点之间，构成静连接。齿轮与轴的材料均为锻钢，齿轮精度为7级，安装齿轮处的轴径= 60 mm,齿轮轮毂宽度为110 mm。要求传递的转矩,载荷有轻微冲击。试设计此连接。解 1.由于8级精度以上的齿轮要求一定的定心精度，故该轴毂

7、连接应选择普通平键连接。又因为该齿轮位于两支点之间所以选择A型键（圆头）。根据键所在的轴径选择键的截面尺寸。轴径，从表6.2查得键宽,键高。键长。2.键连接的强度计算因为键、轴和毂的材料均为钢，查表6.3得许用应力 P = 100120 MPa , 取 P = 110 MPa。5.1 键连接和销连接键的工作长度l =L b = 10018 = 82 mm ,键与轮毂的接触高度 k = 0.5 h = 0.511 =5.5 mm 。由式得 可见强度不足，应修改设计。改用2个键按180布置。强度计算时按1.5个键进行。结论：强度满足。键的标记：键18100 GB/T1096-2003(A型键不用标

8、出A,而B或C则应标明) 5.1 键连接和销连接5.1.3 花键连接花键连接是由均匀分布的多个键齿的花键轴与带有相应键齿槽的轮毂相配合而组成的可拆连接。花键分为外花键和内花键。如图5.8所示。 外花键内花键图5.8 花键连接5.1 键连接和销连接1 特点（1）由于其工作面为均布多齿的齿侧面，故承载能力高。（2）轴上零件和轴的对中性好，导向性好，键槽浅，齿根应力集中小，对轴和轮毂的强度影响小。（3）加工时需要专用的设备、量刀和刃具，制造成本高。（4）适用于载荷较大、定心要求较高的静连接和动连接，在汽车、拖拉机、机床制造和农业机械中有较广泛的应用。5.1 键连接和销连接2 类型（1） 矩形花键定心

9、方式：小径定心特点：定心精度高，定心的稳定性好，可以利用磨削的方法消除热处理产生的变形。 应用：广泛应用于飞机、汽车、拖拉机、机床等领域 图5.9矩形花键连接 5.1 键连接和销连接（2） 渐开线花键定心方式：齿形定心特点：渐开线花键的制造工艺与齿轮完全相同，加工工艺成熟，制造精度高，花键齿根强度高，应力集中小，易于定心 。应用：用于载荷较大、轴径也大且定心精度高时的连接 图5.10 渐开线花键连接 5.1 键连接和销连接5.1.4 销连接用途：确定零件间的相互位置，即起定位作用，是装配机器时的重要辅件，同时也可用于轴与轮毂的连接并传递不大的载荷。 1 种类：定位销：主要用于零件间位置定位，如

10、图5.11（a）所示，常用 作组合加工和装配时的主要辅助零件。连接销：主要用于零件间的连接或锁定，如图5.11（b）所示，可传递不大的载荷。安全销：主要用于安全保护装置中的过载剪断元件, 如图5.11（c）所示。5.1 键连接和销连接（a）定位销（b）连接销（c）安全销图5.11 销连接的基本形式2 销的形式：圆柱销和圆锥销两种，常用的还有开口销。（参数已标准化）5.1 键连接和销连接（a）圆锥销 （a）圆柱销 （c）开口销 5.12 常用销的类型【阶段练习】一、选择题1普通平键连接的主要用途是使轴与轮毂之间_。 A沿轴向固定并传递轴向力B 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 C沿周向固定并传递

11、力矩D安装与拆卸方便 5.1 键连接和销连接2键的长度主要是根据_来选择。 A传递转矩的大小 B轮毂的长度 C轴的直径3紧键连接和松键连接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有_。 A 压紧力B轴向力 C摩擦力 4能够构成紧键连接的两种键是_。 A楔键和半圆键 B平键和切向键 C半圆键和切向键 D楔键和切向键5平键连接如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔_。 A 900 B 200 C 1350 D 18005.1 键连接和销连接6半圆键连接的主要优点是_。 A 对轴的强度削弱较轻 B 键槽的应力集中较小 C 工艺性好，安装方便 7半圆键和切向键的应用场合

12、是_。 A 前者多用来传递较大转矩，后者多用来传递较小转矩B 前者多用来传递较小转矩，后者多用来传递较大转矩C两者都用来传递较小转矩D 两者都用来传递较大转矩 8花键连接与平键连接（采用多键时）相比较，_的观点是错误的。A 承载能力比较大 B 旋转零件在轴上有良好的对中性和沿轴移动的导向性 C 对轴的削弱比较严重 D 可采用研磨加工来提高连接质量和加工精度5.1 键连接和销连接9应用较广的花键齿形是_。 A矩形与三角形B渐开线与三角形 C矩形与渐开线D矩形、渐开线与三角形二、分析与思考题1平键连接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些？平键的剖面尺寸bh和键的长度L是如何确定的？2普通平键的强度

13、条件怎样（用公式表示）？如何在进行普通平键连接强度计算时，强度条件不能满足，可采用哪些措施？3普通平键和半圆键是如何进行标注的？4销有哪几种？其结构特点是什么？各用在何种场合？ 5.1 键连接和销连接5.2 螺纹连接看图思考常用的螺纹连接件有何特点和用途？5.2.1概述图 5.14 常用螺纹连接零件 5.2 螺纹连接一、螺纹的形成原理在圆柱(或圆锥)表面上，沿着螺旋线所形成的具有相同剖面的连续凸起和沟槽，称为螺纹。 如图5.15所示（1）将底边AB长为d的直角三角形ABC绕在直径为d的圆柱体上，则三角形的斜边AC在圆柱体上便形成一条螺旋线，底边AB与斜边AC的夹角为螺旋线的升角。（2）当取三角

14、形、矩形或锯齿形等平面图形，使其保持与圆柱体轴线共面状态，并沿螺旋线运动时，则该平面图形的轮廓线在空间的轨迹便形成螺纹。5.2 螺纹连接图 5.15 螺纹的形成原理 二、螺纹的形式按加工表面分：内螺纹、外螺纹按形状分：圆柱螺纹和圆锥螺纹 5.2 螺纹连接按牙型分：三角形、矩形、梯形、和锯齿形 （如图5.16）图5.16 螺纹牙型三、螺纹的旋向左旋螺纹、右旋螺纹（常用） 类型：5.2 螺纹连接旋向判别方法：将右手掌打开，四指并拢，大拇指伸开，手心对着自己，四个手指的方向与螺纹中心线一致，如果螺纹环绕方向与大拇指指向一致，则该螺纹为右旋螺纹，反之则为左旋螺纹。 （右手定则）右旋螺纹左旋螺纹图 5.

15、17 螺纹的旋向 5.2 螺纹连接四、单线螺纹和多线螺纹（1）单线螺纹沿同一条螺纹线转一周所移动的轴向距离为一个螺距（S = P） 主要用于连接（2）多线螺纹沿同一条螺纹线转一周所移动的轴向距离为线数乘以螺距（S = nP） 主要用于传动 如图5.18 图5.18 单线螺纹和多线螺纹 5.2 螺纹连接5.2.2螺纹连接类型及螺纹连接件 1、螺纹连接类型 常用的螺纹连接的种类有：螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接等。特点及应用详见表5.4 表5.4 螺纹连接类型及应用特点连接类型图示特点及应用螺栓连接无需在被连接件上切制螺纹，使用时不受被连接材料的限制。构造简单，装拆方便，应用最广，用于有通孔的场

16、合5.2 螺纹连接 双头螺柱连接双头螺柱连接座端旋入并紧定在被连接件之一的螺纹孔中，用于被连接件之一较厚或受结构限制而不能用螺栓或希望连接结构较紧凑的场合螺 钉连接螺钉连接不用螺母，而且有光整的外露表面，应用与双头螺柱连接相似，但不宜用于时常装拆的连接，以免损坏被连接件的螺纹孔5.2 螺纹连接2、螺纹连接件（1）螺栓螺栓的头部形状很多，最常用的有六角头和小六角头两种。 （2）双头螺柱双头螺柱，旋入被连接件螺纹孔的一端称为座端，另一端为螺母端，如图5.19所示。 （3）螺钉、紧定螺钉（4）螺母 螺母的形状有六角形、圆形等。圆螺母常用于轴上零件的轴向固定 5.2 螺纹连接图5.19 双头螺柱 图5

17、.20 紧定螺钉 （5）垫圈垫圈的作用是增加被连接键的支撑面积，以减小接触处的压强 。普通垫圈呈环状，有防松作用的垫圈为弹性垫圈。如图5.21所示。图5.21 螺母与垫圈 5.2 螺纹连接5.2.3螺纹连接的装配法螺纹连接在装配时，应满足的要求：（1）螺栓杆部不产生弯曲变形，头部、螺母底面与被连接件接触良好；（2）被连接件应均匀受压，互相紧密贴合，连接牢固；（3）根据被连接件形状、螺栓的分布情况，按一定的顺序逐次（一般2-3次） 拧紧螺母，如有定位销从定位销附近开始。图5.22 所示为螺母拧紧顺序事例，途中编号即为拧紧的顺序。5.2 螺纹连接图5.22 螺纹连接装配图 螺纹防松装置是为防止螺纹

18、副产生相对运动，按其原理可分为三类： 5.2.4螺纹连接的防松5.2 螺纹连接（1）摩擦防松 弹簧垫圈、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母 （2）机械防松 开口销、带翅垫片 、止动垫圈 （3）其它防松 冲点法 、粘合法 、 焊接点 、串连钢丝 详见表5.5【阶段练习】1 常用的螺纹牙型有哪几种？试说明各自的特点及主要用途。2 根据螺纹旋向的不同，螺纹可以分为哪几种？如何判断螺纹的旋向？3 螺纹连接为什么要防松？防松的根本问题是什么？ 5.3 联轴器和离合器5.3.1概述1、 联轴器和离合器功用：实现轴与轴之间的连接及分离，并传递转矩，有时也可作安全装置，以防止机械过载。2 、联轴器和离合器区别：联轴器只有在机械停止后才能将连接的两根轴分离，离合器则可以在机械的运转过程中根据需要使两根轴随时结合和分离。 5.3 联轴器和离合器5.3.2联轴器 1.分类联轴器刚性联轴器：挠性联轴器有弹性元件联轴器：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器无弹性元件联轴器： 万向联轴器、滑块联轴器、齿轮联轴器 凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器5.3 联轴器和离合器2.各类联轴器结构特点及应用见表5.6 5.3.3离合器 特点 ：是工作可靠，结合平稳，分离迅速而彻底，从左准去，调节和维修方便，操作方便省力，结构简单等。类型：啮合式5.23（图a）和摩擦式5.23（图b） 5.3 联轴器和离合器图a 啮合式离合器 图b