机械设计基础-第十章-连接详解

$number{01}机械设计基础_第十章_连接详解2024-01-12汇报人：AA目录连接基本概念与分类螺纹连接与螺旋传动键、花键和销连接过盈配合与无键连接焊接、胶接和铆钉连接总结与展望01连接基本概念与分类连接是指两个或多个构件之间采用某种方式实现的固定或活动连接，以传递力、运动或保持相对位置。连接定义连接在机械设计中具有至关重要的作用，它能够实现构件之间的力传递、运动传递和位置保持，保证机械系统的正常运行。连接作用连接定义及作用123连接类型与特点液体连接液体连接是利用液体作为传力介质的连接。其特点是能够实现无间隙传动、缓冲吸振、过载保护等，但需要专门的密封装置，且对液体的清洁度要求较高。刚性连接刚性连接是指被连接的构件之间不允许有相对运动的连接。其特点是结构简单、紧凑，能够保证较高的定位精度和刚度，但受力较大时易产生变形和破坏。挠性连接挠性连接是指被连接的构件之间允许有一定的相对位移的连接。其特点是能够吸收振动、降低噪音、补偿制造和安装误差，但定位精度和刚度相对较低。文字内容文字内容文字内容文字内容标题键连接件花键连接件销连接件紧固件连接件及其功能紧固件是一种用于紧固连接的元件，如螺栓、螺母、螺钉等。其功能是实现构件之间的紧固连接，保证连接的可靠性和稳定性。键连接件是一种用于传递扭矩的连接元件，如平键、半圆键、楔键等。其功能是实现轴与轴上零件之间的周向固定以传递扭矩。花键连接件是一种具有多个键齿的连接元件，其内花键与外花键相配合实现连接。其功能是实现轴与轴上零件之间的周向固定以传递扭矩和轴向固定。销连接件是一种用于定位和连接的元件，如圆柱销、圆锥销等。其功能是实现构件之间的定位、连接或锁定。02螺纹连接与螺旋传动通过螺旋线的运动轨迹，在圆柱或圆锥表面上切削或挤压出螺旋状的沟槽。包括螺距、牙型角、牙型高度、大径、小径等，这些参数决定了螺纹的规格和性能。螺纹形成原理及参数螺纹参数螺纹形成原理双头螺柱连接两端均带有螺纹的螺柱，通过螺母或螺纹孔实现连接，适用于连接厚度较大的零件。螺栓连接通过螺栓和螺母的配合实现连接，适用于承受拉伸和压缩载荷的场合。螺钉连接螺钉直接旋入被连接件的螺纹孔中，适用于连接厚度较薄的零件。紧定螺钉连接通过紧定螺钉将零件固定在轴上或孔内，适用于传递不大的力和转矩。螺纹连接类型及应用螺旋传动原理利用螺旋副的旋转运动转换为直线运动或反之，实现动力的传递和运动的转换。实例螺旋千斤顶、螺旋压力机、螺旋输送机、螺旋加料器等。这些机械装置通过螺旋传动实现力的放大、减小或方向改变等功能。螺旋传动原理及实例03键、花键和销连接平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接键连接类型及特点上下面是工作面，键的上表面和轮毂键槽底面均具有1:100的斜度。装配后，键楔紧于轴槽和毂槽之间。一对切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。通过键的侧面与键槽的侧面相互挤压传递转矩，结构简单、装拆方便，对中性好，应用广泛。键呈半圆形，其侧面为工作面，轴上键槽用铣刀铣出，而轮毂上键槽一般用凿子凿出。花键连接原理由内花键和外花键组成，内、外花键的齿数、模数、压力角必须相等，才能实现正常的连接和传动。花键连接应用适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接，如变速箱中齿轮与轴的联结。花键连接原理及应用固定零件之间的相对位置，传递不大的载荷或作为安全装置中的过载剪断元件。销连接作用圆柱销、圆锥销、开口销、槽销等。其中圆柱销和圆锥销多用于固定连接，而开口销和槽销多用于活动连接或作为安全装置中的过载剪断元件。销连接分类销连接作用及分类04过盈配合与无键连接过盈配合原理及计算方法过盈配合原理过盈配合是指轴与孔之间的配合公差为负值，即轴的直径略大于孔的直径。通过过盈量产生的径向压力使轴与孔紧密连接，实现扭矩和轴向力的传递。计算方法过盈量的计算需要考虑轴和孔的材料、尺寸、公差、表面粗糙度等因素。一般采用经验公式或有限元分析等方法进行计算，以确定合适的过盈量。无键连接技术无键连接是一种通过轴和轮毂之间的形状配合实现扭矩传递的连接方式，无需使用键或花键等附加元件。常见的无键连接形式包括胀紧连接、冷缩配合、摩擦连接等。应用实例胀紧连接广泛应用于汽车、工程机械等领域，如发动机曲轴与飞轮的连接；冷缩配合常用于高精度机床主轴与轴承的连接；摩擦连接则用于需要经常拆卸的场合，如铁路车辆的轮对与轴箱的连接。无键连接技术及应用实例过盈配合具有结构简单、承载能力强、定心精度高等优点，但拆卸困难且对零件加工精度要求较高；无键连接则具有装拆方便、对中性好、应力分布均匀等优点，但承载能力相对较低。优缺点比较在选择连接方式时，需综合考虑传递扭矩大小、对中精度要求、装拆频率、使用环境等因素。对于传递大扭矩且要求定心精度高的场合，宜采用过盈配合；对于需要经常装拆或对中性要求较高的场合，可选用无键连接。选择依据优缺点比较与选择依据05焊接、胶接和铆钉连接钎焊熔化焊压力焊焊接方法分类及特点采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。包括火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊等。具有操作简便、接头强度高、耐蚀性好等特点。将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊等。具有变形小、生产率高、自动化程度高等特点。通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成焊接的方法。包括电阻焊、摩擦焊、冷压焊等。具有焊接质量稳定、生产效率高等特点。VS利用胶粘剂将两个或多个材料连接在一起的技术。胶粘剂通过润湿被粘物表面，然后经过固化反应形成坚韧的胶层，从而实现连接。应用领域广泛应用于汽车、航空航天、电子电器、建筑等领域。例如，在汽车制造中，胶接技术可用于车身覆盖件、车门、车窗等部位的连接；在航空航天领域，可用于飞机机翼、尾翼等部位的连接。胶接技术原理胶接技术原理及应用领域优点连接强度高，耐冲击、振动；密封性好，可防止气体和液体泄漏；适用于各种材料和厚度组合的连接。类型根据铆钉的形状和连接方式不同，可分为沉头铆钉连接、半圆头铆钉连接、平头铆钉连接等。缺点需要在被连接件上打孔，会破坏材料的连续性；拆卸困难，一般需破坏铆钉才能实现拆卸；对于较薄的被连接件，容易产生变形。铆钉连接类型及优缺点06总结与展望

连接技术发展趋势微型化连接技术随着微电子技术和纳米技术的不断发展，连接技术将向微型化、精细化方向发展，实现更小尺寸、更高密度的连接。智能化连接技术结合人工智能、大数据等先进技术，连接技术将实现智能化，能够自适应调整连接参数、预测连接性能，提高连接的可靠性和效率。绿色化连接技术环保意识的提高要求连接技术更加绿色化，未来的连接技术将注重减少能源消耗、降低环境污染，推动可持续发展。利用超声波振动产生的热量实现材料的连接，具有快速、高效、环保等优点，适用于金属、塑料等多种材料的连接。超声波连接通过激光束照射材料表面实现连接，具有高精度、高速度、非接触等优点，适用于微小零件和精密仪器的连接。激光连接通过搅拌头的高速旋转和移动，使材料在摩擦热和塑性变形作用下实现连接，具有高强度、高效率等优点，适用于铝合金等轻金属的连接。