第二篇 聯(lián)接(誠(chéng)毅)

1、機(jī)器是由許多零部件按一定工作要求，用不同連接方法組合而成的。機(jī)器是由許多零部件按一定工作要求，用不同連接方法組合而成的。靜連接靜連接- - 連接件與被連接件間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。連接件與被連接件間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。動(dòng)連接動(dòng)連接-連接件與被連接件間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。連接件與被連接件間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。 類型類型 靜連接靜連接( (根據(jù)可拆性）根據(jù)可拆性）可拆的連接可拆的連接不可拆連接不可拆連接 螺紋連接螺紋連接 鍵、花鍵、銷連接鍵、花鍵、銷連接鉚接、焊接鉚接、焊接膠接膠接第二篇第二篇 連連 接接第五章第五章 螺紋連接和螺旋傳動(dòng)螺紋連接和螺旋傳動(dòng)了解螺紋連接件的類型、特性、標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用場(chǎng)合了解螺

2、紋連接件的類型、特性、標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用場(chǎng)合了解螺紋連接的預(yù)緊、防松及提高螺紋連接強(qiáng)度的措施了解螺紋連接的預(yù)緊、防松及提高螺紋連接強(qiáng)度的措施掌握單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算及螺栓組連接的受力分析掌握單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算及螺栓組連接的受力分析了解螺紋連接件材料的性能等級(jí)了解螺紋連接件材料的性能等級(jí)了解螺紋連接件的許用應(yīng)力的計(jì)算了解螺紋連接件的許用應(yīng)力的計(jì)算本章學(xué)習(xí)要求：本章學(xué)習(xí)要求：1 1螺紋的形成螺紋的形成 螺旋線的形成螺旋線的形成：將直角三角形將直角三角形( (直角底邊長(zhǎng)直角底邊長(zhǎng) d d2 2) )繞到直徑為繞到直徑為d d2 2的圓柱體上，其斜邊即在圓柱的圓柱體上，其斜邊即在圓柱體上形成螺旋線

3、。體上形成螺旋線。 螺紋的形成螺紋的形成：取一通過(guò)圓柱體軸線的平面圖形取一通過(guò)圓柱體軸線的平面圖形( (三角形、矩形、三角形、矩形、梯形等梯形等) )沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，該圖形在空間形成的體形即為螺紋。沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，該圖形在空間形成的體形即為螺紋。 一、螺紋的類型和應(yīng)用一、螺紋的類型和應(yīng)用22S5-1 螺紋螺紋按螺紋牙型不同分：按螺紋牙型不同分：按形成情況分：按形成情況分： 外螺紋、內(nèi)螺紋外螺紋、內(nèi)螺紋 按螺旋線方向分按螺旋線方向分 左旋左旋 右旋右旋三角形三角形 矩形矩形 梯形梯形 鋸齒形鋸齒形 管螺紋管螺紋2.2.螺紋的種類螺紋的種類5-1 螺螺 紋紋起連接作用稱起連接作用稱連接螺紋連接螺紋三角

4、形螺紋三角形螺紋起傳動(dòng)作用稱起傳動(dòng)作用稱傳動(dòng)螺紋傳動(dòng)螺紋矩形矩形梯形梯形鋸齒形鋸齒形各種螺紋的特點(diǎn)各種螺紋的特點(diǎn): :5-1 螺螺 紋紋螺紋類型螺紋類型性能性能牙根強(qiáng)度牙根強(qiáng)度工藝性工藝性適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合三角形螺紋三角形螺紋自鎖性好自鎖性好最大最大好好連接連接矩形矩形效率最高效率最高小小差差傳動(dòng)傳動(dòng)梯形梯形效率較高效率較高較大較大好好傳動(dòng)傳動(dòng)( (標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化) )鋸齒形鋸齒形效率較高效率較高較大較大好好傳動(dòng)（單向）傳動(dòng)（單向）圖片二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù)大徑大徑 公稱直徑公稱直徑小徑小徑d1 計(jì)算直徑計(jì)算直徑中徑中徑d2 配合或幾何計(jì)算配合或幾何計(jì)算接觸高度接觸高度徑向參數(shù)徑向參

5、數(shù)5-1 5-1 螺紋螺紋軸向參數(shù)軸向參數(shù)線數(shù)線數(shù)n螺距螺距導(dǎo)程：導(dǎo)程： S=nP螺紋升角螺紋升角牙型角牙型角牙側(cè)角牙側(cè)角= /2角度參數(shù)角度參數(shù)22arctanarctandnPdS單線螺紋和多線螺紋單線螺紋和多線螺紋S=PS=2PS=3P5-2 5-2 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)件連接螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)件連接一、螺紋連接的基本類型一、螺紋連接的基本類型1.1.螺栓連接：螺栓連接：普通螺栓：普通螺栓：通孔和螺栓桿之間有間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度低。通孔和螺栓桿之間有間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度低。普普通通螺螺栓栓連連接接鉸鉸制制孔孔用用螺螺栓栓連連接接鉸制孔用螺栓：鉸制孔用螺栓：基孔制過(guò)渡配合，承受橫

6、向載荷，加工精度高?；字七^(guò)渡配合，承受橫向載荷，加工精度高。適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：常用于輕金屬薄壁零件，可經(jīng)常裝卸。常用于輕金屬薄壁零件，可經(jīng)常裝卸。5-2 5-2 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)件連接螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)件連接3.3.螺釘連接：螺釘連接：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：螺釘直接擰入被連螺釘直接擰入被連接件的螺紋孔。接件的螺紋孔。適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：用于受力不大，或用于受力不大，或不需要經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。不需要經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。2.2.雙頭螺柱連接：雙頭螺柱連接： 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：螺柱兩端有螺紋，被連接件之一用螺柱兩端有螺紋，被連接件之一用通孔。通孔。適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：被連接件之一厚度較大，且需被連接件之

7、一厚度較大，且需要經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。要經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。5-2 5-2 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)件連接螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)件連接4.4.緊釘螺釘連接：固定兩零件的位置，傳遞不大的力或力矩。緊釘螺釘連接：固定兩零件的位置，傳遞不大的力或力矩。特殊連接：特殊連接： 地腳螺栓連接地腳螺栓連接 , , 吊環(huán)螺釘連接吊環(huán)螺釘連接(a)(b)(a)(b)5-2 5-2 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)件連接螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)件連接二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件8.swf5-3 5-3 螺紋連接的預(yù)緊螺紋連接的預(yù)緊1.預(yù)緊力的概念：預(yù)緊力的概念：螺紋連接在承受工作載荷之前，預(yù)先螺紋連接在承受工作載荷之前，

8、預(yù)先受到的力。受到的力。2.預(yù)緊目的：預(yù)緊目的：增強(qiáng)連接的緊密型和可靠性。增強(qiáng)連接的緊密型和可靠性?？刂品椒ǎ嚎刂品椒ǎ簐測(cè)力矩扳手測(cè)力矩扳手v定力矩扳手定力矩扳手測(cè)定螺栓的伸長(zhǎng)量測(cè)定螺栓的伸長(zhǎng)量3. 預(yù)緊力的控制：預(yù)緊力的控制：1S0A8 . 0F預(yù)緊力的大小：預(yù)緊力的大?。?.預(yù)緊力和擰緊力矩的關(guān)系：預(yù)緊力和擰緊力矩的關(guān)系：5-3 5-3 螺紋連接的預(yù)緊螺紋連接的預(yù)緊21TTTT1：螺旋副間的摩擦阻力矩螺旋副間的摩擦阻力矩T2：螺母環(huán)形端面和被連接件（或墊螺母環(huán)形端面和被連接件（或墊圈）支承面間的摩擦阻力矩圈）支承面間的摩擦阻力矩dFT02 . 0注意：注意：對(duì)于重要的連接，應(yīng)盡可能不采用

9、直徑過(guò)小（例如小對(duì)于重要的連接，應(yīng)盡可能不采用直徑過(guò)?。ɡ缧∮谟贛12M12）的螺栓。）的螺栓。FLT L=15dFF750F/ /5-4 5-4 螺紋連接的防松螺紋連接的防松1.螺紋連接的自鎖條件：螺紋連接的自鎖條件：V2.連接松脫的原因：連接松脫的原因： 沖擊、振動(dòng)或變載荷作用，使摩擦力減小或瞬間消失；沖擊、振動(dòng)或變載荷作用，使摩擦力減小或瞬間消失； 高溫材料蠕變使摩擦力預(yù)緊力減小。高溫材料蠕變使摩擦力預(yù)緊力減小。3.防松的根本問題：防松的根本問題：防止螺旋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。防止螺旋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。4.防松的方法：防松的方法：摩擦防松、機(jī)械防松、鉚沖防松。摩擦防松、機(jī)械防松

10、、鉚沖防松。6種防松.swf原理原理 使螺旋副中存在著不隨連接載荷而變的壓使螺旋副中存在著不隨連接載荷而變的壓力，因而始終有摩擦力矩防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。力，因而始終有摩擦力矩防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 特點(diǎn)特點(diǎn) 防松簡(jiǎn)單、方便，用于不重要的連接。防松簡(jiǎn)單、方便，用于不重要的連接。 類型類型 對(duì)頂螺母對(duì)頂螺母彈簧墊圈彈簧墊圈 自鎖螺母自鎖螺母 摩擦防松摩擦防松 螺母擰緊后，收口脹螺母擰緊后，收口脹開，利用收口的彈力開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊使旋合螺紋間壓緊5-4 5-4 螺紋連接的防松螺紋連接的防松機(jī)械防松機(jī)械防松原理原理 利用可更換的金屬元件來(lái)約束螺旋副利用可更換的金屬元件來(lái)約束螺旋副 特點(diǎn)特點(diǎn) 防松可

11、靠，用于變載、有振動(dòng)沖擊等重要場(chǎng)合。防松可靠，用于變載、有振動(dòng)沖擊等重要場(chǎng)合。 類型類型 開口銷及槽型螺母開口銷及槽型螺母 止動(dòng)墊片止動(dòng)墊片 串聯(lián)金屬絲串聯(lián)金屬絲 圓螺母圓螺母 5-4 5-4 螺紋連接的防松螺紋連接的防松 破壞螺紋副的關(guān)系破壞螺紋副的關(guān)系 原理原理 把螺紋副轉(zhuǎn)化為非運(yùn)動(dòng)副從而消把螺紋副轉(zhuǎn)化為非運(yùn)動(dòng)副從而消除有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能。除有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能。特點(diǎn)特點(diǎn) 工作可靠，但不可拆。工作可靠，但不可拆。類型類型 焊、點(diǎn)沖、粘合。焊、點(diǎn)沖、粘合。5-4 5-4 螺紋連接的防松螺紋連接的防松5-5 5-5 螺紋組連接的設(shè)計(jì)螺紋組連接的設(shè)計(jì)一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺栓

12、組連接設(shè)計(jì)的順序螺栓組連接設(shè)計(jì)的順序選布局、定數(shù)目、力分析、設(shè)計(jì)尺寸選布局、定數(shù)目、力分析、設(shè)計(jì)尺寸 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題： 同一分布圓上的螺栓應(yīng)取偶數(shù)，便于鉆孔時(shí)分度畫線同一分布圓上的螺栓應(yīng)取偶數(shù)，便于鉆孔時(shí)分度畫線 螺母及螺栓頭的支承面應(yīng)光潔、平整螺母及螺栓頭的支承面應(yīng)光潔、平整 接合面應(yīng)設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀接合面應(yīng)設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀 合理布置螺栓，使其受力均勻合理布置螺栓，使其受力均勻 合理確定螺栓的間距和邊距，保證足夠的扳手空間合理確定螺栓的間距和邊距，保證足夠的扳手空間5-5 5-5 螺紋組連接的設(shè)計(jì)螺紋組連接的設(shè)計(jì)二、螺栓組連接的受力分析二、螺栓組連

13、接的受力分析1、受橫向載荷的螺栓組連接、受橫向載荷的螺栓組連接目的：求受力最大的螺栓及其所受的力目的：求受力最大的螺栓及其所受的力 鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓：zFF校核、p( (普通螺栓、鉸制孔用螺栓）普通螺栓、鉸制孔用螺栓）假設(shè)：假設(shè)：(1) (1) 各螺栓的拉伸剛度或剪切剛度及預(yù)緊力都相同各螺栓的拉伸剛度或剪切剛度及預(yù)緊力都相同 ( (各螺栓材料、長(zhǎng)度、直徑相同各螺栓材料、長(zhǎng)度、直徑相同) )； (2) (2) 被連接件是剛體，接合面在受載荷前后始終保持為平面；被連接件是剛體，接合面在受載荷前后始終保持為平面； (3) (3) 螺栓的應(yīng)變（變形）在彈性范圍內(nèi)，符合虎克定律。螺栓的應(yīng)變（變形

14、）在彈性范圍內(nèi)，符合虎克定律。橫向載荷的作用線與螺栓軸線垂直，并通過(guò)螺栓組的對(duì)稱中心。橫向載荷的作用線與螺栓軸線垂直，并通過(guò)螺栓組的對(duì)稱中心。FFFFb)a)5-5 5-5 螺紋組連接的設(shè)計(jì)螺紋組連接的設(shè)計(jì)f接合面摩擦系數(shù)i接合面數(shù)Ks防滑系數(shù)，Ks1.11.3 普通螺栓連接普通螺栓連接：保證接合面不產(chǎn)生滑移：保證接合面不產(chǎn)生滑移FKzifFs0fziFKFs0或或校核強(qiáng)度FFFFb)a)5-5 5-5 螺紋組連接的設(shè)計(jì)螺紋組連接的設(shè)計(jì)3、受軸向載荷的螺栓組連接、受軸向載荷的螺栓組連接普通螺栓普通螺栓各螺栓工作載荷為：各螺栓工作載荷為：PDpzFF各螺栓所受總拉力為：各螺栓所受總拉力為：FFF

15、12校核強(qiáng)度（普通螺栓普通螺栓）FCCCFmbb0軸向載荷與螺栓軸線平行，并通過(guò)螺栓組對(duì)稱中心。軸向載荷與螺栓軸線平行，并通過(guò)螺栓組對(duì)稱中心。5-5 5-5 螺紋組連接的設(shè)計(jì)螺紋組連接的設(shè)計(jì)u普通螺栓：普通螺栓： 按按軸向載荷軸向載荷確定其確定其工作拉力工作拉力F 按按橫向載荷橫向載荷確定連接的確定連接的預(yù)緊力預(yù)緊力F0總結(jié)：總結(jié)： 當(dāng)螺栓受多種載荷作用時(shí)，分別求出螺栓組在各當(dāng)螺栓受多種載荷作用時(shí)，分別求出螺栓組在各簡(jiǎn)單受力狀態(tài)下各螺栓的工作載荷，再進(jìn)行簡(jiǎn)單受力狀態(tài)下各螺栓的工作載荷，再進(jìn)行向量迭加向量迭加，求得各螺栓總的工作載荷。求得各螺栓總的工作載荷。u鉸制孔用螺栓：鉸制孔用螺栓： 按按橫

16、向載荷橫向載荷或（和）或（和）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩確定螺栓的確定螺栓的工作剪力工作剪力F 校核校核、p求總拉力求總拉力F2校核校核5-6 5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算一、螺栓失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則一、螺栓失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則二、計(jì)算步驟二、計(jì)算步驟所受載荷所受載荷失效形式失效形式計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則受拉螺栓：軸向力受拉螺栓：軸向力受剪螺栓：橫向力受剪螺栓：橫向力斷裂斷裂壓潰壓潰 PP剪斷剪斷根據(jù)工況，分析失效形式；根據(jù)工況，分析失效形式；強(qiáng)度校核，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。強(qiáng)度校核，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5-6 5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算三、松螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算三、松螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算螺栓受力：工作載荷螺栓受力：

17、工作載荷F工況：螺母無(wú)需擰緊工況：螺母無(wú)需擰緊AF2141dFMPa結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)式：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)式：mmFd41強(qiáng)度校核式：強(qiáng)度校核式：F F5-6 5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算四、緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算四、緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算1、僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接、僅承受預(yù)緊力的緊螺栓連接工況：普通螺栓承受橫向載荷的情況工況：普通螺栓承受橫向載荷的情況F0F0FF0F0 受力：預(yù)緊力受力：預(yù)緊力F0與扭轉(zhuǎn)力矩與扭轉(zhuǎn)力矩T1復(fù)合作用復(fù)合作用F0引起的拉伸應(yīng)力：引起的拉伸應(yīng)力：21041dFT1引起的切應(yīng)力：引起的切應(yīng)力：.503.1322ca計(jì)算應(yīng)力：計(jì)算應(yīng)力：FFfFf機(jī)理：接合面產(chǎn)生摩擦力抵抗工作

18、載荷機(jī)理：接合面產(chǎn)生摩擦力抵抗工作載荷T15-6 5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算mmFd3.1401結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)式：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)式：MPadF4/3.1210ca強(qiáng)度校核式：強(qiáng)度校核式：系數(shù)系數(shù)1.3的含義：將螺栓所受的拉力增大的含義：將螺栓所受的拉力增大30考慮扭轉(zhuǎn)的影響考慮扭轉(zhuǎn)的影響5-6 5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算預(yù)緊力必須滿足的條件：預(yù)緊力必須滿足的條件：F0Ff承受橫向載荷的減載零件：承受橫向載荷的減載零件：5-6 5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算2.承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接工況：普通螺栓承受軸向載荷的情況工

19、況：普通螺栓承受軸向載荷的情況受力：總拉力受力：總拉力 工作拉力預(yù)緊力工作拉力預(yù)緊力pF0F0F0F0F1F1F2F2mmb bFF（a）（b）（c）螺栓未預(yù)緊螺栓未預(yù)緊(a)受力受力變形變形螺栓螺栓00被聯(lián)件被聯(lián)件00承受工作載荷承受工作載荷(c)受力受力變形變形F2b+F1m預(yù)緊預(yù)緊(b)受力受力變形變形F0bF0m變形變形力力力力力力變形變形bmbmF0F0F2FF1bm(a)(b)(c)F0螺栓剛度：螺栓剛度：bbbFC0tan被連接被連接件剛度：件剛度：mmmFC0tanFFF12螺栓總拉力殘余預(yù)緊力螺栓總拉力殘余預(yù)緊力+工作拉力工作拉力FFCCCFFFFmbb002mbbCCmFF

20、FtantanFCCCFmbb5-6 5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度校核式：強(qiáng)度校核式：MPadF4/3 . 1212cammFd3 .1421結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)式：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)式：注意：對(duì)于普通螺栓連接，無(wú)論連接是受橫向工作載荷還注意：對(duì)于普通螺栓連接，無(wú)論連接是受橫向工作載荷還是軸向工作載荷，螺栓本身總是受拉力作用。是軸向工作載荷，螺栓本身總是受拉力作用。重要零件還應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核：重要零件還應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核：5-6 5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算3、承受工作剪力的緊螺栓連接、承受工作剪力的緊螺栓連接工況：鉸制孔用螺栓工況：鉸制孔用螺栓承受橫向載荷的情況承受橫向載荷的

21、情況受力：承受擠壓力和受力：承受擠壓力和剪切力剪切力擠壓強(qiáng)度條件：擠壓強(qiáng)度條件：MPadppLFmin0剪切強(qiáng)度條件：剪切強(qiáng)度條件：MPadF4/205-7 5-7 螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力一、螺紋連接件的材料一、螺紋連接件的材料 螺栓、螺柱、螺釘：性能等級(jí)分為十級(jí)螺栓、螺柱、螺釘：性能等級(jí)分為十級(jí)3.612.94.6B/10010 s/ B小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字為小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字為:B B /100 , /100 , B B抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度極限小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字為：小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字為：1010S / /B B , , S S屈服極限屈服極限 二個(gè)數(shù)字相乘的二個(gè)數(shù)字相乘的101

22、0倍即為材料倍即為材料S S螺母：性能等級(jí)分為七級(jí)螺母：性能等級(jí)分為七級(jí)412min/100原則：螺母的性能等級(jí)不低于與其相配螺栓的性能等級(jí)原則：螺母的性能等級(jí)不低于與其相配螺栓的性能等級(jí)5-7 5-7 螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力材料選取原則：材料選取原則：常用材料為低碳鋼和中碳鋼，如常用材料為低碳鋼和中碳鋼，如Q215、Q235、15、35、45等；等；受變載荷、沖擊等重要連接可用合金鋼受變載荷、沖擊等重要連接可用合金鋼,如如20Cr、40Cr、30CrMnSi等；等；8.8級(jí)或以上的碳素鋼或碳素合金鋼須經(jīng)淬火并回火處理。級(jí)或以上的碳素鋼或碳素合金鋼須經(jīng)淬火并回火處

23、理。5-7 5-7 螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力Ss二、螺紋連接件的許用應(yīng)力二、螺紋連接件的許用應(yīng)力許用拉應(yīng)力：許用拉應(yīng)力：Ss許用切應(yīng)力：許用切應(yīng)力：許用擠許用擠壓應(yīng)力：壓應(yīng)力：鋼：鋼：PspSPBpS鑄鐵：鑄鐵：5-8 5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施提高螺紋連接強(qiáng)度的措施一、降低影響螺栓疲勞的應(yīng)力幅一、降低影響螺栓疲勞的應(yīng)力幅 FCCCFmbbC Cb b ，C Cm m同時(shí)適當(dāng)增加同時(shí)適當(dāng)增加F F0 0，以保證以保證F F1 1不變不變FFFFF102 a. a.采用柔性螺栓采用柔性螺栓 b. b.在螺母下裝彈性元件在螺母下裝彈性元件1) 1)減少螺栓剛度減少螺

24、栓剛度5-8 5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施提高螺紋連接強(qiáng)度的措施2) 2)增大被連接件剛度增大被連接件剛度 采用剛性較大墊片采用剛性較大墊片 a. a.金屬墊片金屬墊片 b. b.密封環(huán)密封環(huán)5-8 5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施提高螺紋連接強(qiáng)度的措施5-8 5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施提高螺紋連接強(qiáng)度的措施Q二、改善螺紋牙間載荷分布不均狀況二、改善螺紋牙間載荷分布不均狀況螺栓和螺母剛度和變形性質(zhì)不同，各圈螺紋牙上受力不均。螺栓和螺母剛度和變形性質(zhì)不同，各圈螺紋牙上受力不均。措施：措施：盡可能將螺母制成受拉伸的結(jié)構(gòu)盡可能將螺母制成受拉伸的結(jié)構(gòu)Tu6-14.avi內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母環(huán)槽螺母環(huán)槽

25、螺母懸置螺母懸置螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母5-8 5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施提高螺紋連接強(qiáng)度的措施5-8 5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施提高螺紋連接強(qiáng)度的措施三、減小應(yīng)力集中的影響三、減小應(yīng)力集中的影響a）加大過(guò)渡處圓角b）卸載槽c）卸載過(guò)渡結(jié)構(gòu)5-8 5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施提高螺紋連接強(qiáng)度的措施四、采用合理的制造工藝方法四、采用合理的制造工藝方法5-8 5-8 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施提高螺紋連接強(qiáng)度的措施冷鐓螺栓頭、滾壓螺紋冷鐓螺栓頭、滾壓螺紋例題：例題：F=4800 N,h=340mm,b150mm，設(shè)計(jì)此螺栓組。設(shè)計(jì)此螺栓組。圖示結(jié)構(gòu)，z4，對(duì)稱布置軸向力：軸向力：N3677sin

26、FFh橫向力：橫向力：N3085cosFFv2）Fh作用下：作用下：N919zFFha解：1.螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.螺栓受力分析1）分解）分解F：FhFv3） Fv作用下：保證底板接合面不滑移作用下：保證底板接合面不滑移vshmbmFKFCCCzFf)(0P83 式5-31 FFFmbmCCC10FhFv由P76表5-5查得f=0.16，取 取Ks1.2，則各螺栓所需的預(yù)緊力為：2.0mbbCCCNFCCCfFKzFhvmbms6520)(10N7079N27962.0N6520max02FCCCFFmbb4） 螺栓所受總拉力F2：3.確定螺栓直徑選擇螺栓材料為Q235，性能等級(jí)為4.6由表5-8

27、查得s240MPa，由表5-10查得S1.5，MPa160Ss螺栓危險(xiǎn)截面的直徑為：mmmmFd6.81601416.370793.143.1421按粗牙螺紋標(biāo)準(zhǔn)（按粗牙螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB19681），選用），選用d12mm（d110.106mm8.6mm)。4.校核螺栓所需預(yù)緊力是否合適對(duì)于碳素鋼螺栓：1S0A7 . 06 . 0F）（F06520N，0.6SA1=11550.8N滿足要求作業(yè)：作業(yè)：（課本）（課本）5-85-96-1 6-1 鍵連接鍵連接6-3 6-3 無(wú)鍵連接無(wú)鍵連接6-2 6-2 花鍵連接花鍵連接6-4 6-4 銷連接銷連接第六章鍵、花鍵、無(wú)鍵連接和銷連接第六章鍵、花鍵、無(wú)

28、鍵連接和銷連接 第六章鍵、花鍵、無(wú)鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接第六章鍵、花鍵、無(wú)鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接 本章學(xué)習(xí)要求：本章學(xué)習(xí)要求： 了解鍵聯(lián)接的主要類型及應(yīng)用特點(diǎn)；了解鍵聯(lián)接的主要類型及應(yīng)用特點(diǎn)； 掌握鍵聯(lián)接的類型及尺寸的選擇方法，并能對(duì)平鍵聯(lián)掌握鍵聯(lián)接的類型及尺寸的選擇方法，并能對(duì)平鍵聯(lián)接進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算；接進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算； 了解花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用及其強(qiáng)度校核方法了解花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用及其強(qiáng)度校核方法 了解銷聯(lián)接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。了解銷聯(lián)接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。 6-1 6-1 鍵連接鍵連接1、功能：、功能：一、鍵連接的功能、分類結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用一、鍵連接的功能、分類結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用周向固定，并傳

29、遞轉(zhuǎn)矩周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩2、分類：、分類：軸、轂之間是否軸、轂之間是否楔緊楔緊 緊連接、松連接緊連接、松連接軸、轂之間是否有軸、轂之間是否有相對(duì)移動(dòng)相對(duì)移動(dòng) 靜連接、動(dòng)連接靜連接、動(dòng)連接平鍵連接、半圓鍵連接平鍵連接、半圓鍵連接楔鍵連接和切向鍵連接楔鍵連接和切向鍵連接鍵的鍵的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)6-1 6-1 鍵連接鍵連接工作原理：工作原理：兩側(cè)面為工兩側(cè)面為工作面，靠鍵與鍵槽側(cè)面作面，靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鍵的上表面與輪轂鍵槽底面間留有間隙，結(jié)鍵的上表面與輪轂鍵槽底面間留有間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，對(duì)中性好，不能承受軸向力。構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，對(duì)中性好，不能

30、承受軸向力。 平鍵連接平鍵連接應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛6-1 6-1 鍵連接鍵連接根據(jù)用途，平鍵又可分為根據(jù)用途，平鍵又可分為:導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵動(dòng)連接動(dòng)連接靜連接靜連接普通平鍵普通平鍵 滑鍵滑鍵動(dòng)連接動(dòng)連接6-1 6-1 鍵連接鍵連接 半圓鍵連接半圓鍵連接特點(diǎn)：特點(diǎn)：工藝性好，安裝方便，但鍵工藝性好，安裝方便，但鍵槽較深，對(duì)軸強(qiáng)度削弱大。槽較深，對(duì)軸強(qiáng)度削弱大。應(yīng)用：應(yīng)用：輕載靜連接，錐形軸端輕載靜連接，錐形軸端工作原理：工作原理：兩側(cè)面為工兩側(cè)面為工作面，靠鍵與鍵槽側(cè)面作面，靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。6-1 6-1 鍵連接鍵連接 楔鍵連接楔鍵連接工作原理：工作原理

31、：上下表面為工作面，上下表面為工作面，靠鍵與軸轂楔緊產(chǎn)生的摩擦力靠鍵與軸轂楔緊產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩。傳遞轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)：特點(diǎn)：可傳遞單向軸向力，受沖擊和振動(dòng)時(shí)可傳遞單向軸向力，受沖擊和振動(dòng)時(shí)可保證連接的可靠性，缺點(diǎn)是軸與輪轂的配可保證連接的可靠性，缺點(diǎn)是軸與輪轂的配合會(huì)產(chǎn)生偏心。合會(huì)產(chǎn)生偏心。應(yīng)用：應(yīng)用：用于轂類零件的定心精度要求不高和用于轂類零件的定心精度要求不高和低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。6-1 6-1 鍵連接鍵連接切向鍵連接切向鍵連接工作原理：工作原理：楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩窄面為楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩窄面為工作面，靠工作面的擠壓和鍵與軸轂楔緊產(chǎn)生摩擦工作面，靠工作面的擠壓和鍵

32、與軸轂楔緊產(chǎn)生摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩。傳遞轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用：應(yīng)用：載荷很大載荷很大,對(duì)中要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合對(duì)中要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合,常用于常用于直徑大于直徑大于100mm的軸上。的軸上。特點(diǎn)特點(diǎn) :由兩個(gè)斜度為由兩個(gè)斜度為1:100的楔鍵組成。一個(gè)切的楔鍵組成。一個(gè)切向鍵只能傳遞一個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，向鍵只能傳遞一個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，須用互成須用互成120130角的兩個(gè)鍵。角的兩個(gè)鍵。6-1 6-1 鍵連接鍵連接二、鍵的選擇和鍵強(qiáng)度計(jì)算二、鍵的選擇和鍵強(qiáng)度計(jì)算1、鍵的選擇、鍵的選擇按軸徑按軸徑d d查標(biāo)準(zhǔn)查標(biāo)準(zhǔn)等于或略短于輪轂寬度等于或略短于輪轂寬度類型選擇類型選擇：由結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求、工作條

33、件確定由結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求、工作條件確定尺寸選擇：尺寸選擇：鍵寬鍵寬b鍵高鍵高h(yuǎn)鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng)L6-1 6-1 鍵連接鍵連接2、強(qiáng)度計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式失效形式半圓鍵（靜）半圓鍵（靜）導(dǎo)向平鍵、滑導(dǎo)向平鍵、滑鍵（動(dòng)）鍵（動(dòng)）普通平鍵（靜）普通平鍵（靜）類型類型PP pp PP PPkldT3102 pkldTp3102 PPkldT3102pkldTklF1023p工作面被壓潰工作面被壓潰過(guò)度磨損過(guò)度磨損工作面被壓潰工作面被壓潰p、p為許用應(yīng)力與許用壓力6-1 6-1 鍵連接鍵連接三、鍵的材料和提高鍵連接強(qiáng)度的措施三、鍵的材料和提高鍵連接強(qiáng)度的措施1、采用雙鍵采用雙鍵、加大鍵長(zhǎng)，、加大鍵長(zhǎng)，L (1.61.8)d、采用花鍵連接、采用花鍵連接平鍵：周向平鍵：周向；半圓鍵：同一母線；半圓鍵：同一母線；楔鍵：周向楔鍵：周向考慮到兩個(gè)鍵的載荷分布不均勻性，考慮到兩個(gè)鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按在強(qiáng)度校核中可按1.5個(gè)鍵計(jì)算。個(gè)鍵計(jì)算。四、例題四、例題鍵的材料采用抗拉強(qiáng)度不小于鍵的材料采用抗拉強(qiáng)度不小于600MPa的鋼，常用的鋼，常用45鋼鋼提高鍵連接強(qiáng)度的措施：提高鍵連接強(qiáng)度的措施：6-2 6-2 花鍵連接花鍵連接一、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用一、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)