機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課件 項目九 機(jī)械連接

項目九：機(jī)械連接機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)CONTENTS目錄任務(wù)一螺紋連接任務(wù)二軸轂連接3一、螺紋的類型、主要參數(shù)與代號標(biāo)注任務(wù)一螺紋連接

1、螺紋連接的類型：

1）在外圓柱面上形成的螺紋稱為外螺紋，在內(nèi)圓柱面上形成的螺紋稱為內(nèi)螺紋。

2）螺紋按旋向可分為右旋螺紋和左旋螺紋，常用螺紋是右旋螺紋。

3）螺紋按螺紋線數(shù)可分為單線螺紋、雙線螺紋和多線螺紋。

4）按照牙型的不同，螺紋可分為普通螺紋（又稱為三角形螺紋）、管螺紋（牙型為等腰三角形）、米制錐螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。任務(wù)一螺紋連接外螺紋、內(nèi)螺紋1、將螺紋軸線豎直放置，螺旋線自左向右逐漸升高的是右旋螺紋。反之也成立。2、從端部沿軸線看去，當(dāng)螺紋順時針方向旋轉(zhuǎn)為旋進(jìn)時，此螺紋為右旋螺紋。左旋右旋旋向判斷方法任務(wù)一螺紋連接任務(wù)一螺紋連接雙線螺紋單線螺紋螺紋線數(shù)任務(wù)一螺紋連接梯形螺紋結(jié)構(gòu)：牙形角＝特點：效率較高、牙根強度較大、工藝性好應(yīng)用：用于傳動

矩形螺紋結(jié)構(gòu)：牙形角＝性能：效率較高、牙根強度小、工藝性差應(yīng)用：用于傳動

矩齒形螺紋結(jié)構(gòu)：工作面的牙型斜角為3°

非工作面的牙型斜角為30°性能：效率較高、牙根強度較大、工藝性好應(yīng)用：用于單向傳動

管螺紋結(jié)構(gòu)：牙形角＝性能：自鎖性好,牙根強度高，工藝性好應(yīng)用：用于聯(lián)接

三角形螺紋結(jié)構(gòu)：牙形角＝特點：聯(lián)接緊密，內(nèi)外螺紋無間隙應(yīng)用：密封性要求較高的場合

不同螺紋牙型的特點及應(yīng)用任務(wù)一螺紋連接一、螺紋的類型、主要參數(shù)與代號標(biāo)注2、螺紋的主要參數(shù)1）大徑（外徑）d（D）—與外（內(nèi)）螺紋牙頂(底）相重合的假想圓柱體直徑，亦稱公稱直徑。2）小徑（內(nèi)徑）d1(D1)—與外螺紋牙底相重合的假想圓柱體直徑。3）中徑d2—假想圓柱面的直徑，該圓柱的母線上牙形溝槽和凸起寬度相等。4）螺距P—相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。任務(wù)一螺紋連接5）導(dǎo)程（S）—

同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上的對應(yīng)兩點間的軸向距離。6）線數(shù)n—螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n≤4。螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：S=nP7）螺旋升角ψ—中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面的夾角。tgψ

=nP/πd28）牙型角α—軸向截平面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間夾角稱為牙側(cè)角（牙型斜角）β。對稱牙側(cè)角β＝α/2一、螺紋的類型、主要參數(shù)與代號標(biāo)注2、螺紋的主要參數(shù)任務(wù)一螺紋連接一、螺紋的類型、主要參數(shù)與代號標(biāo)注3、螺紋的代號標(biāo)注

（1）普通螺紋的代號由螺紋代號M、公稱直徑、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成①細(xì)牙螺紋的每一個公稱直徑對應(yīng)著數(shù)個螺距，因此必須標(biāo)出螺距值，而粗牙普通螺紋不標(biāo)螺距；②當(dāng)螺紋為左旋時，在螺紋代號之后加“LH”字、右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號；③旋合長度有長旋合長度L、中等旋合長度N和短旋合長度S三種，中等旋合長度N不標(biāo)注；④公差帶代號中，前者為中徑公差帶代號，后者為頂徑公差代號，兩者一致時則只標(biāo)注一個公差帶代號，內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母；⑤內(nèi)、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內(nèi)螺紋公差帶代號，后者為外螺紋公差帶代號，中間用“/”分開。任務(wù)一螺紋連接一、螺紋的類型、主要參數(shù)與代號標(biāo)注3、螺紋的代號標(biāo)注（2）梯形螺紋代號，梯形螺紋代號由特征代號Tr、公稱直徑、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成。其中，需要注意的事項如下：①單線螺紋只標(biāo)注螺距，多線螺紋標(biāo)注螺距和導(dǎo)程；②右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號，左旋螺紋用LH表示；③旋合長度有長旋合長度L、中等旋合長度N兩種，中等旋合長度N不標(biāo)注；④公差帶代號中，螺紋只標(biāo)注中徑公差帶代號。內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母；⑤內(nèi)、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內(nèi)螺紋公差帶代號，后者為外螺紋公差帶代號，中間用“/”分開。任務(wù)一螺紋連接一、螺紋的類型、主要參數(shù)與代號標(biāo)注3、螺紋的代號標(biāo)注任務(wù)一螺紋連接一、螺紋的類型、主要參數(shù)與代號標(biāo)注3、螺紋的代號標(biāo)注二、螺紋連接的基本類型及螺紋連接件任務(wù)一螺紋連接螺紋連接的主要類型有螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接和緊定螺釘連接。1．螺栓連接鉸制孔螺栓連接普通螺栓連接二、螺紋連接的基本類型及螺紋連接件任務(wù)一螺紋連接2、螺釘連接二、螺紋連接的基本類型及螺紋連接件任務(wù)一螺紋連接3、雙頭螺柱連接二、螺紋連接的基本類型及螺紋連接件任務(wù)一螺紋連接4、緊定螺釘連接5、螺紋連接件二、螺紋連接的基本類型及螺紋連接件任務(wù)一螺紋連接三、螺紋連接的預(yù)緊與防松任務(wù)一螺紋連接1.螺紋聯(lián)接的預(yù)緊(1)預(yù)緊力的大小取決于螺母的擰緊程度，亦即所施加的扳手力矩的大小。(2)預(yù)緊的目的是為了提高聯(lián)接的可靠性、緊密性和防松能力。定力矩扳手測力矩扳手工程上常采用測力矩扳手或定力矩扳手來控制預(yù)緊力的大小。任務(wù)一螺紋連接

防松的目的：實際工作中，外載荷有振動、變化、材料高溫蠕變等會造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失，摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接松動，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會松馳而失效。因此，必須進(jìn)行防松，否則會影響正常工作，造成事故2、螺紋連接的防松防松原理：消除（或限制）螺紋副之間的相對運動，或增大相對運動的難度。任務(wù)一螺紋連接特點：結(jié)構(gòu)簡單，防松可靠，可多次裝卸而不降低防松性能。自鎖螺母防松對頂螺母防松彈簧墊圈防松特點：結(jié)構(gòu)簡單，適用于平穩(wěn)、低速和重載的固定裝置的連接。特點：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但在振動沖擊載荷作用下，防松效果較差，一般用于不太重要的連接。螺紋連接的防松方法摩擦力防松任務(wù)一螺紋連接特點：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，防松可靠。特點：適用于有較大沖擊、振動的高速機(jī)械中運動部件的連接。開口銷與六角開槽螺母止動墊圈螺紋連接的防松方法摩擦力防松機(jī)械元件防松任務(wù)一螺紋連接特點：適用于螺釘組連接，但是拆卸不方便。串聯(lián)鋼絲防松螺紋連接的防松方法摩擦力防松機(jī)械元件防松任務(wù)一螺紋連接螺紋連接的防松方法摩擦力防松機(jī)械元件防松破壞螺紋副關(guān)系防松焊接法沖點法粘接法不可拆連接四、螺紋連接的強度計算任務(wù)一螺紋連接

1.普通螺栓聯(lián)接的強度計算（1）松聯(lián)接：松聯(lián)接在裝配時不需要把螺母擰緊，在承受工作載荷之前螺栓并不受力，拉伸強度條件為：

（2）緊聯(lián)接

1）只受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接螺栓危險截面上的拉伸應(yīng)力為：

螺栓危險截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為：四、螺紋連接的強度計算任務(wù)一螺紋連接

當(dāng)量應(yīng)力為：

因此，螺栓螺紋部分的強度條件為：即設(shè)計公式為：任務(wù)一螺紋連接

2）承受橫向外載荷的緊螺栓聯(lián)接

受橫向外載荷的普通螺栓聯(lián)接任務(wù)一螺紋連接當(dāng)時當(dāng)承受橫向外載荷時，要使聯(lián)接不發(fā)生滑動，螺栓上要承受7倍于橫向外載荷的預(yù)緊力，這樣設(shè)計出的螺栓結(jié)構(gòu)笨重、尺寸大、不經(jīng)濟(jì)，尤其在沖擊、振動載荷的作用下聯(lián)接更為不可靠，因此應(yīng)設(shè)法避免這種結(jié)構(gòu)，采用新結(jié)構(gòu)。任務(wù)一螺紋連接

3）承受軸向靜載荷的緊螺栓聯(lián)接螺栓的強度校核公式為：螺栓的強度計算公式為：任務(wù)一螺紋連接

2.鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強度計算螺栓桿與孔壁的抗擠壓強度條件為：螺栓桿的抗剪強度條件為：任務(wù)一螺紋連接五、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)一螺紋連接

1、接合面應(yīng)盡量設(shè)計成軸對稱的幾何形狀，盡量對稱布置螺栓，使螺栓組的幾何中心與接合面的形心重合。這樣便于加工和裝配，接合面受力也比較均勻。2、當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩和扭矩時，應(yīng)將螺栓盡可能地布置在靠近接合面邊緣，以減少螺栓中的載荷。如果普通螺栓聯(lián)接受到較大的橫向載荷，則可用套筒、鍵、銷等零件來分擔(dān)橫向載荷，以減小螺栓的預(yù)緊力和結(jié)構(gòu)尺寸。受橫向載荷的減載裝置a）減載銷b）減載套筒c）減載鍵任務(wù)一螺紋連接3、螺紋聯(lián)接的數(shù)目盡量取偶數(shù)，以便于分度劃線。4、螺栓布置要有合理的距離。在布置螺栓時，螺栓中心線與機(jī)體壁之間、螺栓與螺栓之間的相互距離，要根據(jù)扳手活動所需的空間大小來確定。扳手空間任務(wù)一螺紋連接5、為了安裝方便，同一組螺栓中不論其受力大小，均采用同樣的材料和尺寸。6、避免承受附加彎曲應(yīng)力。引起附加彎曲應(yīng)力的因素很多，除因制造、安裝上的誤差及被聯(lián)接件的變形等因素外，螺栓、螺母支承面不平或傾斜，都可能引起附加彎曲應(yīng)力。為此，采用斜墊圈（見圖a）；球面墊圈（見圖b）；凸臺（見圖c）；凹坑（見圖d）等結(jié)構(gòu)。a）b）c）d）任務(wù)一螺紋連接一、鍵聯(lián)接

鍵聯(lián)接通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定和軸向移動。鍵聯(lián)接的主要類型有平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接、切向鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接等。任務(wù)二軸轂連接

1.平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接分為普通平鍵聯(lián)接、導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接3種。（1）普通平鍵聯(lián)接

任務(wù)二軸轂連接

（2）導(dǎo)向平鍵聯(lián)接（3）滑鍵聯(lián)接任務(wù)二軸轂連接

2.半圓鍵聯(lián)接

3.楔鍵聯(lián)接

任務(wù)二軸轂連接

4.切向鍵聯(lián)接

5.花鍵聯(lián)接任務(wù)二軸轂連接1.銷聯(lián)接常用的銷聯(lián)接有圓柱銷、圓錐銷和異型銷3類定位銷和聯(lián)接銷安全銷1－聯(lián)接圓錐銷2－定位圓柱銷二、其他軸轂聯(lián)接任務(wù)二軸轂連接開口銷及其應(yīng)用a）開口銷b）開口銷應(yīng)用實例a）b）任務(wù)二軸轂連接2.成型聯(lián)接成型聯(lián)接是利用非圓剖面的軸與相應(yīng)輪轂所構(gòu)成的軸轂聯(lián)接。任務(wù)二軸轂連接3.過盈配合

過盈配合聯(lián)接是利用材料