第10章 联接.ppt

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1、 1 总 论 2 螺纹联接 3 键 联 接基本要求基本要求:v了解螺纹联接的基本知识：类型、特性、标准、结构、了解螺纹联接的基本知识：类型、特性、标准、结构、应用场合及防松方法等应用场合及防松方法等v掌握螺栓联接强度计算方法掌握螺栓联接强度计算方法v了解键联接的主要类型及应用特点了解键联接的主要类型及应用特点v掌握平键联接强度校核计算方法掌握平键联接强度校核计算方法机械设计基础联接静联接静联接动联接动联接运动副运动副机械设计基础联接与动力与动力源组合源组合零件零件构件构件机构机构机器机器静联接静联接动联接动联接(运动副运动副)可拆联接：可拆联接：螺纹联接、键联接、销联接等螺纹联接、键联接、销联

2、接等不可拆联接不可拆联接：铆接、焊接、胶接等：铆接、焊接、胶接等联接联接10-1 螺纹的主要参数10-2 螺旋副力学特性10-3 机械制造常用螺纹10-4 螺纹联接件主要类型10-5 螺纹联接预紧和防松10-6 螺栓联接的强度计算10-7 螺栓材料和许用应力机械设计基础联接10-1 10-1 螺纹的主要参数螺纹的主要参数1 螺纹形成螺纹形成v螺旋线形成：螺旋线形成：倾斜线绕在圆柱体上倾斜线绕在圆柱体上形成的曲线形成的曲线v螺纹形成：螺纹形成：平面图形沿螺旋线形成平面图形沿螺旋线形成三角形、矩形、梯形、锯齿形、半圆形螺纹三角形、矩形、梯形、锯齿形、半圆形螺纹v螺旋线的数目螺旋线的数目(线数线数)

3、:单线、多线单线、多线机械设计基础联接v旋向旋向(螺旋线方向螺旋线方向)：常用右旋，特殊要求时用左旋常用右旋，特殊要求时用左旋v问题：问题：旋向判断旋向判断？v粗牙螺纹粗牙螺纹 一般联接一般联接v细牙螺纹细牙螺纹 d1大、强度大、自锁性好，常用于变载大、强度大、自锁性好，常用于变载 d2SP联接联接传动传动 螺纹旋向判断螺纹旋向判断v旋向旋向(螺旋线方向螺旋线方向)：常用右旋，特殊常用右旋，特殊要求时用左旋要求时用左旋v旋向判断旋向判断:(1)轴线垂直放，右边高轴线垂直放，右边高右旋右旋 左左边高边高左旋左旋机械设计基础联接v(2)右手右手旋，前进旋，前进右旋右旋v 左左手手旋，前进旋，前进左

4、旋左旋 d2 2 主要参数主要参数v大径大径d、D：最大直径最大直径公称直径公称直径v小径小径d1：外螺纹的危险剖面直径外螺纹的危险剖面直径v 强度直径强度直径v中径中径d2、D2：假想直径，牙型沟槽假想直径，牙型沟槽宽与牙的宽度相等宽与牙的宽度相等 计算直径计算直径v螺距螺距P：相邻两牙轴向距离相邻两牙轴向距离v导程导程S：同一条螺纹线的相邻两牙间同一条螺纹线的相邻两牙间的轴向距离，的轴向距离，S=nP机械设计基础联接v升角升角 ：螺纹与其轴线的垂直平面所成的夹角螺纹与其轴线的垂直平面所成的夹角v牙型角牙型角a a：螺纹两侧边的夹角螺纹两侧边的夹角d1D,dSP10-2 10-2 螺旋副力学

5、特性螺旋副力学特性v螺旋副作为一种空间运动副，其接触面为螺旋面螺旋副作为一种空间运动副，其接触面为螺旋面v螺纹在旋紧或松开过程中，螺纹之间相对移动螺纹在旋紧或松开过程中，螺纹之间相对移动v当螺杆和螺母之间受到轴向力当螺杆和螺母之间受到轴向力Q时，拧动螺杆或螺母，时，拧动螺杆或螺母，螺旋面间将产生摩擦力螺旋面间将产生摩擦力1 斜面摩擦斜面摩擦2 槽面摩擦槽面摩擦3 矩形螺纹矩形螺纹4 三角形螺纹三角形螺纹机械设计基础联接1 斜面摩擦斜面摩擦分析使滑块等速运动所需要的水平力分析使滑块等速运动所需要的水平力等速上升：等速上升：v平衡条件：平衡条件：v驱动力：驱动力：等速下滑：等速下滑：v平衡条件：平

6、衡条件：v维持力：维持力：自锁条件：自锁条件：v当当 r r时，时，F 0，原工作阻力，原工作阻力F反向作用，作为驱动力反向作用，作为驱动力时，滑块才能移动时，滑块才能移动v结论：结论：当当 r r 时，滑块自锁时，滑块自锁 FQR21+r v12QFN21F21v12FQ r rR21R21QF FN21F21rR21021 RQF)tan(r r QFr021 RQF)tan(r r QF机械设计基础联接2 槽面摩擦槽面摩擦力分析：力分析：v摩擦力：摩擦力：v当量摩擦角：当量摩擦角：2121fNF 12QN212N2122rvN212N212Q思考思考:与平面摩擦比较与平面摩擦比较？结论：

7、结论：槽面的摩擦力大于平面的摩擦力槽面的摩擦力大于平面的摩擦力 sin21QfF QfFv 21vvffr r tansin vvfarctan r r机械设计基础联接1 1 1 1Pv121R21N21F21Q3 矩形螺纹矩形螺纹v螺旋副（螺母与螺杆）的相对运动螺旋副（螺母与螺杆）的相对运动 滑块沿斜面运动滑块沿斜面运动v假设：假设：1)载荷分布在中线上载荷分布在中线上;2)单面产生摩擦力单面产生摩擦力v螺旋升角螺旋升角d2dd1 2d s=z pv12rR21nnF 22tandpzds 拧紧力拧紧力)tan(r r QF)tan(2222r r QddFM拧紧力矩拧紧力矩防松力防松力)t

8、an(r r QF)tan(2222r r QddFM防松力矩防松力矩自锁条件自锁条件0)tan(r r QF r r效率效率)tan(/tan/r r drWW机械设计基础联接4 三角三角形螺纹形螺纹v反力反力v摩擦力摩擦力v当量摩擦角当量摩擦角N/2N/2NN 900-900-QffQfNFvf cos2QN cos2 r rcosarctanarctanffvv 机械设计基础联接v拧紧力拧紧力v拧紧力矩拧紧力矩)tan(22vQddFMr r )tan(vQFr r )tan(2222vQddFMr r )tan(vQFr r v防松力防松力v防松力矩防松力矩三角三角形螺纹形螺纹（续）（

9、续）v效效 率率v自锁条件自锁条件N/2N/2NN 900-900-0)tan(vQFr r r rv)tan(/tan/vdrWWr r v思考：思考：1.矩形螺纹和三角螺纹哪一种效率高，宜用于传动矩形螺纹和三角螺纹哪一种效率高，宜用于传动？2.矩形螺纹和三角螺纹哪一种易自锁，宜用于联接矩形螺纹和三角螺纹哪一种易自锁，宜用于联接？机械设计基础联接10-310-3机械制造常用螺纹机械制造常用螺纹1.三角形螺纹三角形螺纹 (M)v普通螺纹普通螺纹:60，f 大，易自锁大，易自锁 粗牙粗牙:牙高牙高,d1小小,大大细牙细牙:牙浅牙浅,d1大大,小小,更易自锁更易自锁v管螺纹管螺纹:55，紧密，紧密

10、,无径向间隙无径向间隙2.梯形螺纹梯形螺纹(Tr)：30、153.锯齿形螺纹锯齿形螺纹(S)：33、工工34.矩形螺纹矩形螺纹 ：联接螺纹：联接螺纹：普通三角螺纹、锥螺纹、管螺纹普通三角螺纹、锥螺纹、管螺纹(英制英制)（小，单线，自锁好）小，单线，自锁好）传动螺纹：传动螺纹：矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹（小、小、大，多线，效率高）大，多线，效率高）机械设计基础联接10-4 10-4 螺纹联接件主要类型螺纹联接件主要类型1 标准螺纹联接件标准螺纹联接件v螺栓螺栓普通螺栓普通螺栓 铰制孔螺栓铰制孔螺栓v双头螺栓双头螺栓v螺钉螺钉联接螺钉联接螺钉紧定螺钉、自攻螺钉紧定螺钉

11、、自攻螺钉v螺母螺母：六角螺母、圆螺母：六角螺母、圆螺母v垫圈垫圈：平垫圈、斜垫圈：平垫圈、斜垫圈螺纹联接件通过组合形成螺纹联接螺纹联接件通过组合形成螺纹联接机械设计基础联接2 螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型v螺栓联接螺栓联接普通螺栓联接普通螺栓联接铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接v双头螺栓联接双头螺栓联接v螺钉联接螺钉联接螺钉联接螺钉联接紧定螺钉紧定螺钉、自攻螺钉联接、自攻螺钉联接v其它联接其它联接：地脚螺栓、吊环螺钉：地脚螺栓、吊环螺钉v螺纹联接类型主要根据受力、结构形式、螺纹联接类型主要根据受力、结构形式、装拆要求等进行选择装拆要求等进行选择机械设计基础联接螺栓联接螺栓联接普通螺栓联接

12、普通螺栓联接v特点：特点：孔与杆间有间隙、被联接孔与杆间有间隙、被联接件上无需切制螺纹、装拆方便件上无需切制螺纹、装拆方便v适用场合：适用场合：经常装拆的一般场合经常装拆的一般场合铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接v特点：特点：孔与杆间无间隙、被联接孔与杆间无间隙、被联接件上无需切制螺纹、装拆方便件上无需切制螺纹、装拆方便v适用场合：适用场合：承受横向载荷的场合承受横向载荷的场合机械设计基础联接双头螺栓、螺钉联接双头螺栓、螺钉联接双头螺栓联接双头螺栓联接v特点：特点：孔与杆间有间隙、被联接孔与杆间有间隙、被联接件上无需切制螺纹、装拆方便件上无需切制螺纹、装拆方便v适用场合：适用场合：用于被联接件之一

13、较用于被联接件之一较厚、经常装拆的场合厚、经常装拆的场合螺钉联接螺钉联接v特点：特点：孔与杆间无间隙、被联接孔与杆间无间隙、被联接件上无需切制螺纹、装拆方便件上无需切制螺纹、装拆方便v适用场合：适用场合：被联接件之一较厚，被联接件之一较厚，且不常装拆的场合且不常装拆的场合机械设计基础联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接适用场合：适用场合：v多用于轴上零件的固定，多用于轴上零件的固定，传递较小的力传递较小的力v锥端螺钉联接锥端螺钉联接v平端螺钉联接平端螺钉联接v圆柱端螺钉联接圆柱端螺钉联接机械设计基础联接其他联接其他联接v地脚螺栓联接、地脚螺栓联接、吊环螺栓联接吊环螺栓联接、T形槽螺栓联接形槽螺栓联接机

14、械设计基础联接10-5 10-5 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松v问题：问题：v为什么要防松？防松的原理？防松零件的装配方法？为什么要防松？防松的原理？防松零件的装配方法？v静载荷：静载荷：r rv(自锁自锁)+预紧后摩擦力预紧后摩擦力防止松动防止松动v动载荷：动载荷：摩擦力减小、消失摩擦力减小、消失不可靠不可靠v螺纹联接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动螺纹联接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动v螺纹联接防松的方法按工作原理可分为螺纹联接防松的方法按工作原理可分为:1 摩擦防松摩擦防松2 机械防松机械防松3 其它：其它：破坏螺纹副关系（铆冲、粘接、焊接）破坏螺纹副关系（铆冲、粘接、

15、焊接）机械设计基础联接1 摩擦防松摩擦防松v使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩转动的摩擦阻力矩v弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母对顶螺母(双螺母双螺母)防松防松机械设计基础联接对顶螺母防松对顶螺母防松v使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩转动的摩擦阻力矩v对顶螺母防松对顶螺母防松机械设计基础联接2 机械防松机械防松v用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了

16、它们之间相对转动的可能性转动的可能性v开口销、开口销、止动垫圈止动垫圈、串联钢丝串联钢丝防松防松机械设计基础联接螺栓螺栓开槽螺母开槽螺母开口销开口销装配图装配图止动垫圈止动垫圈防松防松v用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性转动的可能性机械设计基础联接串联钢丝防松串联钢丝防松机械设计基础联接正确错误v用机械装用机械装置把螺母置把螺母和螺栓联和螺栓联成一体，成一体，消除了它消除了它们之间相们之间相对转动的对转动的可能性可能性3 其它：其它：破坏螺纹副关系破坏螺纹副关系v焊接焊接v铆冲铆冲机械设计基础联接4 螺纹联接的拧紧力矩螺纹联接的拧紧力矩v目的：目的：防止松动防止松动提高可靠性、强提高可靠性、强度、紧密性度、紧密性v螺母拧紧时螺母拧紧时预紧力预紧力Fav拧紧阻力矩拧紧阻力矩 T 的大小：的大小：？v螺旋副间的摩擦力矩螺旋副间的摩擦力矩 T1：v螺母与支承面间摩擦力矩螺母与支承面间摩擦力矩 T2：机械设计基础联接螺栓螺栓预紧拉力预紧拉力F Fa a被联接件被联接件预紧压力预紧压力F Fa av施加在扳手上的力施加