第9章連接課件

1、第第9章章 連連 接接本章內容本章內容9.1 9.1 螺紋概述螺紋概述9.2 9.2 螺紋副的受力、效率與自鎖螺紋副的受力、效率與自鎖9.3 9.3 常用螺紋的基本類型和特點常用螺紋的基本類型和特點9.4 9.4 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件螺紋連接的基本類型和螺紋連接件9.5 9.5 螺紋連接的預緊和放松螺紋連接的預緊和放松9.6 9.6 螺紋連接的強度計算螺紋連接的強度計算9.7 9.7 螺紋的材料和許用應力螺紋的材料和許用應力9.8 9.8 提高螺紋連接強度的措施提高螺紋連接強度的措施9.9 9.9 鍵連接和銷連接鍵連接和銷連接本章重點、難點第第9 9章章 連接連接重點：重點： 1.

2、螺紋連接的基本知識（類型、結構、標準、應用場合及螺紋連接的基本知識（類型、結構、標準、應用場合及有關的防松方法）；有關的防松方法）； 2. 鍵連接的類型、結構、特點；鍵連接的類型、結構、特點； 3. 鍵的主要失效形式及強度計算。鍵的主要失效形式及強度計算。難點：難點： 1. 螺紋連接的強度計算。螺紋連接的強度計算?？刹疬B接：可拆連接：不須毀壞連接中的任何一個零件就不須毀壞連接中的任何一個零件就可拆開的連接。例如：螺紋連接、銷連接、鍵可拆開的連接。例如：螺紋連接、銷連接、鍵連接。連接。不可拆連接：不可拆連接：至少毀壞連接中的一部分才能拆開至少毀壞連接中的一部分才能拆開的連接。例如：鉚接、焊接、粘

3、接等。的連接。例如：鉚接、焊接、粘接等。連接：連接：被連接件與連接件的組合被連接件與連接件的組合第第9 9章章 連接連接第第9 9章章 連接連接9.19.1 螺紋概述螺紋概述P右旋、單頭螺旋線右旋、單頭螺旋線一一、概述概述1. 1. 螺紋的形成螺紋的形成 （1 1）螺旋線的形成：將一傾斜的直線）螺旋線的形成：將一傾斜的直線繞在圓柱體上便形成一條螺旋線。繞在圓柱體上便形成一條螺旋線。第第9 9章章 連接連接P第第9 9章章 連接連接右旋、雙頭右旋、雙頭螺旋線螺旋線第第9 9章章 連接連接右旋單線三角螺紋的形成右旋單線三角螺紋的形成右旋雙線三角螺紋的形成右旋雙線三角螺紋的形成右旋雙線矩形螺紋的形成

4、右旋雙線矩形螺紋的形成左旋雙線矩形螺紋的形成左旋雙線矩形螺紋的形成1. 1. 螺紋的形成螺紋的形成（2 2）螺紋的形成：）螺紋的形成： 取一平面讓它沿著螺取一平面讓它沿著螺旋線運動，運動時保持此圖形通過圓旋線運動，運動時保持此圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。柱體的軸線，就得到螺紋。第第9 9章章 連接連接2. 2. 螺紋的牙型螺紋的牙型矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋1530330潘存云教授研制潘存云教授研制第第9 9章章 連接連接3.3.螺紋的旋向螺紋的旋向: : (1) (1) 右旋右旋( (常用常用); ); (2)(2)左旋左旋( (特殊要求用

5、特殊要求用) )。4.4.螺紋的線數螺紋的線數: : (1) (1) 單線單線; ; (2) (2) 多線。多線。第第9 9章章 連接連接按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數分按螺旋線的根數分按回轉體的內外表面分按回轉體的內外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋5. 5. 螺紋的分類螺紋的分類第第9 9章章 連接連接按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數分按螺旋線的根數分按回轉體的內外表面分按回轉

6、體的內外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋第第9 9章章 連接連接按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數分按螺旋線的根數分 按回轉體的內外表面分按回轉體的內外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋一般一般: n 4雙線螺紋雙線螺紋單線螺紋單線螺紋PSS = 2PP

7、SPS =Pn線螺紋線螺紋: S = n P第第9 9章章 連接連接按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數分按螺旋線的根數分 按回轉體的內外表面分按回轉體的內外表面分 按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內螺紋內螺紋螺紋副螺紋副第第9 9章章 連接連接外螺紋外螺紋內螺紋內螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制第第9 9章章 連接連接按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的

8、旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數分按螺旋線的根數分 按回轉體的內外表面分按回轉體的內外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內螺紋內螺紋連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋螺旋傳動螺旋傳動第第9 9章章 連接連接連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制第第9 9章章 連接連接按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的根數分按螺旋線的根數分 按回轉體的內外表面分按回轉體

9、的內外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內螺紋內螺紋聯接螺紋聯接螺紋傳動螺紋傳動螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋第第9 9章章 連接連接圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制管螺紋管螺紋第第9 9章章 連接連接(3)中徑中徑d2: 也是一個假想圓柱的也是一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。和凸起寬度相等。d1d2d(1)大徑大徑d ：與外螺紋牙頂：與

10、外螺紋牙頂(或或內螺紋牙底內螺紋牙底)相重合的假想圓相重合的假想圓柱體的直徑。柱體的直徑。(2) 小徑小徑 d1 ：與外螺紋牙底與外螺紋牙底(或內螺紋牙頂或內螺紋牙頂)相重合的假相重合的假想圓柱體的直徑。想圓柱體的直徑。(4) 螺距螺距P: 相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。二、螺紋的主要幾何參數二、螺紋的主要幾何參數SPP/2P/2(5) 導程導程S： 同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。軸向距離。S = nP第第9 9章章 連接連接(6) 螺紋升角螺紋升角 ： 中徑中徑d2圓柱上，圓柱上

11、，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。線的平面的夾角。 (7)牙型角牙型角：軸向截面內螺紋牙型相鄰兩：軸向截面內螺紋牙型相鄰兩側邊的夾角。側邊的夾角。tan=d2 nP 牙側角牙側角 ：牙型側邊與螺紋軸線的垂線的：牙型側邊與螺紋軸線的垂線的夾角。夾角。d2S = = /2/2第第9 9章章 連接連接 普通螺紋（牙型為等邊三角形，牙型角普通螺紋（牙型為等邊三角形，牙型角=60）以大徑）以大徑d為為公稱直徑，同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的稱公稱直徑，同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余的統(tǒng)稱為細牙螺紋。為粗牙螺紋，其余的統(tǒng)稱為細牙

12、螺紋。60粗牙螺紋應用最廣粗牙螺紋應用最廣細牙螺紋的優(yōu)點：升角小、小徑大、自鎖性好、強度高。細牙螺紋的優(yōu)點：升角小、小徑大、自鎖性好、強度高。細牙螺紋的缺點：不耐磨易滑扣。細牙螺紋的缺點：不耐磨易滑扣。細牙螺紋的應用：薄壁零件、受動載荷的連接和微調機構。細牙螺紋的應用：薄壁零件、受動載荷的連接和微調機構。Pd粗牙粗牙dP細牙細牙dP細牙細牙第第9 9章章 連接連接梯形梯形螺紋：螺紋：梯梯 形形鋸齒形鋸齒形30330鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋:常用于傳動常用于傳動= 15= 3 粗牙普通螺紋、細牙普通螺紋和梯形螺紋的基粗牙普通螺紋、細牙普通螺紋和梯形螺紋的基本尺寸見后續(xù)各表（或查閱相關機械設計手冊）。

13、本尺寸見后續(xù)各表（或查閱相關機械設計手冊）。螺紋的基本尺寸：螺紋的基本尺寸：15第第9 9章章 連接連接直徑與螺距、粗牙普通螺紋基本尺寸直徑與螺距、粗牙普通螺紋基本尺寸 mmH=0.866P d2=d-0.6495P d1=d-1.0825PD1、d1-內、外螺紋小徑內、外螺紋小徑 D2、d2-內、外螺紋中徑內、外螺紋中徑 D、d -內、外螺紋大徑內、外螺紋大徑 P-螺距螺距 標記示例：標記示例：M24(粗牙普通螺紋，直徑粗牙普通螺紋，直徑24，螺距，螺距3) M241.5(細牙普通螺紋細牙普通螺紋,直徑直徑24,螺距螺距1.5) PP/8H/8HH/4D dD2 d2 D1 d1 P/2P/

14、430 60 90 dd2d1P用螺紋密封的管用螺紋密封的管螺紋螺紋普通細牙普通細牙螺紋螺紋管管螺紋螺紋非螺紋密封管非螺紋密封管螺紋（圓柱管壁螺紋（圓柱管壁 = 55）用螺紋密封管用螺紋密封管螺紋（圓錐管壁螺紋（圓錐管壁 = 55）60圓錐管圓錐管螺紋（圓錐管壁螺紋（圓錐管壁 = 60，米制），米制）公稱直徑公稱直徑-管子的公稱通徑。管子的公稱通徑。強調與普通螺紋不同55 55 非螺紋密封的管非螺紋密封的管螺紋螺紋dd2d1P2第第9 9章章 連接連接9.29.2 螺旋副的受力、螺旋副的受力、效率與自鎖效率與自鎖第第9 9章章 連接連接一、矩形螺紋一、矩形螺紋T2aF2aFFaFF傳動螺紋傳動

15、螺紋F相當于力矩T加在螺母上的水平驅動力第第9 9章章 連接連接r2RTFaF表示置于螺桿螺紋上的螺母力矩M相當于加在螺母上的水平驅動力表示矩形螺桿T=Fr2使螺母上升的外加力矩F=T/r2第第9 9章章 連接連接r2TFaRF第第9 9章章 連接連接r2TFaRF第第9 9章章 連接連接r2TFaRF第第9 9章章 連接連接r2TFaRF第第9 9章章 連接連接r2TFaRF第第9 9章章 連接連接r2TFaRF第第9 9章章 連接連接r2TFaRF第第9 9章章 連接連接r2RTFFa相當于滑塊在斜面上運動第第9 9章章 連接連接 1.1.螺母上升螺母上升 FFaFnFRfFn + （1

16、1）受力分析）受力分析FFaFR 滑塊上升Fa為阻力滑塊上升F為驅動力Fn為法向反力第第9 9章章 連接連接fFfFFFnnnftanfarctan)tan(a FF2)(tan2T2a2dFdF效率：效率：輸入功：輸入功： 輸出功：輸出功：（2 2）效率）效率第第9 9章章 連接連接TW21SFWa2)(d)(FdFTSFWWatantan2tan2tan222aa12 2螺母下降螺母下降FFa FfFRFn - FRFFa（1）受力分析）受力分析 FFaFnFRFf + FFaFR 滑塊下降Fa為驅動力滑塊下降F為阻力第第9 9章章 連接連接)-(tanaFF 2螺母下降螺母下降FFa F

17、fFRFn - FRFFa（2）自鎖條件）自鎖條件0F時，自鎖：在軸向力作用下自鎖：在軸向力作用下, ,螺旋副不會自動松脫的現象。螺旋副不會自動松脫的現象。自鎖條件：自鎖條件：第第9 9章章 連接連接)-(tanaFF )-(tan2d2aFT 二、非矩形螺紋二、非矩形螺紋 ( 0) 非矩形螺紋副包括三角形、梯形、非矩形螺紋副包括三角形、梯形、鋸齒形。鋸齒形。第第9 9章章 連接連接2aF2aF設設 0：Fn FaFf f Fa22naFF22naFF FFaFnFRFf （略去螺紋升角的影響）（略去螺紋升角的影響）第第9 9章章 連接連接22cosnaFFFn Fa/cos Ff f Fa/

18、cos 2aF 2aF2aF2aF22naFF22naFFFn FaFf f Fa第第9 9章章 連接連接22cosnaFFFn Fa/cos Ff f Fa/cos 2aF 2aFFn FaFf f Fa當量摩擦系數 第第9 9章章 連接連接aFfFcosfafFfFtancosff arctanf 由于由于 總大于總大于摩擦角摩擦角，故，故三角三角形螺紋的摩擦最大、效率最低，易于形螺紋的摩擦最大、效率最低，易于發(fā)生自鎖。發(fā)生自鎖。 arctan (f/cos )第第9 9章章 連接連接u 當滑塊沿非矩形螺紋當滑塊沿非矩形螺紋等速上升等速上升時，時，水平推力：水平推力： 驅動力矩：驅動力矩：

19、 tanaFFtan2222dFdFTau 當滑塊沿非矩形螺紋當滑塊沿非矩形螺紋等速下滑等速下滑時，時，水平推力：水平推力： tanaFFtan2222dFdFTa驅動力矩：驅動力矩： 第第9 9章章 連接連接自鎖條件：自鎖條件： F=Fatan( ) 當當 時時 F 0 即不加支持力即不加支持力, 重物也不會沿斜面下滑。重物也不會沿斜面下滑。 所以所以, ,自鎖條件自鎖條件: 螺紋自鎖條件螺紋自鎖條件第第9 9章章 連接連接 螺旋副的效率螺旋副的效率d2S 1. 1. 公式公式效率：效率：輸入功：輸入功： 輸出功：輸出功：第第9 9章章 連接連接TW21SFWa2)(d)(FdFTSFWWa

20、tantan2tan2tan222aa122.2.分析分析 得知得知: :1.1.當當=45- 2 22.2.考慮制造問題考慮制造問題, ,一一般般不大于不大于2525。時，效率最高時，效率最高; ;當量摩擦角一定，當量摩擦角一定，效率只是螺紋升角效率只是螺紋升角的函數。的函數。)(tantan第第9 9章章 連接連接（2 2）結論）結論1 1：三角形螺紋用于連接，：三角形螺紋用于連接，其它螺紋用于傳動。其它螺紋用于傳動。（3 3）結論）結論2 2：單線螺紋用于連接，多線螺紋用于傳動。：單線螺紋用于連接，多線螺紋用于傳動。結論結論（記?。海ㄓ涀。海? 1）記住上述）記住上述4 4個公式；個

21、公式；22tandnPdS第第9 9章章 連接連接，自鎖性能好。，自鎖性能好。 f) (tantancosff arctanf結論結論（記住）：（記?。海? 4）結論）結論3 3：三角形螺紋摩擦力增大是幾何因素：三角形螺紋摩擦力增大是幾何因素造成的，而不是材料間的摩擦系數增大造成的。造成的，而不是材料間的摩擦系數增大造成的。第第9 9章章 連接連接) (tantancosff arctanf9.39.3 常用螺紋的基本類型和特點常用螺紋的基本類型和特點第第9 9章章 連接連接不同牙型螺紋 特 點 用 途 三角形Ff大,自鎖性好,低。 連接 矩形Ff 較小,較高。 傳動 梯形強度好于矩形螺紋。

22、傳動,應用廣。 鋸齒形綜合矩形和梯形的優(yōu)點。多用于單向傳動第第9 9章章 連接連接9.49.4 螺紋連接的基本類螺紋連接的基本類 型和螺紋連接件型和螺紋連接件第第9 9章章 連接連接一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型螺栓連接螺栓連接基基本本類類型型eaal1 1l1 1可承受橫向載荷螺紋余留長度螺紋余留長度l1 鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓孔與螺桿之孔與螺桿之間留有間隙間留有間隙靜載荷靜載荷l1=(0.30.5)d;變載荷變載荷l1=0.75d;沖擊載荷或彎曲載荷沖擊載荷或彎曲載荷l1 d;鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓l1 0;螺紋伸出長度螺紋伸出長度a=(0.20.3)d; 螺栓軸線到邊緣的

23、距離螺栓軸線到邊緣的距離e=d+(36) mm。用于經常拆裝易磨損之處。潘存云教授研制潘存云教授研制dd被連接件孔無螺紋第第9 9章章 連接連接潘存云教授研制一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型螺栓連接螺栓連接基基本本類類型型螺釘連接螺釘連接座端擰入深度座端擰入深度H，當螺孔，當螺孔材料為：材料為：aee雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接 連接件厚，允許拆裝。鋼或青銅鋼或青銅 H=d;鑄鐵鑄鐵 H=(1.251.5)d；鋁合金鋁合金 H=(1.52.5)d；螺紋孔深度螺紋孔深度 H1=H+(22.5)P;鉆孔深度鉆孔深度 H2=H1+(0.51)d。參數參數l1 、e、a與螺栓相同與螺栓相同

24、l1 1l1 1HH HH1H1 1H2H2結構簡單，省了螺母，不宜經常拆裝，以免損壞螺孔而修復困難。d第第9 9章章 連接連接潘存云教授研制一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型螺栓連接螺栓連接基基本本類類型型螺釘連接螺釘連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接緊定螺釘緊定螺釘用來固定兩零件的相對位置，并可傳用來固定兩零件的相對位置，并可傳遞不大的力和扭矩遞不大的力和扭矩第第9 9章章 連接連接二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件螺栓的結構形式螺栓的結構形式LL0d六角頭六角頭LdL0小六角頭小六角頭第第9 9章章 連接連接dL0L1LL1 -座端長度

25、座端長度L0 -螺母端長度螺母端長度二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺螺紋紋緊緊固固件件雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓第第9 9章章 連接連接二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺螺紋紋緊緊固固件件末端末端結構結構頭部頭部結構結構螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓第第9 9章章 連接連接二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺螺紋紋緊緊固固件件潘存云教授研制地腳螺栓地腳螺栓 起吊螺釘起吊螺釘 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接T 型螺栓型螺栓 第第9 9章章 連接連接六角螺母六角螺母六角扁螺母六角扁螺母六角厚螺母六角厚螺母圓螺母圓螺母二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件

26、螺螺紋紋緊緊固固件件用于經常拆裝易磨損之處。用于尺寸受限制之處。國標羅列有六十余種不同結構的螺母螺母螺母螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接第第9 9章章 連接連接墊圈墊圈 平墊圈平墊圈薄平墊圈薄平墊圈A型平墊圈型平墊圈B型平墊圈型平墊圈螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件斜墊圈斜墊圈彈簧墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈作用：增加支撐面積以減作用：增加支撐面積以減小壓強，避免擰緊螺母擦小壓強，避免擰緊螺母擦傷表面、防松。傷表面、防松。專用螺紋連接專用螺紋連接第第9 9章

27、章 連接連接9.59.5 螺紋連接的預緊和防松螺紋連接的預緊和防松第第9 9章章 連接連接預緊力：大多數螺紋連接在裝配時都需要擰緊，使之預緊力：大多數螺紋連接在裝配時都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預先受到力的作用，這個預加在承受工作載荷之前，預先受到力的作用，這個預加作用力稱為預緊力作用力稱為預緊力F0 。預緊的目的：增強連接的可靠性和緊密性，以防止受預緊的目的：增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現縫隙或發(fā)生相對移動。載后被連接件間出現縫隙或發(fā)生相對移動。 一、概述一、概述一般螺紋聯接在裝配時都必須擰緊，這時螺紋聯接受到預緊力的作用。對于重要的螺紋聯接，應控制其預緊力，因

28、為其大小對螺紋聯接的可靠性，強度和密封均有很大影響。F0 0F0 0第第9 9章章 連接連接facarFftgdFTTT)(2221)tan(2221dFTTTa二、二、 擰緊力矩擰緊力矩21TTTT T1 1克服螺紋副相對轉動的阻力矩；克服螺紋副相對轉動的阻力矩；T T2 2克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩；克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩；設軸向力為設軸向力為Fa 或預緊力（不受軸向工作載荷） fc c摩擦系數；摩擦系數； 無潤滑時?。簾o潤滑時?。?fc c =0.15 =0.15rf支撐面摩擦半徑。支撐面摩擦半徑。 rf =( =(dw+ +d0 0)/4)/4dw螺母支承面外徑螺母支承面外徑

29、d0螺栓孔直徑螺栓孔直徑簡化公式：簡化公式： 適用于M10M68的粗牙螺紋， f=0.15, fc=0.15, T 0.2 Fa dFaFa是由連接要求決定的，為了發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預緊 可靠，應取：總力矩：總力矩： 注意：對于重要的連接，應盡可能采用M12的螺栓。Td0ddw第第9 9章章 連接連接測力矩扳手測力矩扳手預緊力控制方法預緊力控制方法: :F定力矩扳手定力矩扳手通常螺紋連接擰緊是憑工人的經驗來決定的，重要螺栓則必須預緊力進行精確控制。1)1)憑手感經驗；憑手感經驗；2)2)測力矩扳手；測力矩扳手；3)3)定力矩扳手；定力矩扳手；4)4)測定伸長量。測定伸長量。LMLS第第9

30、 9章章 連接連接連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預緊力可能在某一瞬時消失，連接仍有可能松動而失效。高溫下的螺栓連接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)生松脫現象（如高壓鍋），因此設計時必須考慮防松，即防止相對轉動。防松的方法：防松的方法： 1. 利用附加摩擦力防松利用附加摩擦力防松尼龍圈鎖緊螺母尼龍圈鎖緊螺母彈簧墊圈彈簧墊圈對頂螺母對頂螺母防松防松-防止螺旋副相對轉動。防止螺旋副相對轉動。 三、螺紋連接的防松三、螺紋連接的防松第第9 9章章 連接連接開口銷與六開口銷與六角開槽螺母角開槽螺母串聯鋼絲串聯鋼絲2. 采用專門防松元件防

31、松采用專門防松元件防松圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈潘存云教授研制止動墊圈止動墊圈第第9 9章章 連接連接3. 其他方法防松其他方法防松11.5P用沖頭沖用沖頭沖23點點沖點防松法沖點防松法粘合法防松粘合法防松涂粘合劑涂粘合劑第第9 9章章 連接連接例例10-2 已知已知M12螺栓用碳素結構鋼制成，其屈服極限為螺栓用碳素結構鋼制成，其屈服極限為240MPa，螺紋間的摩擦系數螺紋間的摩擦系數f=0.10，螺母與支承面間的摩擦系數，螺母與支承面間的摩擦系數fc=0.15，螺母支承面外徑螺母支承面外徑dw=16.6mm，螺栓孔直徑，螺栓孔直徑d0=13mm，欲使螺母擰，欲使螺母擰緊后螺桿的拉應力達

32、到材料屈服極限的緊后螺桿的拉應力達到材料屈服極限的50%，求應施加的擰緊力，求應施加的擰緊力矩，并驗算其能否自鎖。矩，并驗算其能否自鎖。 解：解：1 1 求當量摩擦系數及當量摩擦角求當量摩擦系數及當量摩擦角115.030cos1 .0cosff59. 6arctanf2 2 求螺紋升角求螺紋升角查表查表10-1，M12螺紋有：螺紋有：P=1.75mm，d2=10.863mm，d1=10.106mm 第第9 9章章 連接連接3 3 求螺桿總拉力求螺桿總拉力Fa（預緊力）（預緊力）NdFsa962524214 4 求擰緊力矩求擰緊力矩T 根據公式根據公式10-910-9可得：可得： mNT5 .1

33、994. 2863.1075. 1arctan故自鎖 第第9 9章章 連接連接9.99.9 鍵連接和銷連接鍵連接和銷連接第第9 9章章 連接連接作用：用來實現軸和軸上零件的周向固定以傳遞扭矩，作用：用來實現軸和軸上零件的周向固定以傳遞扭矩， 有些鍵還可實現零件的軸向固定或軸向移動。有些鍵還可實現零件的軸向固定或軸向移動。一、鍵連接的類型、特點和應用一、鍵連接的類型、特點和應用類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。1. 平鍵平鍵連接連接工作面工作面特點：定心好、裝拆方便。特點：定心好、裝拆方便。種類種類普通平鍵普通平鍵導向平鍵導向平鍵間隙間隙軸軸第第9 9章章

34、連接連接普通普通平鍵平鍵結構結構單圓頭單圓頭(C型型)圓頭圓頭(A型型)方頭方頭(B型型)軸槽用指狀銑刀加工，固定良好，應力集中大。軸槽用指狀銑刀加工，固定良好，應力集中大。用于軸端用于軸端普通平鍵應用最廣。普通平鍵應用最廣。A型型B型型C型型盤銑刀盤銑刀 薄型平鍵的高度為普通平鍵的薄型平鍵的高度為普通平鍵的6070%，也分圓頭、方，也分圓頭、方頭、單圓頭三種。傳遞扭矩能力低，常用于薄壁結構、頭、單圓頭三種。傳遞扭矩能力低，常用于薄壁結構、空心軸等徑向尺寸受限制的場合。空心軸等徑向尺寸受限制的場合。第第9 9章章 連接連接用盤形銑刀加工，軸的應力集中小。用盤形銑刀加工，軸的應力集中小。起鍵螺孔

35、起鍵螺孔導向平鍵導向平鍵固定螺釘固定螺釘零件可以在軸上移動，構成動連接。零件可以在軸上移動，構成動連接?；凭嚯x較大時，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵。結構特點：長度較長，需用螺釘固定。結構特點：長度較長，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺紋孔。為便于裝拆，制有起鍵螺紋孔。潘存云教授研制起鍵螺孔起鍵螺孔固定螺釘固定螺釘第第9 9章章 連接連接雙勾頭滑鍵雙勾頭滑鍵結構特點：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長。結構特點：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長。潘存云教授研制第第9 9章章 連接連接單圓勾頭滑鍵單圓勾頭滑鍵結構特點：單圓勾頭，嵌入輪轂中。結構特點：單圓勾頭，嵌入輪轂中。潘存云

36、教授研制第第9 9章章 連接連接表表9-7 普通平鍵和鍵槽尺寸（普通平鍵和鍵槽尺寸（GB/T 1095-2003、GB/T 1096-2003） A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或r1LLLbhbtd- -tbt1d+t1標記實例：標記實例： 圓頭普通平鍵圓頭普通平鍵(A型型): 鍵鍵16100 GB/T 1096-2003 方頭普通平鍵方頭普通平鍵(B型型): 鍵鍵B16100 GB/T 1096-2003單圓頭普通平鍵單圓頭普通平鍵(C型型) : 鍵鍵C16100 GB/T 1096-2003dd b h C或或r L t t1 半徑半徑r 續(xù)表續(xù)表9-7鍵的尺寸鍵的尺寸鍵鍵 槽

37、槽軸的直徑軸的直徑自自 68 2 2 620 1.2 1810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.81217 5 5 1056 3.0 2.31722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.252230 8 7 1890 4.0 3.33038 10 8 22110 5.0 3.33844 12 8 28140 5.0 3.34450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.45058 16 10 45180 6.5 4.35865 18 11 50200 7.0 4.465

38、75 20 12 56220 7.5 4.97585 22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.62. 半圓鍵半圓鍵連接連接優(yōu)點：定心好，裝配方便。優(yōu)點：定心好，裝配方便。因半圓鍵能在軸槽中擺動以適應輪轂槽底面。缺點：對軸的削弱較大，只適缺點：對軸的削弱較大，只適 用于輕載連接。用于輕載連接。特別適用于錐形軸端的連接。特別適用于錐形軸端的連接。工作面工作面第第9 9章章 連接連接3. 楔鍵楔鍵連接和切向鍵連接連接和切向鍵連接結構特點：鍵的上表面有結構特點：鍵的上表面有1:100的斜度，的斜度， 輪轂槽的底面也有輪轂槽的底面也有1:100的斜度。的斜度。缺點：定心精度不高。缺

39、點：定心精度不高。應用：只能應用于定心精度不高，載荷應用：只能應用于定心精度不高，載荷 平穩(wěn)和低速的連接。平穩(wěn)和低速的連接。安裝時用安裝時用力打入力打入工作面工作面第第9 9章章 連接連接d類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。鉤頭是用來拆卸用的拆卸空間拆卸空間斜度斜度1：100在重型機械中常采用切向鍵在重型機械中常采用切向鍵一對楔鍵組成。一對楔鍵組成。裝配時將兩楔鍵楔緊，鍵的裝配時將兩楔鍵楔緊，鍵的窄面是工作面，所產生的壓窄面是工作面，所產生的壓力沿切向方向分布，當雙向力沿切向方向分布，當雙向傳遞扭矩時，需要兩對切向傳遞扭矩時，需要兩對切向鍵分布成鍵分布成120130 。窄面窄

40、面工作面工作面第第9 9章章 連接連接d二、平鍵連接的強度校核二、平鍵連接的強度校核鍵的材料：鍵的材料：B 600 MPa的碳素鋼，常用的碳素鋼，常用45鋼。鋼。 鍵的截面尺寸鍵的截面尺寸b、h應按軸徑應按軸徑d查表選取，長度查表選取，長度L參參照輪轂長度從標準中選取。照輪轂長度從標準中選取。鍵的主要失效形式：壓潰、磨損鍵的主要失效形式：壓潰、磨損(動連接動連接)、剪斷。、剪斷。Lbh/21)平鍵連接的強度平鍵連接的強度p =SFt(d/2)(h/2)lT=p MPa d h l4T=l=L-bl=L一般不會出現d擠壓應力：擠壓應力：bA型型bB型型l第第9 9章章 連接連接p d h l4T

41、p=對于導向平鍵連接，計算依據是磨損，應限制壓強：對于導向平鍵連接，計算依據是磨損，應限制壓強：鋼鋼 125150 100120 6090表表9-8 鍵的許用擠壓應力、許用壓強鍵的許用擠壓應力、許用壓強 許用值許用值 輪轂材料輪轂材料靜載荷靜載荷 輕微沖擊輕微沖擊 沖沖 擊擊載載 荷荷 性性 質質鑄鐵鑄鐵 7080 5060 3045鋼鋼 50 40 30 p p 2)半圓鍵連接強度計算半圓鍵連接強度計算bdTp MPa kl d 2Tp =lkNyd/2l近似為公稱長度用于靜連接，失效形式為表面壓潰第第9 9章章 連接連接d若強度不夠，可采用雙鍵連接?？紤]到載荷分布的不均勻性，若強度不夠，可

42、采用雙鍵連接?？紤]到載荷分布的不均勻性，校核強度時按校核強度時按1.51.5個鍵計算。個鍵計算。雙鍵布置規(guī)則：雙鍵布置規(guī)則：半圓鍵：同一條母線上半圓鍵：同一條母線上切向鍵：切向鍵： 夾角成夾角成120 130 120 130 平鍵：平鍵： 按按180布置布置第第9 9章章 連接連接三、花鍵連接三、花鍵連接1)均勻受力；均勻受力；結構特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側為工作面。結構特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側為工作面。組成：組成： 外花鍵、內花鍵。外花鍵、內花鍵。優(yōu)點：優(yōu)點：2)對軸的削弱程度小對軸的削弱程度小;3)承載能力高承載能力高;齒數多，總接觸面積大4)軸上零件與軸的對中性好；軸上零件與軸

43、的對中性好；對高速及精密機器很重要5)導向性好導向性好; 對動連接很重要6)可用磨削方法提高加工精度及連接可用磨削方法提高加工精度及連接質量。質量。潘存云教授研制潘存云教授研制因齒槽淺，齒根應力集中小軸和輪轂直接而均勻制出齒與槽缺點：齒根仍有應力集中、需專缺點：齒根仍有應力集中、需專 用設備制造，成本高。用設備制造，成本高。1. 花鍵連接的類型、特點和應用花鍵連接的類型、特點和應用第第9 9章章 連接連接應用：定心精度要求高、載荷大或經?；频倪B接。應用：定心精度要求高、載荷大或經常滑移的連接。類型類型-制造容易，應用最廣。制造容易，應用最廣。-用于高強度連接。用于高強度連接。-用于薄壁零件連

44、接。用于薄壁零件連接。 矩形花鍵矩形花鍵 鍵開線花鍵鍵開線花鍵 三角形花鍵三角形花鍵 1）矩形花鍵）矩形花鍵輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜連接和輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜連接和 輕載連接；輕載連接；按齒高的不同，矩形花鍵的齒型尺寸在標準中規(guī)定了兩個系列中系列：中系列用于中等載荷的連接。中系列：中系列用于中等載荷的連接。定心方式：小徑定心定心方式：小徑定心-精度高，穩(wěn)定性好。精度高，穩(wěn)定性好。第第9 9章章 連接連接2）漸開線花鍵）漸開線花鍵 分為分為=30 ，=45 兩種。兩種。 與漸開線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬。與漸開線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬。定心方式：齒形定心定心

45、方式：齒形定心-具有自動定心作用，受力均勻。具有自動定心作用，受力均勻。=45 =30 dfdf特點：制造工藝性好，精度高，齒根強度高，易于定心。特點：制造工藝性好，精度高，齒根強度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場合。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場合。第第9 9章章 連接連接設各齒壓力的合力作用在平均半徑設各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取載荷不均處，取載荷不均勻系數勻系數K =0.70.8，則花鍵連接所能傳遞的扭矩為：，則花鍵連接所能傳遞的扭矩為：靜連接：靜連接： T =Kzhlrm p 動連接：動連接： T =Kzhl rmpp l為接觸長度；為接觸長度；h為齒面工作高度；為齒

46、面工作高度；h =(D d)/2 2Crm=(D+d)/4C為齒頂倒圓半徑；為齒頂倒圓半徑；D/2d/2hrmCCFt2. 花鍵連接強度計算花鍵連接強度計算失效形式：工作面被壓潰（靜連接）失效形式：工作面被壓潰（靜連接） 工作面過度磨損（動連接）工作面過度磨損（動連接）一般只驗算擠壓強度和耐磨性。一般只驗算擠壓強度和耐磨性。第第9 9章章 連接連接靜連接：靜連接：動連接：動連接：花鍵連接強度條件：花鍵連接強度條件：p MPaKzh ldm2Tp =p =2Tp MPa Kzh ldm不良不良 3550 4070 花鍵連接的許用擠壓應力花鍵連接的許用擠壓應力 p 和許用壓強和許用壓強 p 連接工作方式連接工作方式齒面未經熱處理齒面未經熱處理 齒面經熱處理齒面經熱處理 p 或或 p 中等中等 60100 100140良好良好 80120 120200動連接動連接 p ( (空載下移動空載下移動) )靜連接靜連接 p 工作條件工作條件動連接動連接 p ( (在載荷