機械設計基礎第9章

第九章聯(lián)

接第一節(jié)螺紋第二節(jié)螺紋聯(lián)接及其預緊和防松第三節(jié)螺栓組聯(lián)接和設計與受力分析第四節(jié)單個螺栓聯(lián)接的強度計算第五節(jié)提高螺栓聯(lián)接強度的措施第六節(jié)軸一轂聯(lián)接第七節(jié)鉚接、焊接、膠接機

械

設

計

基

礎9第一節(jié)螺紋

一、螺紋的類型和應用

螺紋有外螺紋和內螺紋，共同組成螺紋副使用。起聯(lián)接作用的螺紋稱為聯(lián)接螺紋，起傳動作用的螺紋稱為傳動螺紋。按螺紋的旋向可分為左旋和右旋，常用的為右旋螺紋。螺紋的螺旋線數(shù)分單線、雙線及多線，聯(lián)接螺紋一般用單線。螺紋又分為米制和英制兩類。常用螺紋的類型主要有普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋。9二、螺紋的主要參數(shù)

9⒈大徑d⒉小徑d1⒊中徑d2⒋螺距P⒌導程L⒍升角λ⒎牙型角α螺紋副在效率為

自鎖條件為

9第二節(jié)螺紋聯(lián)接及其預緊和防松

一、螺紋聯(lián)接的主要類型

螺紋聯(lián)接的主要類型有：螺紋聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。其中螺栓聯(lián)接分為普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔螺栓聯(lián)接兩種結構。9二、標準螺紋聯(lián)接件

常用的標準螺紋聯(lián)接件有螺栓、雙頭螺栓、螺釘、螺母、墊圈等。三、螺紋聯(lián)接的預緊絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時需要擰緊，使聯(lián)接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。其目的是為了增大聯(lián)接的緊密性和可靠性，同時還能提高螺栓的疲勞強度。螺旋副間的磨擦力矩為對于M10~M68的粗牙普通螺紋，無潤滑時可取999四、螺紋聯(lián)接的防松

在靜載荷作用下，聯(lián)接螺紋升角較小，能滿足自鎖條件。在設計螺紋聯(lián)接時，又必須考慮防松問題。按工作原理有三種防松方式：

利用磨擦力防松；利用機械元件直接鎖住防松；破壞螺紋副的運動關系防松。9第三節(jié)螺栓組聯(lián)接的設計與受力分析

一、螺栓的結構設計⒈從加工看，聯(lián)接接合面的幾何形狀盡量簡單。⒉受力矩作用的螺栓組，布置螺栓應盡量無離對稱軸，同一圓周上螺栓數(shù)目應采用偶數(shù)。9⒊應使螺栓受力合理，對于普通螺栓在同時承受軸向載荷和較大橫向載荷時，應采用銷、套筒、鍵等抗剪零件來承受橫向載荷。9⒋螺栓的排列應有合理的間距、邊距99二、螺栓組聯(lián)接受力分析9㈠受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接⒈靠磨擦傳力⒉靠剪切傳力㈡受轉矩的螺栓組聯(lián)接⒈靠底板間磨擦傳力⒉靠螺桿受剪切傳力99㈢受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接除上述三種螺栓組聯(lián)接外，還有如受翻轉力矩的螺栓組聯(lián)接等其它一些型式的螺栓組聯(lián)接。9第四節(jié)單個螺栓聯(lián)接的強度計算

對單個螺栓來說主要有兩類：一類為外載荷沿螺栓軸線方向，稱為軸向載荷；一類為外載荷垂直于螺栓軸線方向，稱為橫向載荷。一、受拉螺栓的強度計算

靜載荷作用下受拉螺栓常見的失效形式多為螺紋的塑性變形或斷裂。㈠松螺栓聯(lián)接的強度計算9㈡緊螺栓聯(lián)接的強度計算⒈只受預緊力作用的螺栓

螺紋部分的強度為⒉受預緊力和軸向靜工作拉力的螺栓聯(lián)接

由于螺栓和被聯(lián)接件都是彈性件，在受有預緊力的基礎上，因受到兩者彈性變形的相互制約。分析這一類問題除根據(jù)靜力平衡條件外，還要利用變形協(xié)調條件，才能求出各力之間的關系式。999螺栓工作時所受到的總拉力也可等于預緊力與一部分工作接力之和，即為保證獲得指定的剩余預緊力，聯(lián)接在擰緊時需要的預緊力可由下式計算出受拉螺栓螺紋部分的強度條件為9二、受剪螺栓聯(lián)接的強度計算螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為螺栓桿的抗剪強度條件為9三、螺紋聯(lián)接的材料和許用應力㈠螺紋緊固件的材料9㈡螺紋聯(lián)接的許用應力9第五節(jié)提高螺栓聯(lián)接強度的措施

一、避免附加彎曲應力

9二、改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象

三、減小應力集中四、改進工藝措施9第六節(jié)軸—轂聯(lián)接

軸—轂聯(lián)接是指軸與輪狀零件的輪轂間的聯(lián)接，其作用是實現(xiàn)軸向固定或軸向導向移動。一、鍵聯(lián)接㈠鍵聯(lián)接的類型和應用⒈平鍵聯(lián)接9

導鍵和滑鍵都用于動聯(lián)接，即軸與輪轂間有相對軸向移動的聯(lián)接。9⒉半圓鍵聯(lián)接9⒊楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接99㈡鍵聯(lián)接的類型選擇和平鍵的強度驗算⒈鍵聯(lián)接的類型選擇⒉平鍵的尺寸選擇⒊平鍵聯(lián)接的強度驗算9如果驗算結果強度不夠時，可采用以下措施：⑴適當增加鍵和輪轂的長度，但鍵的長度一般不應超過2.5d。⑵可在同一軸轂聯(lián)接處相隔180度布置兩個平鍵。9二、花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接由多個鍵齒構成，鍵齒沿軸和轂孔的周向均布。㈠花鍵聯(lián)接的類型、特點和應用花鍵聯(lián)接按齒形分為矩形花鍵、漸開線花鍵、三角花鍵?！匦位ㄦI分輕載、中載、重載和補充四個尺寸系列。有外徑定心、內徑定心、齒側定心三種定心方式?！獫u開線花鍵采用齒形定心和按與分度圓同心的圓柱面定心兩種定心方式?！腔ㄦI只按齒側定心。999㈡花鍵聯(lián)接的強度校核花鍵的擠壓強度條件為99三、銷聯(lián)接、無鍵聯(lián)接⒈銷聯(lián)接——用來固定零件之間的相互位置，也可用于軸和輪轂或其它零件的聯(lián)接，并傳遞不大的載荷，有時還可用來作安全裝置中的過載剪斷元件。999⒉成形聯(lián)接——利用非圓剖面軸與輪轂上相應的孔構成的聯(lián)接。9⒊彈性環(huán)聯(lián)接——利用錐面互相貼合的內、外鋼環(huán)作為中間體，擠壓在軸與轂之間。9四、過盈配合聯(lián)接

利用零件間的裝配過盈形成的緊聯(lián)接。9優(yōu)點：結構簡單，對中性好，對軸削弱少，在沖擊振動載荷下工作可靠。9圓柱面過盈聯(lián)接的裝配方法有壓入法和溫差法。圓錐面過盈聯(lián)接是利用被包容件的軸向位移壓緊包容件的裝配方法。9液壓裝拆法使過盈聯(lián)接能多次裝拆。9第七節(jié)鉚接、焊接、膠接

一、鉚接1)鉚接是一種早就使用的簡單的機械聯(lián)接。2)鉚接的類型是多種多樣的，而且都已標準化。3)根據(jù)工作要求的不同，可分為：強固鉚縫、強密鉚縫、緊密鉚縫。4)鉚接且有工藝設備簡單、抗震、耐沖擊和牢固可靠等特點，但結構一般較笨重。999二、焊接機械制造業(yè)中常用的方法有屬于熔融焊的氣焊和電焊。電焊又分為電弧焊和接觸焊兩大類。9三、膠接

利用膠粘劑在一定條件下把預制的元件聯(lián)接在一起，并且有一定的聯(lián)