标准零件的类型和选择教材

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1、华南理工大学,第3章 标准零件的类型和选用,3.4 带,3.1 螺纹与螺纹联接,3.2 键与花键,3.3 销,3.6 滚动轴承,3.5 链,3.7 联轴器,3.8 离合器,华南理工大学,第3章 标准零件的类型和选用,螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉在应用上有何不同?,滚动轴承的主要类型有哪几种？,平键与楔键的工作原理有何差异?,普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联,试说明轴承代号61212、33218、7038、52410/P6的含义。 深沟球轴承；角接触球轴承；圆柱滚子轴承； 圆锥滚子轴承 调心球轴承；调心滚子轴承 套筒滚子链由哪些零件组成？为什么设计时应尽量避免奇数链节？ 联轴器和离合器的工作原理有

2、什么异同？ 联轴器所联两轴轴线的位移形式有哪些？,3.1 螺纹与螺纹联接,螺纹是一种重要的可拆联接零件。并且已经标准化。,3.1.1 螺纹的类型及应用,螺纹有 外螺纹 和 内螺纹 之分，外螺纹和内螺纹组成 螺旋副。起连接作用的螺纹称为 连接螺纹；用于传递运动和动力的螺纹称为 传动螺纹。螺纹又分为 米制 和 英制（螺距以每英寸牙数表示）两类，我国除管螺纹保留英制外，一般都采用米制螺纹。,螺纹,螺纹的类型常按螺纹的牙型分类：,三角形螺纹,普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。,粗牙螺纹应用最广。,细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自

3、锁性好、强度高,缺点：不耐磨易滑扣。,应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。,2管螺纹：牙型角为 55，属于英制细牙三角螺纹，多用于有紧密性要求的管件联接。,3梯形螺纹：牙型角为 30，是应用最广泛的一种传动螺纹,4锯齿形螺纹：牙型角为 33，两侧牙型斜角分别为 = 3 和 = 30。3 的侧面用来承受载荷，可得到较高效率；30 的侧面用来增加牙根强度，适用于单向受载的传动螺旋。,5矩形螺纹：牙型角为，传动效率高，但牙根强度较弱，传动精度低，用于传动螺纹。,凡牙型、外径及螺距符合国家标准的螺纹称为标准螺纹。在上述螺纹中，除矩形螺纹外，都已标准化。,3.1.2 螺纹的主要参数,螺纹的主要参数

4、有：,1大径 d（D） 螺纹的最大直径，即与外螺纹的牙顶（或内螺纹牙底）相重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。,2小径 d1（D1） 螺纹的最小直径，即与外螺纹的牙底（或内螺纹牙顶）相重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常用作危险剖面的计算直径。,4螺距 p 螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离，是螺纹的基本参数。,5线数 n 螺纹的螺旋线数目。沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿 n 条等距螺旋线形成的螺纹称为 n 线螺纹。联接螺纹要求自锁性，多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，可用 n 线螺纹。为便于制造，一般线数 n4。,d,6导程 S 螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移

5、动的轴向距离。单线螺纹 S = p；n 线螺纹 S = np。,8牙型角 螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角 。,9接触高度 h 内、外螺纹旋合后接触面的径向高度。,3.1.3 螺纹联接的基本类型,1螺栓连接,螺栓连接是将螺栓杆穿过被连接件上的通孔，拧上螺母，将几个被连接件连成一体。螺栓连接使用时不受被连接件材料的限制，通常用于被连接件不太厚，且有足够装配空间的情况。,螺栓连接按螺栓受力不同可分为: 普通螺栓连接（即受拉螺栓连接） 铰制孔用螺栓连接（即受剪螺栓连接）,图 3.3（a）是普通螺栓连接，被连接件上的孔和螺栓杆之间有间隙，故孔的加

6、工精度要求低。其结构简单、装拆方便，应用广泛。,螺纹余留长度 l1 ；静载荷l1 (0.30.5) d ；变载荷 l10.75d ； 冲击载荷或弯曲载荷 l10.75d ；铰制孔用螺栓连接 l1 d ； 螺纹伸出长度 a = (0.20.3)d ；通孔直径 d0 = l.1d ； 螺栓轴线到被连接件边缘的距离 e =d +(36) mm；,图 3.3 螺栓连接,（a）,图 3.3（b）是铰制孔用螺栓连接，孔和螺栓杆之间常采用基孔制过渡配合，故孔的加工精度要求较高。一般用于承受横向载荷或需精确固定被连接件相对位置的场合。,螺纹余留长度 l1 ；静载荷l1 (0.30.5) d ；变载荷 l10.

7、75d ； 冲击载荷或弯曲载荷 l10.75d ；铰制孔用螺栓连接 l1 d ； 螺纹伸出长度 a = (0.20.3)d ；通孔直径 d0 = l.1d ； 螺栓轴线到被连接件边缘的距离 e =d +(36) mm；,图 3.3 螺栓联接,（b）,2双头螺柱联接,双头螺柱连接是将双头螺柱的座端穿过被连接件通孔并旋紧在被连接件之一的螺纹孔中，再在双头螺柱的另一端旋上螺母，把被连接件联成一体（图3.6）。常用于被连接件之一太厚不宜加工通孔，且需经常装拆或结构上受到限制不能采用螺栓连接的场合。,双头螺柱连接,3螺钉连接,螺钉连接是将螺钉直接拧入被连接件之一的螺纹孔中，不用螺母（图3.4）。用于被连

8、接件之一较厚的场合，但不宜用于经常装拆的连接，以免损坏被连接件的螺纹孔。,螺钉连接,4紧定螺钉连接,3.1.4 标准螺纹连接件,螺纹连接件的类型很多，在机械制造中常见的螺纹连接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈以及防松零件等，这些零件的结构型式和尺寸都已标准化，设计时可根据有关标准选用。它们的结构特点和应用如表 3.1 所示。,根据 GB3103.182 的规定，螺纹连接件分为三个精度等级，其代号为、C 级。A 级精度的公差小，精度高，用于要求配合精确、防止振动等重要零件的连接；B 级精度多用于受载较大且经常装拆、调整或承受变载荷的连接；C 级精度多用于一般的螺纹连接。,表3.1 常用标准螺

9、纹连接件,部分螺纹标准零件标记举例。,1公称直径 12 mm，长 60 mm、性能按 5.9 级，不经表面处理的普通粗牙六角头螺栓标记为：,螺栓 M1260 GB/T 57802000,2公称直径 14 mm，长 60 mm 全螺纹六角头螺栓标记为：,螺栓 M1460 GB/T 57812000,3公称直径为 16 mm、长 60 mm、按 m6 制造的铰制孔螺栓标记为：,螺栓 M12m660 GB/T 271988,4公称直径为 14 mm、长 100 mm、细牙螺距 1 mm 的 A 型双头螺柱标记：,螺柱 AM141100 GB/T 9001988,5公称直径为 10 mm，性能按 5

10、级，不经表面处理的普通粗牙六角螺母标记：,螺母 M10 GB/T 412000,6公称直径为 16 mm，材料为 65 Mn，热处理硬度HRC44 52 表面氧化的弹簧垫圈标记：,垫圈 16 GB/T 931987,3.2 键,3.2.1 键连接类型,键是一种标准零件，用来实现轴与回转零件（如齿轮、带轮、联轴器等）轮毂之间的周向固定以传递转矩。有的还能实现轴上零件的轴 向固定或轴向滑动的导向。键联接主要类型有： 平键连接 半圆键连接 楔键连接 切向键连接 平键分为 普通平键、薄型平键、导向平键 和 滑键 四种。,3.2.1 键连接类型,平键连接 半圆键连接,楔键和切向键联接,键的上表面和与它相

11、配合的轮毂键槽底面均有1：100的斜度。装配时将楔键打入，使楔键楔紧在轴和轮毂的键槽中，楔键的上、下表面受挤压，工作时靠挤压产生的摩擦力传递转矩。楔键分为普通楔键和钩头楔键两种，钩头楔键的钩头供拆卸时使用。,图12.30 楔键联接 (a) 用圆头楔键,图12.30 楔键联接,楔键的主要缺点是键楔紧后，轴与轮毂的配合产生偏心和偏斜，因此楔键一般用于定心精度要求不高和低转速的场合。,切向键是由一对楔键组成的，装配时将两键楔紧在轴与轮毂的键槽中。键的上、下面为工作面。工作时，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩。用一个切向键时，只能传递单向转矩；当要传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者

12、间的夹角为120130。由于切向键对轴的强度削弱较大，因此常用于直径大于100mm的轴上。,(a),(b),图12.3 切向键联接,当被联接件的毂类零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时（如变速箱中的滑移齿轮），则须采用导向平键或滑键。导向平键较长，键用螺钉固定在键槽中，键与轮毂之间采用间隙配合，轴上零件可沿键做轴向滑移。为了便于拆卸，键上制有起键螺孔，以便拧入螺钉使键退出键槽。,图12.28 导向平键联接和滑键联接,当零件滑移的距离较大时，因所需导向平键的长度过长，制造困难，故宜采用滑键。滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴上的键槽中做轴向滑动。这样，只需在轴上铣出较长的键槽，而键可做得较短。

13、,图12.28 导向平键联接和滑键联接,图12.28 导向平键联接和滑键联接,花键联接是由周向均布多个键齿的花键轴与带有相应键齿槽的轮毂孔相配而成。齿的侧面为工作面，由于是多齿传递转矩，故花键联接比平键联接的承载能力大，花键联接的导向性好，齿根处的应力集中小，对轴和毂的强度削弱小，适用于载荷大、定心精度要求高或经常需滑动的联接。,(a) 外花键,(b) 内花键,图12.32 花键,3.2.2 花键连接类型（补充）,花键联接可用于静联接或动联接。按齿形的不同，花键可分为矩形花键和渐开线花键两类，均已标准化。,矩形花键,渐开线花键,矩形花键,矩形花键的定心方式为小径定心，即内花键和外花键的小径为配

14、合面，定心精度高、定心的稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。矩形花键联接应用广泛。,矩形花键,渐开线花键,渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角有30和45两种。齿顶高分别为0.5m和0.4m，此处m为模数。图中df为渐开线花键的分度圆直径。渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，制造精度也较高，花键齿的根部强度高，应力集中小，易于定心，当传递的转矩较大且轴径也大时，宜采用渐开线花键联接。压力角为45的渐开线花键，对联接件的削弱较少，通常用于轻载、直径较小的静联接，特别适用于薄壁零件的轴毂联接。渐开线花键的定心方式为齿形定心。,图12.34 渐开线花键,3.2.2 键与花键

15、的选择和标记,键与花键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。设计时，根据联接的结构特点、使用要求和工作条件来选择键或花键的类型；键的主要尺寸为其截面尺寸（键宽b 键高 h）与长度 L，截面尺寸 b h 按轴的直径 d 从标准中选出，键的长度L根据轮毂的宽度确定，一般取 L =（1.5 2）d 或小于轮毂的宽度，所选定的键长应符合标准中规定的长度系列。花键主要确定齿数、模数、齿根圆角、公差等级和配合类别等内容，按轴的直径 d 选取。,部分标准键和花键标记举例。,1圆头普通平键（A型），b = 18 mm，h = 11 mm，L = 100 mm：,键 18100 GB/T 10961979,2方

16、头普通平键（B型），b = 18 mm，h = 11 mm ，L = 100 mm：,键 B 18100 GB/T 10961979,3圆头导向平键（A型），b = 20 mm，h = 11 mm，L = 100 mm：,键 20100 GB/T 10971979,4半圆键（A型），b = 6 mm，h = 10 mm，d = 25 mm，L = 24.5 mm,键 625 GB/T 10991979,5圆头楔键（A型），b = 16 mm，h = 10 mm，L = 100 mm：,键 16100 GB/T 15641979,6方头楔键（B型），b = 16 mm，h = 10 mm，L = 100 mm：,键 B16100 GB/T 15641979,7钩头楔键，b = 1