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1、第10章 连 接,106 螺纹连接的强度计算,107 螺栓的材料和许用应力,108 提高螺栓连接强度的措施,1011 键连接和花键连接,1012 销连接,106 螺栓联接的强度计算,螺栓联接的主要失效形式：,螺栓拉断,螺纹压溃或剪断,滑扣 因经常拆装,螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。所以，螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹公称直径d及螺距P等。,一、松螺栓联接 装配时不须要拧紧,强度条件：,式中:d1-螺纹小径， mm,二、紧螺栓联接 装配时须要拧紧，在工作状态下可能还需要补充拧紧。,螺栓受轴
2、向拉力Fa和摩擦力矩T的双重作用。,拉应力：,力除以面积,切应力：,对于M10M68的普通螺纹，取d1、d2和的平均值，并取： tg = f =0.15,得： 0.5 ,当量应力：,强度条件：,分母为抗剪截面系数,（第四强度理论）,设计：潘存云,设计：潘存云,1. 受横向工作载荷的螺栓强度,螺栓与孔之间有间隙，工作时轴向压紧力Fa（预紧力）导致接合面所产生的摩擦力应大于横向载荷F。,C-可靠性系数，常取C=1.11.3,轴向压紧力Fa ：,f-摩擦系数，对钢与铸铁，取: f =0.10.15,m-结合面数 上图m=1,下图m=2,若取 f =0.15， C=1.2, m=1, 则：,Fa 8F
3、,结构尺寸大,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,改进措施： 1. 采用键、套筒、销承担横向工作载荷。螺栓仅起连接作用,2. 采用无间隙的铰制孔螺栓。,对于这些场合的螺栓按受剪切和受挤压进行强度计算为：,d0,2. 受轴向工作载荷的螺栓强度,如图示缸体，设流体压强为p，螺栓数目为Z，则缸体周围每个螺栓的平均载荷为：,设计：潘存云,问题：螺栓实际承受的轴向总拉力Fa=？,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,特别注意，轴向总载荷：,Fa F0+FE,加预紧力后螺栓受拉伸长b0,被联接件受压缩短C0,加载 FE 后:,螺栓总伸长量增加为:,总拉力为：,被联接件压缩量减少为：
4、,残余预紧力减少为： FR,很显然: FRF2F3F4F5,螺母体,假设螺母为刚体，则螺纹牙变形与普通螺木相同。但实际上螺母也是弹性体，受载也被拉长，变形螺纹牙产生回弹，从而减小两者螺距变化，使受载均匀。,10圈以后，螺母牙几乎不承受载荷。,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,支承面不平,三、减小应力集中,1.增大过渡圆角,2.切制卸载槽,四、避免或减小附加应力,采用凸台或沉孔结构,设计：潘存云,1011 键联接和花键联接,作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩， 或实现零件的轴向固定或移动。,一、键联接的类型,类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。,1. 平键联接,
5、特点：定心好、装拆方便。,种类,普通平键,导向平键,设计：潘存云,普通平键结构,单圆头(C型),圆头(A型),方头(B型),用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。,用盘铣刀加工，轴的应力集中小。,用于轴端,普通平键应用最广。,设计：潘存云,导向平键,零件可以在轴上移动，构成动联接。,结构特点：长度较长，需用螺钉固定。,为便于装拆，制有起键螺孔。,表10-9 普通平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79）,A型,B型,C型,标记实例： 圆头普通平键(A型): 键16100 GB1096-79,方头普通平键(B型): 键B16100 GB1096-79,单圆头普通平键(C型) :
6、 键C16100 GB1096-79,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,2. 半圆键联接,优点：定心好，装配方便。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。,缺点：对轴的削弱较大，只适 用于轻载联接。,特别适用于锥形轴端的联接。,设计：潘存云,3. 楔键联接和切向键联接,结构特点：键的上表面有1:100的斜度， 轮毂槽的底面也有1:100的斜度。,缺点：定心精度不高。,应用：只能应用于定心精度不高，载荷 平稳和低速的联接。,设计：潘存云,设计：潘存云,类型：普通楔键、钩头楔键。钩头是用来拆卸用的,在重型机械中常采用切向键-一对楔键组成。,装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面
7、，所产生的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要两对切向键分布成120130 。,设计：潘存云,设计：潘存云,二、平键联接的强度校核,键的材料：B 370 Mpa的碳素钢，常用45钢。,键的截面尺寸b、h查表选取，长度L参照轮毂长度从标准中选取。,键的主要失效形式：压溃、磨损(动联接)、剪断。,挤压强度条件：,l=L-b,l=L,一般不会出现,对于导向平键联接，计算依据是磨损，应限制压强：,若强度不时，可采用两个键按180布置。考虑到载荷分布的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,三、花键联接,结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。,优点：承载能力高、对轴的削弱程度小、定心好、 导向性好。,类型：矩形花键、键开线花键、三角形花键。,制造容易最常用,用于高强度联接,用于薄壁零件联接,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,设计：潘存云,1012 销联接,作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。,类型,圆柱销,圆锥销,-经多次拆装后，定位精度会降低；,有1:50的锥度，可反复多次拆装。,拆装方便用于盲孔,螺母锁紧抗冲击,不易松动，能承受振动和变载荷,不铰孔，可多次装拆。,带槽圆柱销,装配前、后,
