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1、,机械基础与实训,杨士伟 主编 2009.9,项目6 连接件,任务1 键连接与销连接 任务2 螺纹连接 任务3 弹性连接 任务4 联轴器与离合器,任务1 键接件与销连接,为了可靠地传递运动和转矩，轴上零件必须与轴有可靠的周向固定，使机器能正常地工作，周向固定的方式有键连接、花键连接和销连接等。,问题引入,1、平键连接 平键是矩形截面的连接件，其主要尺寸为键宽b、键高h和键长L（图6-1a）。平键连接的结构如图6-1b所示，键的上表面为非工作面，它与轮毂键槽底面有间隙。键的两侧面为工作面，工作时靠键与键槽之间的挤压传递运动和转矩。,任务1 键接件与销连接,知识1 键连接,平键按用途不同分为普通平
2、键、导向平键和薄型平键三两种。 （1）普通平键 普通平键用于静连接，轴与轮毂间无相对轴向移动。端部形状分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种形式，如图6-2所示。圆头普通平键，常用于轴中部的连接；平头普通平键，常用于轴端部或轴中部的连接；单圆头普通平键常用于轴端部的连接。,任务1 键接件与销连接,知识1 键连接,任务1 键接件与销连接,知识1 键连接,2）导向平键 导向平键用于动连接，轴与轮毂间有相对轴向移动，如图6-5所示。其端部结构有圆头（A型）、平头（B型）两种。,（3）薄型平键 薄型平键与普通平键相比较，当键宽b相同时，键高h较小，一般用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的
3、场合。,任务1 键接件与销连接,知识1 键连接,2、半圆键连接 半圆键的上表面为平面，两侧面呈半圆形平面（图6-7 a），轴上加工出的键槽也呈半圆形。半圆键连接结构如图6-7b所示，与平键工作原理一样，半圆键也是以键的两侧面为工作面。,任务1 键接件与销连接,知识1 键连接,3、楔键连接 楔键的上表面和轮毂的键槽底面有1：100的斜度。楔键的上、下表面是工作面，而键的两个侧面是非工作面，键与键槽的两个侧面留有间隙，如图6-9所示，多用于对中性要求不高、载荷平稳、转速较低的场合。,任务1 键接件与销连接,知识1 键连接,花键连接由轴上加工出的外花键和轮毂孔上加工出的内花键组成(图6-11) 。用
4、于定心精度要求高和载荷较大的场合。 花键连接已标准化，按齿形的不同，分为矩形花键和渐开线花键（图6-12）。矩形花键齿形简单，精度和导向性能好，应用广泛；渐开线花键可用加工齿轮的方法加工，工艺性好。,任务1 键接件与销连接,知识2 花键连接,任务1 键接件与销连接,知识2 花键连接,销连接的用途主要是用来确定零件间的相互位置，即起定位作用（图6-13 a），另外销连接还可以承受不大的载荷，用来传递横向力或转矩（图6-13b）；销连接也可用来起过载保护作用，当连接过载时，销被切断，从而保护被连接件不被损坏（图6-13c）。,任务1 键接件与销连接,知识3 销连接,任务2 螺纹连接,机械设备都是由
5、不同的零部件组合而成，其相关零部件的连接既需要牢固，又需要在维修和更换配件时，容易地拆卸，这就对零部件之间的连接提出了基本要求，既连接牢靠同时又拆装方便，螺纹连接就具备上述要求。,问题引入,1、螺纹的形成 如图6-14所示，取一张硬纸折成直角三角形ABC，使底边ACd2，绕一直径为d2的圆柱体旋转一周，斜边AB所形成的曲线叫做螺旋线。在圆柱表面上，沿螺旋线加工所产生的连续沟槽、凸棱称为螺纹。螺纹在螺旋线上形成的剖面形状各处相同。螺纹在圆柱外表面的叫外螺纹，在孔内表面的叫内螺纹。内、外螺纹都是配套使用的。,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,（1）单线螺纹与多线螺纹 单线螺纹（n=1）为一
6、条螺旋线形成的螺纹（图6-15a）。若由两条或两条以上、在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹称多线螺纹（图6-15b）（n=2、3、4），n为螺纹线数。,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,单线螺纹一般用于连接，其它螺纹多用于传动。 （2）螺纹旋向 螺纹的旋向是螺旋线在圆柱面上的旋转方向。按照螺纹的旋向不同，可以分为右旋螺纹和左旋螺纹。连接常用右旋螺纹。螺纹旋向判别方法是：将螺纹竖直，圆柱体正面的螺旋线向右上升的为右旋螺纹（图6-15a）；向左上升的为左旋螺纹（图6-15b）,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,（3）螺纹升角 形成螺旋线的直角三角形斜边AB与底边AC之间的夹角叫螺纹
7、升角，见图6-14。,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,2、螺纹的主要参数（图6-16）,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,（1）大径D、d 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为大径，内螺纹大径代号是D，外螺纹大径代号是d。在标准中定为公称直径。 （2）小径D1、d1 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径称为小径。内螺纹小径代号是D1 ，外螺纹小径代号是d1 。 （3）中径D2、d2 中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方，内螺纹中径代号是D2 ，外螺纹中径代号是d2 。,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,
8、（4）螺距P 螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 （5）导程Ph 导程是同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离， Ph =nP。 （6）牙型角、牙型半角/2 在螺纹牙型上，连接牙顶和牙底的侧表面称为牙侧，相邻两牙侧间的夹角称为牙型角。牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角/2叫牙型半角。,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,3、纹的种类、特点与应用 按照螺纹牙型的不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等（图6-17）。除矩形螺纹外，均已标准化。除管螺纹采用英制（以每英寸牙数表示螺距）外，均采用米制。,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,普
9、通螺纹的牙型为等边三角形，60，故又称为三角形螺纹。对于同一公称直径，按螺距大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹。粗牙螺纹常用于一般连接；细牙螺纹自锁性好，强度高，但不耐磨，常用于细小零件、薄壁管件，或用于受冲击、振动和变载荷的连接，有时也作为调整螺纹用于微调机构。 管螺纹的牙型为等腰三角形，55，内外螺纹旋合后无径向间隙，用于有紧密性要求的管件连接。 矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹常用于螺旋传动。,任务2 螺纹连接,知识1 螺纹的基本知识,1、螺纹连接的基本类型 螺纹连接的基本类型有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接四种，它们的构造、特点和应用见表6-1。,任务2 螺纹连接,知识2 螺纹连
10、接的基本类型和常用螺纹连接件,2常用螺纹连接件 螺纹联接件的种类繁多，结构形式和尺寸已经标准化，下面介绍几种常用的类型。 （1）六角头螺栓（图6-18） 六角头螺栓应用最为广泛（螺栓头部有六角头和小六角头两种）。螺杆可制成全螺纹或部分螺纹，螺距有粗牙和细牙两种。,任务2 螺纹连接,知识2 螺纹连接的基本类型和常用螺纹连接件,（2）双头螺柱（图6-19） 双头螺柱两端都制有螺纹，两端螺纹有等长或不等长两种，A型带退刀槽，末端倒角，B型制成腰杆，末端碾制。螺柱的一端旋入螺纹孔中，旋入后即不拆卸，另一端与螺母组合使用以固定零件。,任务2 螺纹连接,知识2 螺纹连接的基本类型和常用螺纹连接件,（3）六
11、角螺母（图6-20） 六角螺母最常用，根据螺母厚度不同，分为标准型和薄型两种。薄螺母常用于铰制孔用螺栓上或空间尺寸受限的场合。,任务2 螺纹连接,知识2 螺纹连接的基本类型和常用螺纹连接件,（4）螺钉（图6-21） 螺钉头部有六角头、圆柱头、半圆头、沉头等形状，头部旋具槽有一字槽、十字槽和内六角孔等形式。十字槽螺钉头部强度高，对中性好，便于自动装配。内六角孔螺钉能承受较大转矩，连接强度高，可代替六角头螺栓，适用于要求结构紧凑的场合。螺栓也可以作螺钉使用。,任务2 螺纹连接,知识2 螺纹连接的基本类型和常用螺纹连接件,（5）紧定螺钉（图6-22） 紧定螺钉的头部多为一字槽，其末端形状常用的有平端
12、、锥端和圆柱端。平端接触面积大，不伤零件表面，常用于顶紧硬度较大的表面或经常拆卸的场合；锥端常用于锁紧较低硬度的表面或不经常拆卸的场合；圆柱端压入轴上的坑中，以锁紧空心轴上的零件位置。,任务2 螺纹连接,知识2 螺纹连接的基本类型和常用螺纹连接件,（6）垫圈（图6-23） 平垫圈可保护被连接件的表面不被擦伤，增大螺母与被连接件间的接触面积。弹簧垫圈有6580的左旋开口，用于摩擦防松。斜垫圈用于倾斜的支承面。,任务2 螺纹连接,知识2 螺纹连接的基本类型和常用螺纹连接件,1、螺纹连接的预紧 拧紧成组的螺栓连接时，应根据被连接件的形状与螺栓的分布情况，按照一定的顺序分次逐步拧紧（一般分23次），拧
13、紧时应注意施力均匀，以防止螺栓受力不一致，甚至造成变形。长方形布置的成组螺栓，拧紧的顺序先从中央开始，逐步向两边对称扩展进行；圆形布置的成组螺栓连接，应按一定交叉方向拧紧；方形布置的成组螺栓连接，必须对称地拧紧，如图6-24所示。,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,对于铸锻焊件等粗糙表面，应加工成凸台、沉头座或采用球面垫圈；支承面倾斜时应采用斜面垫圈（图6-25）。这样可使螺栓轴线垂直于支承面，避免承受偏心载荷。,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,2、螺纹连接的防松 为了保证连接的安全可靠，对螺纹连接要采取
14、必要的防松措施。防松的根本问题在于防止螺旋副发生相对转动。按其工作原理，螺纹连接的防松可分为摩擦防松、机械防松和不可拆防松三种。,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,（1）摩擦防松 这种防松方法的原理是，不论连接所受载荷如何变化，使螺旋副中都存在一定的正压力，从而产生防止螺旋副相对转动的摩擦阻力。这种方法适用于机械外部静止构件的连接，以及防松要求不严格的场合。常用的有双螺母防松（图6-26a）、弹簧垫圈防松（图6-26b）等方法。双螺母防松效果较好，弹簧垫圈防松效果次之。,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,（2）机械防松 机械防松是借助各种止动元件（开口销、止
15、动垫片、金属丝等），直接防止螺旋副的相对转动。这种装置工作可靠，应用广泛，但装拆麻烦。这种方法适用于机械内部运动构件的连接，以及防松要求较高的场合。 1）开口销和开槽螺母 如图6-27a所示，采用开槽螺母，并且在螺栓尾部钻一小孔。螺母拧紧后，将开口销插入螺栓孔与螺母槽中，并把销的末端分开，使螺母与螺栓间不能相对转动。,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,2）六角螺母与止动垫圈 如图6-27b所示，将垫圈的一耳向下折弯放入被连接零件的槽内，另一耳向上折起与螺母一侧面贴紧，但不可贴在螺母的楞角处，否则不会很好地起到防松作用的。 3）圆螺母与止动垫圈 如图6-27c所示，这种垫圈有几
16、个外翅和一个内翅，内翅放入螺栓（或轴）的纵向槽内，拧紧螺母后将垫圈的一个外翅弯入到圆螺母的一个缺口中，便可锁紧。,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,4）串联金属丝 如图6-27d所示，把钢丝连续穿入每个螺栓头（或螺钉头）的小孔，将其串联起来，相互制约，防止松动。钢丝穿入方向要对，正确的是假设将一个螺栓旋松，钢丝应处在拉紧状态，即若旋松一螺栓，与其左右相邻的两个螺栓要处于旋紧状态，这样该螺栓受到牵制便不会旋松。,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,任务2 螺纹连接,知识3 螺纹连接的预紧与防松方法,（3）不可拆防松 在螺纹副拧紧后，把螺栓伸出部分铆死（图6-28a）、在螺栓的末端与螺母旋合缝处采用冲头破坏螺纹副关系（图6-28 b ）、将旋合缝焊死（图6-
