《机械基础》联结-教学课件

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1、 常用联接常用联接2 2 键联接键联接5 5 销联接销联接3 3 花键联接花键联接4 4 螺纹联接螺纹联接1 1 概述概述键及花键联接键及花键联接螺纹联接螺纹联接销联接销联接可拆卸联接可拆卸联接铆接铆接焊接焊接胶接胶接不可拆卸联接不可拆卸联接静联接静联接动联接动联接联联接接 常用联接常用联接轴间联接轴间联接运动副运动副1 1概述概述将两个或两个以上的零件联接成一体将两个或两个以上的零件联接成一体联接：联接：本章只讲可拆联结本章只讲可拆联结返回返回 2 2 键联接键联接 键联接键联接: : 用键联接轴与轴用键联接轴与轴上带轮毂的零件上带轮毂的零件, ,以实现周向以实现周向固定零件的作用以传递运动

2、、固定零件的作用以传递运动、传递转矩。传递转矩。键联接的主要类型有键联接的主要类型有键是一种标准件：键是一种标准件：一、键联接的类型与构造一、键联接的类型与构造 工作原理：两侧面工作原理：两侧面为工作面，靠键与槽的为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭挤压和键的剪切传递扭矩矩 ；1 1）普通平键）普通平键 用于静联接，用于静联接，即轴与轮毂间无相即轴与轮毂间无相对轴向移动对轴向移动1 1、平键联接、平键联接（一）松键联结：（一）松键联结：工作前不受预紧力工作前不受预紧力键键（1 1）普通平键结构：）普通平键结构：圆头普通平键圆头普通平键(A(A型型) )用于轴中部用于轴中部用于轴端用于轴端用

3、于轴中部用于轴中部平头普通平键平头普通平键(B(B型型) )单圆头普通平键单圆头普通平键(C(C型型) ) 轴上的槽用圆盘铣刀加工轴上的槽用圆盘铣刀加工轴上的键槽用指状铣刀加工轴上的键槽用指状铣刀加工（2 2）特点）特点: : 键在槽中固定好，轴上键键在槽中固定好，轴上键槽端部的应力集中较大槽端部的应力集中较大, ,轴强轴强度削弱较大。度削弱较大。 轴上的键槽用盘铣刀轴上的键槽用盘铣刀铣出，键槽的应力集中，铣出，键槽的应力集中，较小轴强度削弱较小。较小轴强度削弱较小。圆头、单圆头普通平键：圆头、单圆头普通平键：平头普通平键平头普通平键加加工工演演示示加加工工演演示示 用于滑移距离较用于滑移距离

4、较短的动联接，即轴与短的动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向轮毂之间有相对轴向移动的联接移动的联接 2 2）导向平键：）导向平键：有有A A、B B两种结构：两种结构：A型型B型型应用应用3）滑键：）滑键：用于滑移距离较大的动联接，即轴与用于滑移距离较大的动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接轮毂之间有相对轴向移动的联接 2 2、半圆键、半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。其侧面的挤压来传递扭矩。 特特点点：工工艺艺性性好好，装

5、装配配方方便便，适用于锥形轴与轮毂的联接适用于锥形轴与轮毂的联接.缺点：轴槽对轴的强度削弱缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。较大。只适宜轻载联接。d1 1、楔键联接、楔键联接 上表面有上表面有1 1：100100斜度，斜度，安装时安装时使键楔紧在轴与毂的使键楔紧在轴与毂的键槽中键槽中（侧面有间隙）靠上（侧面有间隙）靠上下面的摩擦传递扭矩，并可下面的摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力；传递小部分单向轴向力； 钩头楔键拆卸方便。钩头楔键拆卸方便。普通楔键普通楔键钩头楔键钩头楔键安安装装后后的的情情况况（二）紧键联结（二）紧键联结2 2、切向键、切向键 两两个个斜斜度度为为1 1：1

6、00100的的楔楔键键联联接接，上上、下下两两面面为为工工作作面面（打打入入）布布置置在在圆圆周周的切向的切向 工作原理：靠工作面与轴及轮毂工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩相挤压来传递扭矩 切向键联接切向键联接工作面 适适用用于于低低速速轻轻载载、精精度度要要求求不不高高。钩钩头头只只用用于于轴轴端端联联接接，如如在在中中间间用用键键槽槽应应比比键键长长2 2倍倍才才能能装装入。且要罩安全罩入。且要罩安全罩 3 3、紧键特点、紧键特点 ：对中性差，有偏心力。对中性差，有偏心力。变载下易松动。变载下易松动。二、平键尺寸选择及标记二、平键尺寸选择及标记:平键尺寸平键尺寸有：有：键的剖面

7、尺寸键的剖面尺寸b*hb*h：b b 键的公称宽度键的公称宽度h h 键的公称高度键的公称高度L L 键的公称长度键的公称长度根据轴径大小从标准中选出根据轴径大小从标准中选出键的公称长度键的公称长度L L：小于轮毂长度并取标准长度系列。小于轮毂长度并取标准长度系列。键的标记：键键的标记：键b*L GB1096-79b*L GB1096-79（对于（对于A A型键可不标出，型键可不标出，但对于但对于B B、C C型，必须标注型，必须标注“键键B B”或或“键键C C”）。）。 三、键联接的强度校核三、键联接的强度校核 1 1、力分析、力分析2、应力分析、应力分析3、失效分析、失效分析:4、强度计

8、算、强度计算 平键联接的受力情况平键联接的受力情况挤压、剪切挤压、剪切挤压应力挤压应力切应力切应力aadh/2by d/2 挤压强度条件为挤压强度条件为T扭矩（扭矩（Nmm）k工作高度工作高度 k=h/2 ; d轴径（轴径（mm） ;l工作长度工作长度 A型键：型键：l=L-b B型键：型键：l=L C型键：型键：l=L-b/2 ; L公称长度公称长度;jy较弱材料的许用挤压应力较弱材料的许用挤压应力;表表。1 1）双键，）双键，180180布置（按个键计算）三键，布置（按个键计算）三键，120120布置；布置；强度不够时应采取的措施：强度不够时应采取的措施：4 4）改用花键）改用花键3 3）

9、用）用B B型代替型代替A A型型2 2）可能的情况下适当增加键长）可能的情况下适当增加键长L L；返回返回3 3 花键联接花键联接 花花键键联联接接是是由由带带多多个个键键齿齿的的花花键键轴轴（外外花花键键）与与花花键键孔孔（内内花花键键）所所组组成的联结成的联结Dd花键齿侧面为工作面花键齿侧面为工作面适用于动、静联接适用于动、静联接一、类型、特点和应用一、类型、特点和应用1 1、特点：、特点：1 1）齿较多、工作面积大、承载能力较高）齿较多、工作面积大、承载能力较高6 6）加工需专用设备、制造成本高）加工需专用设备、制造成本高2 2）键均匀分布，各键齿受力较均匀）键均匀分布，各键齿受力较均

10、匀3 3）齿槽浅、齿根应力集中小，对轴的强度削弱）齿槽浅、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少减少4 4）轴上零件对中性好）轴上零件对中性好5 5）导向性较好）导向性较好2 2、花键类型、花键类型 矩形花键联接按新标准为内径定心，定心精矩形花键联接按新标准为内径定心，定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，应用广泛除热处理后变形，应用广泛矩形花键矩形花键 定定心心方方式式为为齿齿形形定定心心，当当齿齿受受载载时时，齿齿上上的的径径向向力力能能自自动动定定心心，有有利利于于各各齿齿均均载载，应应用用广广泛泛，优优先采用先采用 渐开线

11、花键渐开线花键三角形花键三角形花键齿数较多，齿较小，对轴强度齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件削弱小。适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联接。的联接。 3、矩形花键的尺寸选则、矩形花键的尺寸选则矩形花键的尺寸有：矩形花键的尺寸有：键齿数键齿数 N内径内径 d由轴强度确定由轴强度确定外径外径 D键齿宽键齿宽 b由由d及载荷系列及载荷系列查标准查标准矩形花键规格矩形花键规格 N d D b返回返回一、螺纹联接主要类型一、螺纹联接主要类型1 1、螺栓联接、螺栓联接动动画画动动画画（1 1） 普通螺栓联接普通螺栓联接（2 2）配合螺栓联接配合螺栓联接装配后孔与杆间有

12、间隙装配后孔与杆间有间隙 装配后无间隙，主要承受装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用横向载荷，也可作定位用,孔需孔需要铰削加工。要铰削加工。 适用两被联接件均不太厚适用两被联接件均不太厚的场合的场合4 4 螺纹联接螺纹联接 螺纹联接：螺纹联接：利用带有螺纹的利用带有螺纹的零件进行的联接。零件进行的联接。动画动画2 2、双头螺柱联接、双头螺柱联接 利用两端均有螺纹的螺柱，一端旋入被联接利用两端均有螺纹的螺柱，一端旋入被联接件的螺纹孔，另一端用螺母拧紧。件的螺纹孔，另一端用螺母拧紧。 适用被联接件之一较厚且经常拆卸的场合。拆装适用被联接件之一较厚且经常拆卸的场合。拆装时只需拆螺母，而不将双

13、头螺栓从被联接件中拧出。时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。利用一端有头，一端有螺纹的螺钉直接旋入利用一端有头，一端有螺纹的螺钉直接旋入被联接件的螺纹孔被联接件的螺纹孔 适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆的场合。经常装拆的场合。3 3、螺钉联接、螺钉联接动画动画 特殊联接：地脚螺栓联特殊联接：地脚螺栓联接接动画动画4 4、紧定螺钉联接及其它、紧定螺钉联接及其它 拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大

14、的轴向力或扭矩不大的轴向力或扭矩。吊环螺钉联接吊环螺钉联接二、常用螺纹联接件二、常用螺纹联接件 铰制孔螺栓铰制孔螺栓螺纹部分直径较小螺母螺纹部分直径较小螺母1 1、螺栓：普通螺栓、螺栓：普通螺栓 六角头，小六角头，标准六六角头，小六角头，标准六角头，大六角头角头，大六角头, , 内六角内六角2 2、双头螺柱：、双头螺柱：普通六脚头螺栓尺寸如右图普通六脚头螺栓尺寸如右图 A A型型有退刀槽有退刀槽两端带螺纹两端带螺纹 B B型型无退刀槽无退刀槽与螺栓区别与螺栓区别要求螺纹部分直径较要求螺纹部分直径较粗粗; ;要求全螺纹，不与螺母配用。要求全螺纹，不与螺母配用。3 3、螺钉、螺钉 自攻螺钉自攻螺钉

15、由螺由螺钉攻出螺纹钉攻出螺纹4 4、螺母：、螺母： 圆螺母圆螺母+ +止退垫圈止退垫圈螺母外圆带有缺口，应用螺母外圆带有缺口，应用时将垫圈内舌嵌入螺杆槽时将垫圈内舌嵌入螺杆槽中，外舌嵌入圆螺母的槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧内，螺母即被锁紧六角螺母：标准，扁，厚六角螺母：标准，扁，厚圆柱端圆柱端压入轴上凹压入轴上凹坑中，适于紧定空心轴坑中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和上零件的位置轻材料和金属薄板金属薄板5 5、紧定螺钉、紧定螺钉锥锥 端端适于零件表适于零件表面硬度较低不常拆卸面硬度较低不常拆卸常合常合; ;平平 端端接触面积大、接触面积大、不伤零件表面，用于不伤零件表面，用于顶

16、紧硬度较大的平面，顶紧硬度较大的平面，适于经常拆卸适于经常拆卸. .6 6、垫圈、垫圈1 1、预紧、预紧 承受工作载荷，增大联接的紧密性和可靠性。承受工作载荷，增大联接的紧密性和可靠性。此外适当地提高预紧力，还能提高螺栓的抗疲此外适当地提高预紧力，还能提高螺栓的抗疲劳强度及防松。劳强度及防松。 螺纹联接件在装配时需拧紧，即在承载时，螺螺纹联接件在装配时需拧紧，即在承载时，螺纹已预先受预紧力纹已预先受预紧力Q Q0 0。预紧对螺栓连接起着重要作用。预紧对螺栓连接起着重要作用。 在在螺螺栓栓联联接接中中，预预紧紧力力的的大大小小要要恰恰当当，因因此此，要要对对拧拧紧紧力力矩矩加加以以控控制制。实实

17、际际中中可可通通过过定定力力矩矩、测测力力矩扳手来进行控制。矩扳手来进行控制。 三、三、 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松 2 2、预紧目的、预紧目的预紧力预紧力Q QP P的控制：的控制：测力矩板手测力矩板手测出预紧力矩，如图测出预紧力矩，如图a) 定力矩板手定力矩板手达到固定的拧紧力矩达到固定的拧紧力矩 T T时，弹簧受压将自动打滑时，弹簧受压将自动打滑, ,如图如图b)b) a)测力矩扳手测力矩扳手实物演示实物演示b)定力矩扳手定力矩扳手 一一般般来来说说，联联接接螺螺纹纹具具有有一一定定的的自自锁锁性性，在在静静载载荷荷条条件件下下并并不不会会自自动动松松脱脱。但但当当联联接接

18、受受到到冲冲击击、振振动动、变变载载荷荷作作用用以以及及温温度度变变化化较较大大时时联联接接不不可可避避免免地地会会产产生松动。易发生事故，所以螺纹联接必须防松。生松动。易发生事故，所以螺纹联接必须防松。常用防松办法：常用防松办法： （1 1）摩擦防松）摩擦防松 对顶螺母防松对顶螺母防松3 3、螺纹防松、螺纹防松弹簧垫圈：弹簧垫圈： 螺螺母母一一端端做做成成非非圆圆形形收收口口或或开开峰峰后后径径面面收收口口，螺螺母母拧拧紧紧后后收收口口涨涨开开，利利用用收收口口的的弹弹力力使使旋旋合合螺螺纹间压紧纹间压紧 自锁螺母：自锁螺母：开槽螺母与开口销开槽螺母与开口销（2 2）机械防松）机械防松尼龙锁

19、紧圈螺母防松：尼龙锁紧圈螺母防松：圆螺母与止动垫圈：圆螺母与止动垫圈：单耳止动垫圈防松：单耳止动垫圈防松：串联钢丝：串联钢丝：（4 4）化学防松）化学防松粘合粘合 （3 3）永久防松：）永久防松：点焊点焊冲点冲点四、螺纹布置四、螺纹布置1、被联接件的结构单轴、双轴对称布置、被联接件的结构单轴、双轴对称布置2、同一排螺栓个数不宜太多，一般不超过、同一排螺栓个数不宜太多，一般不超过8个；个；分布分布在同一圆周上的额螺栓数应取为在同一圆周上的额螺栓数应取为3、4、6、8、12等等易于分度的数目，以利于划线钻孔和加工易于分度的数目，以利于划线钻孔和加工3 3、留有足够的扳手空间、留有足够的扳手空间4

20、4、联接的支承面必须进行加工平整，应有凸台、联接的支承面必须进行加工平整，应有凸台、锪平或采用沉头座（又称鱼眼坑锪平或采用沉头座（又称鱼眼坑) )等。等。 返回返回10-5 10-5 销联接销联接 销联接也是工程中常用的一种重销联接也是工程中常用的一种重要联接形式，主要用来固定零件之间要联接形式，主要用来固定零件之间的相对位置，当载荷不大时也可以用的相对位置，当载荷不大时也可以用作传递载荷的联接，也可以作为安全作传递载荷的联接，也可以作为安全装置中的过载剪断元件。装置中的过载剪断元件。 销的主要形式有圆柱销销的主要形式有圆柱销(a)(a)和圆和圆锥销锥销(b)(b)（1 1：5050锥度）、槽

21、销锥度）、槽销、开、开口销口销(d)(d)、销轴、销轴(e)(e)等如图等如图 。(a)(b)(c)(d)(e)(e) 定位销通常不承受载荷，其结构尺寸可以按定位销通常不承受载荷，其结构尺寸可以按结构确定，数目不得少于两个。结构确定，数目不得少于两个。 销的主要材料为销的主要材料为3535、4545钢，许用剪切应力为钢，许用剪切应力为80MPa80MPa，许用挤压应力可以查阅相关标准或教材表，许用挤压应力可以查阅相关标准或教材表格数据。格数据。 联接销在工作中通常受到挤压和剪切。设计联接销在工作中通常受到挤压和剪切。设计时，可以根据联接结构的特点和工作要求来选择销时，可以根据联接结构的特点和工作要求来选择销的类型、材料和尺寸，必要时进行强度校核计算。的类型、材料和尺寸，必要时进行强度校核计算。