哈工大 機械設(shè)計 教材第四章其他常用鏈接

1、機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章第四章第四章 其他常用連接其他常用連接4.1 4.1 鍵連接鍵連接4.1.1 平鍵連接平鍵連接工作原理：工作原理：平鍵的兩側(cè)是工作面，上表面與輪轂鍵槽底面間有平鍵的兩側(cè)是工作面，上表面與輪轂鍵槽底面間有間隙（如圖），工作時靠軸槽、鍵及轂槽的側(cè)面受擠壓來傳遞間隙（如圖），工作時靠軸槽、鍵及轂槽的側(cè)面受擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩，故定心性較好。故定心性較好。 機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章鍵槽的加工鍵槽的加工 軸上鍵槽可用指狀銑刀或盤狀銑刀加工，軸上鍵槽可用指狀銑刀或盤狀銑刀加工， 輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。

2、輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。 普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合較緊，屬靜連接。普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合較緊，屬靜連接。導向平鍵和滑鍵與輪轂的鍵槽配合較松，屬動連接。導向平鍵和滑鍵與輪轂的鍵槽配合較松，屬動連接。 根據(jù)用途，平鍵又可分為根據(jù)用途，平鍵又可分為 普通平鍵普通平鍵 導向平鍵導向平鍵 滑鍵滑鍵機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章1.1.普通平鍵普通平鍵機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章鍵聯(lián)接4鍵的選擇和強度校核鍵的選擇和強度校核1鍵的尺寸選擇鍵的尺寸選擇bh根據(jù)軸徑根據(jù)軸徑d

3、由標準中查得，鍵的長度參考輪轂由標準中查得，鍵的長度參考輪轂的長度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長，并符合標準中規(guī)的長度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長，并符合標準中規(guī)定的尺寸系列。定的尺寸系列。 平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸bh及鍵長及鍵長L。 機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章2平鍵連接的失效和強度校核平鍵連接的失效和強度校核對于普通平鍵連接（靜連接），其主要失效形式是對于普通平鍵連接（靜連接），其主要失效形式是工作面的壓潰，有時也會出現(xiàn)鍵的剪斷，但一般只作連工作面的壓潰，有時也會出現(xiàn)鍵的

4、剪斷，但一般只作連接的擠壓強度校核。接的擠壓強度校核。對于導向平鍵連接和滑鍵連接，其主要失效形式是對于導向平鍵連接和滑鍵連接，其主要失效形式是工作面的過渡磨損，通常按工作面上的壓力進行條件性工作面的過渡磨損，通常按工作面上的壓力進行條件性的強度校核計算。的強度校核計算。機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章平鍵連接的受力分析平鍵連接的受力分析主要失效形式主要失效形式 是鍵、軸槽、是鍵、軸槽、和轂槽三者中強度最弱的工作和轂槽三者中強度最弱的工作面被壓潰。面被壓潰。強度條件為（擠壓應(yīng)力）：強度條件為（擠壓應(yīng)力）： 2ppTkldMPaMPa式中：式中：P工作面的擠壓應(yīng)力，工

5、作面的擠壓應(yīng)力，MPa T傳遞的轉(zhuǎn)矩，傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm d軸的直徑軸的直徑K 機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章鍵的材料常用鍵的材料常用（B B 600MPa 600MPa ）：）：4545鋼、鋼、2020鋼、鋼、Q235Q235鋼鋼l鍵的工作長度，鍵的工作長度，mmA型型 l=L-bB型型 l=LC型型 l=L-b/2L、b為鍵的公稱長度和鍵寬為鍵的公稱長度和鍵寬k鍵與轂槽的接觸高度鍵與轂槽的接觸高度P許用擠壓應(yīng)力（許用擠壓應(yīng)力（P56表表4.1）如若強度不夠，加雙鍵按如若強度不夠，加雙鍵按180180布置，考慮載荷分布的布置，考慮載荷分布的不均勻性，按不均勻

6、性，按1.51.5個鍵計算個鍵計算機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章2.2.導向平鍵連接導向平鍵連接機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章導向平鍵用于動連接導向平鍵用于動連接導向平鍵連接主要失效形式是工作面的磨損導向平鍵連接主要失效形式是工作面的磨損機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章2bLlbLlLl （圓頭平鍵）（圓頭平鍵）（平頭平鍵）（平頭平鍵）（單圓頭平鍵）（單圓頭平鍵） pkldTp2導向平鍵和滑鍵連接的強度條件為：導向平鍵和滑鍵連接的強度條件為

7、：鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接5 52hk 式中：式中： p、p為許用應(yīng)力與許用壓強（表為許用應(yīng)力與許用壓強（表6.1）機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章4.1.2 半圓鍵連接半圓鍵連接鍵的側(cè)面為工作面，鍵的上表面與轂槽底面間有間隙。鍵的側(cè)面為工作面，鍵的上表面與轂槽底面間有間隙。強度計算方法與平鍵相似。強度計算方法與平鍵相似。機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章4.1.3 楔鍵連接楔鍵連接楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。

8、鍵楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有的上表面與鍵槽底面均有1:100 1:100 的斜度。工作時，鍵的斜度。工作時，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接3 3切向鍵切向鍵由兩個斜度為由兩個斜度為1:100的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成

9、傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120130角的兩個鍵。角的兩個鍵。 機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接1 14.2 4.2 花鍵連接花鍵連接 花鍵連接是將具有均布的多個凸齒的軸置于輪轂相應(yīng)的凹槽中所構(gòu)成花鍵連接是將具有均布的多個凸齒的軸置于輪轂相應(yīng)的凹槽中所構(gòu)成的連接。其工作面是鍵齒側(cè)。的連接。其工作面是鍵齒側(cè)。 花鍵連接是多齒傳遞載荷，故比平鍵連接的承載能力高，定心性和花鍵連接是多齒傳遞載荷，故比平鍵連接的承載能力高，定心性和導向性好，對軸的削弱小導向性好，對軸的削弱小( (齒淺、應(yīng)力集中小齒淺、應(yīng)力集中小) )； 花鍵連接一般用于定心精度要求高和載荷較

10、大的地方?；ㄦI連接一般用于定心精度要求高和載荷較大的地方。 花鍵加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高。花鍵加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高。 花鍵連接按齒形不同，可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類，且均已標花鍵連接按齒形不同，可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類，且均已標準化。準化。 機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章4.2.1 矩形花鍵連接機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章4.2.2 漸開線花鍵機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章4.3 4.3 銷連接銷連接根

11、據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、連接銷、安全銷。根據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、連接銷、安全銷。根據(jù)銷的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等。根據(jù)銷的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等。銷聯(lián)接主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可銷聯(lián)接主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的連接。用于軸和輪轂或其他零件的連接。銷聯(lián)接銷聯(lián)接銷的材料為銷的材料為35、45鋼（開口銷為低碳鋼），許用應(yīng)力鋼（開口銷為低碳鋼），許用應(yīng)力t t=80MPa，許用，許用擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)力 p與鍵連接的擠壓應(yīng)力相同。與鍵連接的擠壓應(yīng)力相同。槽

12、槽 銷銷銷軸和開口銷銷軸和開口銷開尾圓錐銷開尾圓錐銷圓柱銷圓柱銷圓錐銷圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷 機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章型面型面連連接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩的可拆遞運動和轉(zhuǎn)矩的可拆連連接，它是無鍵連接的一種型式。接，它是無鍵連接的一種型式。在家用機械、辦公機械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑在家用機械、辦公機械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑出各種各樣的非圓形孔是毫無困難的，故型面聯(lián)接的應(yīng)用獲得了發(fā)展。應(yīng)出各種各樣的非圓形孔是毫無困

13、難的，故型面聯(lián)接的應(yīng)用獲得了發(fā)展。應(yīng)用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。 由于型面連接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯(lián)接的由于型面連接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯(lián)接的應(yīng)用。應(yīng)用。一、型面連接一、型面連接4.4 4.4 無鍵連接無鍵連接型面聯(lián)接型面聯(lián)接 機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章脹緊聯(lián)接脹緊聯(lián)接脹套脹套的尺寸選擇：的尺寸選擇： 脹緊聯(lián)接是在轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接脹緊聯(lián)接是在轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接套（簡稱脹套），在軸向力作用下，同時脹緊套（簡稱脹套），在軸向力作用下，同時脹緊軸與轂而構(gòu)成的一

14、種靜聯(lián)接。軸與轂而構(gòu)成的一種靜聯(lián)接。 各型脹套已標準化，選用時可根據(jù)軸、轂各型脹套已標準化，選用時可根據(jù)軸、轂尺寸及傳遞載荷大小，從標準中選擇合適的型尺寸及傳遞載荷大小，從標準中選擇合適的型號和尺寸。號和尺寸。選擇時應(yīng)滿足：選擇時應(yīng)滿足： TT 傳遞轉(zhuǎn)矩時傳遞轉(zhuǎn)矩時aaFF 傳遞軸向力時傳遞軸向力時a22aR2FdTFF傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接4 4二、脹緊聯(lián)接二、脹緊聯(lián)接 TmTm 當一個脹套不滿足要求時，可用兩個以上的脹套串聯(lián)使用，此時總的額當一個脹套不滿足要求時，可用兩個以上的脹套串聯(lián)使用，此時總的額定載荷為：定載荷為：m為額定載荷系數(shù)。為額定

15、載荷系數(shù)。 機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章三、其它連接三、其它連接機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章4.5 4.5 焊接和膠接（自學）焊接和膠接（自學）4.5.1 焊接焊接1 焊接的類型、特點和應(yīng)用焊接的類型、特點和應(yīng)用焊接是借助加熱或加壓使兩個金屬元件在連接處形成原子或分子焊接是借助加熱或加壓使兩個金屬元件在連接處形成原子或分子間的結(jié)合而構(gòu)成的不可拆連接。間的結(jié)合而構(gòu)成的不可拆連接。 焊接方法焊接方法原理及特點原理及特點應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍被焊接材料被焊接材料接頭類型接頭類型

16、特點特點備注備注氣焊氣焊利用乙炔和氧氣等可燃氣體燃燒利用乙炔和氧氣等可燃氣體燃燒發(fā)熱來熔化焊件及焊條。發(fā)熱來熔化焊件及焊條。變形大、焊接質(zhì)量不高、變形大、焊接質(zhì)量不高、生產(chǎn)率較低生產(chǎn)率較低碳鋼、鑄鐵、鋁銅及碳鋼、鑄鐵、鋁銅及其合金等其合金等對接對接用于載荷不大的結(jié)構(gòu)用于載荷不大的結(jié)構(gòu)常用于焊接薄鋼板、黃銅常用于焊接薄鋼板、黃銅和焊補鑄鐵件；也可作為和焊補鑄鐵件；也可作為釬焊、熱處理等的加熱熱釬焊、熱處理等的加熱熱源源手工電弧焊手工電弧焊利用電弧產(chǎn)生高溫熔化金屬進行利用電弧產(chǎn)生高溫熔化金屬進行焊接。操作靈活方便但生焊接。操作靈活方便但生產(chǎn)率較低產(chǎn)率較低碳鋼、低合金鋼、不碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄

17、鐵、銹鋼、鑄鐵、鋁銅及其合金鋁銅及其合金對接、搭接對接、搭接、丁、丁字接字接可用于緊固、緊密型可用于緊固、緊密型的焊縫的焊縫具有較高的靈活性、是目具有較高的靈活性、是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法前應(yīng)用最廣泛的一種方法表表4.3 常用焊接方法及其特點常用焊接方法及其特點機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章焊接方法焊接方法原理及特點原理及特點應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍被焊接材料被焊接材料接頭類型接頭類型特點特點備注備注埋弧自動焊埋弧自動焊利用電弧加熱、渣保護進行焊接利用電弧加熱、渣保護進行焊接。焊接質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率。焊接質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、焊件變形小高、焊件變形小碳鋼、低合金鋼、鋁碳鋼

18、、低合金鋼、鋁銅及其合金銅及其合金對接、搭接對接、搭接可用于緊固、緊密型可用于緊固、緊密型的焊縫的焊縫適用于大批量生產(chǎn)的長直適用于大批量生產(chǎn)的長直焊縫及環(huán)縫焊縫及環(huán)縫等離子弧焊等離子弧焊利用等離子弧加熱進行焊接，不利用等離子弧加熱進行焊接，不開坡口，一次焊成開坡口，一次焊成合金鋼、銅合金及鎢合金鋼、銅合金及鎢、鉬、鈷、鈦、鉬、鈷、鈦等難熔金屬等難熔金屬對接對接適用于薄壁件的焊接適用于薄壁件的焊接，焊接質(zhì)量好，焊接質(zhì)量好可焊箔材、微型電容器及可焊箔材、微型電容器及薄壁容器。但設(shè)備薄壁容器。但設(shè)備復雜、氣體消耗量復雜、氣體消耗量大大電子束焊電子束焊利用在真空中電子轟擊金屬表面利用在真空中電子轟擊金

19、屬表面產(chǎn)生的熱量來熔化金屬。產(chǎn)生的熱量來熔化金屬。金屬不氧化、無污染、焊金屬不氧化、無污染、焊縫表面平滑、熔合好、無縫表面平滑、熔合好、無缺陷缺陷低合金鋼、不銹鋼、低合金鋼、不銹鋼、高強度鋼、鋁高強度鋼、鋁、鈦、鋯、鉬、鈦、鋯、鉬、鈹、鉭，也、鈹、鉭，也可焊接異種金可焊接異種金屬屬對接、搭接對接、搭接、丁、丁字接字接適用于焊接要求變形適用于焊接要求變形小的經(jīng)過精加小的經(jīng)過精加工的零件或貴工的零件或貴重零件的補焊重零件的補焊，且焊后不需，且焊后不需再加工再加工含鋅高的鋁合金、黃銅、含鋅高的鋁合金、黃銅、未脫氧的低碳鋼等未脫氧的低碳鋼等不能焊。焊件尺寸不能焊。焊件尺寸收真空室限制，用收真空室限制，

20、用于原子能、航空、于原子能、航空、航天等部門航天等部門機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章金屬名稱金屬名稱碳鋼碳鋼不銹鋼不銹鋼青銅青銅黃銅黃銅鋁鋁鋁鋁好好不能焊接不能焊接尚好，但尚好，但焊縫脆焊縫脆弱弱不好不好好好黃銅黃銅好好好好好好好好青銅青銅好好好好好好不銹鋼不銹鋼好好好好碳鋼碳鋼好好表表4.4 常用異種金屬間的焊接性常用異種金屬間的焊接性機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章塑料名稱塑料名稱焊接性焊接性焊接焊接溫度溫度電加熱電加熱火加熱火加熱機械加熱機械加熱接接觸觸加加熱熱高頻高頻電流電流加熱加熱熱空熱空氣加氣加熱熱熱惰熱惰性氣性氣體加體加熱熱熱混熱混合氣合氣體加體加熱熱摩摩擦擦加加熱熱熱工熱工具加具加熱熱聚乙烯（板材聚乙烯（板材、薄膜）、薄膜）好好好好好好一般一般好好140180聚乙烯（棒料聚乙烯（棒料、管）、管）好好好好好好好好好好140180聚酰胺聚酰胺好好好好好好好好好好160230有機玻璃有機玻璃好好一般一般一般一般一一般般好好200220氟塑料（板材氟塑料（板材、薄膜）、薄膜）好好一般一般一般一般一般一般好好380385表表4.5 常用熱塑性塑料的焊接性常用熱塑性塑料的焊接性機電工程學院機電工程學院 張鋒張鋒機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章2 焊接接頭形式焊接接頭形式1 對接接頭對