機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）課件第5章連接教學(xué)課件

1、機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）課件第5章連接ppt課件第5章 連接5.1 鍵連接和銷連接 5.2 螺紋連接 5.3 聯(lián)軸器和離合器5.1 鍵連接和銷連接5.1.1鍵連接的類型5.1.2平鍵連接的尺寸選擇及強(qiáng)度校核5.1.3 花鍵連接5.1.4 銷連接階段應(yīng)用練習(xí)5-15.2 螺紋連接5.2.1概述5.2.2螺紋連接類型及螺紋連接件5.2.3螺紋連接的裝配法5.2.4螺紋連接的防松階段應(yīng)用練習(xí)5-25.3 聯(lián)軸器和離合器5.3.1概述5.3.2聯(lián)軸器5.3.3離合器階段應(yīng)用練習(xí)5-35.1 鍵連接和銷連接5.1.1鍵連接的類型 鍵連接松鍵連接緊鍵連接平鍵連接半圓鍵連接花鍵連接楔鍵連接切向鍵連接一、平鍵連接工

2、作面：兩側(cè)面按端部形狀分：A型、B型、C型5.1 鍵連接和銷連接表5.1普通平鍵的類型及應(yīng)用普通平鍵類型圖片特點(diǎn)及應(yīng)用A型鍵的軸向定位好，應(yīng)用最廣泛，但鍵槽對軸會引起較大的應(yīng)力集中。B型軸上的鍵槽是用盤形銑刀來加工的，避免了園頭平鍵的缺點(diǎn)，但鍵在鍵槽中固定不良，常用螺釘將其緊定在軸上的鍵槽中，以防松動。C型常用于軸端與轂類零件的連接。5.1 鍵連接和銷連接（）導(dǎo)向平鍵是一種較長的平鍵，用螺釘將其固定在軸的鍵槽中。（）導(dǎo)向平鍵除實(shí)現(xiàn)周向固定外，由于輪轂與軸之間均為間隙配合。（）允許零件沿鍵槽作軸向移動，構(gòu)成動連接。為裝拆方便，在鍵的中部設(shè)有起鍵螺孔。二、導(dǎo)向平鍵連接特點(diǎn)：如圖 5.3所示圖 5.

3、3 導(dǎo)向平鍵連接 5.1 鍵連接和銷連接三、滑鍵連接特點(diǎn)：（1）因為滑移距離較大時，用過長的平鍵制造困難，所以當(dāng)軸上零件滑移距離較大時，宜采用滑鍵。（2）滑鍵固定在輪轂上，輪轂帶動滑鍵在軸槽中作軸向移動，因而需要在軸上加工長的鍵槽。 如圖5.4所示 圖 5.4 滑鍵連接 5.1 鍵連接和銷連接三、半圓鍵連接特點(diǎn)：（1）半圓鍵工作面為鍵的兩側(cè)面，有較好的對中性，用于靜連接。 （2）可在軸上鍵槽中擺動以適應(yīng)輪轂上鍵槽斜度，裝配方便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的連接。（3）缺點(diǎn)是鍵槽對軸的強(qiáng)度削弱較大，只適用于輕載連接。 如圖5.5所示 圖 5.5 半圓鍵連接 5.1 鍵連接和銷連接四、楔鍵連接特點(diǎn)：

4、（1）楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。（2）鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100 的斜度，能承受不大的單向軸向力。（3）鍵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。 如圖5.6所示 圖 5.6 楔鍵連接 5.1 鍵連接和銷連接六、切向鍵連接特點(diǎn)：（1）由兩個斜度為1:100的楔鍵組成，上下面為工作面。（2）一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩。（3）傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120130角的兩個鍵。 如圖5.7所示 圖 5.7 切向鍵連接 5.1 鍵連接和銷連接5.1.2平鍵連接的尺寸選擇及強(qiáng)度校核1.尺寸選擇 尺寸選用依據(jù)(寬高度)b*h裝鍵處的軸徑（d）（

5、長度）L輪轂的長度（B） L B且符合長度系列標(biāo)記示例：具體查表5.25.1 鍵連接和銷連接（1）圓頭普通平鍵(A型),b = 16、h =10、L =100的標(biāo)記為： 鍵16100 GB/T 1096-2003（2）方頭普通平鍵(B型),b = 16、h =10、L =100的標(biāo)記為： 鍵B16100 GB/T 1096-2003（3）單圓頭普通平鍵(C型),b = 16、h =10、L =100的標(biāo)記為： 鍵C16100 GB/T 1096-20035.1 鍵連接和銷連接2 .平鍵連接的強(qiáng)度校核普通平鍵：主要失效形式為工作面壓潰，應(yīng)作擠壓強(qiáng)度校核。導(dǎo)向平鍵、滑鍵：主要失效形式為工作面過度磨

6、損，應(yīng)按工作面壓力進(jìn)行條件性強(qiáng)度校核計算。參照表5.3注：（1）當(dāng)1個普通平鍵連接不能滿足強(qiáng)度要求時，采用兩個平鍵，相隔180布置，考慮到載荷分布不均勻，按1.5倍單鍵鍵長計算連接的強(qiáng)度。（2）若強(qiáng)度仍不滿足，則應(yīng)考慮設(shè)計花鍵連接。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵的材料采用抗拉強(qiáng)度不低于600MPa的鋼制造，常用45號鋼。5.1 鍵連接和銷連接【例5-1】已知某減速器中的齒輪安裝在軸的兩支點(diǎn)之間，構(gòu)成靜連接。齒輪與軸的材料均為鍛鋼，齒輪精度為7級，安裝齒輪處的軸徑= 60 mm,齒輪輪轂寬度為110 mm。要求傳遞的轉(zhuǎn)矩,載荷有輕微沖擊。試設(shè)計此連接。解 1.由于8級精度以上的齒輪要求一定的定心精度，故該軸轂

7、連接應(yīng)選擇普通平鍵連接。又因為該齒輪位于兩支點(diǎn)之間所以選擇A型鍵（圓頭）。根據(jù)鍵所在的軸徑選擇鍵的截面尺寸。軸徑，從表6.2查得鍵寬,鍵高。鍵長。2.鍵連接的強(qiáng)度計算因為鍵、軸和轂的材料均為鋼，查表6.3得許用應(yīng)力 P = 100120 MPa , 取 P = 110 MPa。5.1 鍵連接和銷連接鍵的工作長度l =L b = 10018 = 82 mm ,鍵與輪轂的接觸高度 k = 0.5 h = 0.511 =5.5 mm 。由式得 可見強(qiáng)度不足，應(yīng)修改設(shè)計。改用2個鍵按180布置。強(qiáng)度計算時按1.5個鍵進(jìn)行。結(jié)論：強(qiáng)度滿足。鍵的標(biāo)記：鍵18100 GB/T1096-2003(A型鍵不用標(biāo)

8、出A,而B或C則應(yīng)標(biāo)明) 5.1 鍵連接和銷連接5.1.3 花鍵連接花鍵連接是由均勻分布的多個鍵齒的花鍵軸與帶有相應(yīng)鍵齒槽的輪轂相配合而組成的可拆連接。花鍵分為外花鍵和內(nèi)花鍵。如圖5.8所示。 外花鍵內(nèi)花鍵圖5.8 花鍵連接5.1 鍵連接和銷連接1 特點(diǎn)（1）由于其工作面為均布多齒的齒側(cè)面，故承載能力高。（2）軸上零件和軸的對中性好，導(dǎo)向性好，鍵槽淺，齒根應(yīng)力集中小，對軸和輪轂的強(qiáng)度影響小。（3）加工時需要專用的設(shè)備、量刀和刃具，制造成本高。（4）適用于載荷較大、定心要求較高的靜連接和動連接，在汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床制造和農(nóng)業(yè)機(jī)械中有較廣泛的應(yīng)用。5.1 鍵連接和銷連接2 類型（1） 矩形花鍵定心

9、方式：小徑定心特點(diǎn)：定心精度高，定心的穩(wěn)定性好，可以利用磨削的方法消除熱處理產(chǎn)生的變形。 應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等領(lǐng)域 圖5.9矩形花鍵連接 5.1 鍵連接和銷連接（2） 漸開線花鍵定心方式：齒形定心特點(diǎn)：漸開線花鍵的制造工藝與齒輪完全相同，加工工藝成熟，制造精度高，花鍵齒根強(qiáng)度高，應(yīng)力集中小，易于定心 。應(yīng)用：用于載荷較大、軸徑也大且定心精度高時的連接 圖5.10 漸開線花鍵連接 5.1 鍵連接和銷連接5.1.4 銷連接用途：確定零件間的相互位置，即起定位作用，是裝配機(jī)器時的重要輔件，同時也可用于軸與輪轂的連接并傳遞不大的載荷。 1 種類：定位銷：主要用于零件間位置定位，如

10、圖5.11（a）所示，常用 作組合加工和裝配時的主要輔助零件。連接銷：主要用于零件間的連接或鎖定，如圖5.11（b）所示，可傳遞不大的載荷。安全銷：主要用于安全保護(hù)裝置中的過載剪斷元件, 如圖5.11（c）所示。5.1 鍵連接和銷連接（a）定位銷（b）連接銷（c）安全銷圖5.11 銷連接的基本形式2 銷的形式：圓柱銷和圓錐銷兩種，常用的還有開口銷。（參數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化）5.1 鍵連接和銷連接（a）圓錐銷 （a）圓柱銷 （c）開口銷 5.12 常用銷的類型【階段練習(xí)】一、選擇題1普通平鍵連接的主要用途是使軸與輪轂之間_。 A沿軸向固定并傳遞軸向力B 沿軸向可作相對滑動并具有導(dǎo)向作用 C沿周向固定并傳遞

11、力矩D安裝與拆卸方便 5.1 鍵連接和銷連接2鍵的長度主要是根據(jù)_來選擇。 A傳遞轉(zhuǎn)矩的大小 B輪轂的長度 C軸的直徑3緊鍵連接和松鍵連接的主要區(qū)別在于：前者安裝后，鍵與鍵槽之間就存在有_。 A 壓緊力B軸向力 C摩擦力 4能夠構(gòu)成緊鍵連接的兩種鍵是_。 A楔鍵和半圓鍵 B平鍵和切向鍵 C半圓鍵和切向鍵 D楔鍵和切向鍵5平鍵連接如不能滿足強(qiáng)度條件要求時，可在軸上安裝一對平鍵，使它們沿圓周相隔_。 A 900 B 200 C 1350 D 18005.1 鍵連接和銷連接6半圓鍵連接的主要優(yōu)點(diǎn)是_。 A 對軸的強(qiáng)度削弱較輕 B 鍵槽的應(yīng)力集中較小 C 工藝性好，安裝方便 7半圓鍵和切向鍵的應(yīng)用場合

12、是_。 A 前者多用來傳遞較大轉(zhuǎn)矩，后者多用來傳遞較小轉(zhuǎn)矩B 前者多用來傳遞較小轉(zhuǎn)矩，后者多用來傳遞較大轉(zhuǎn)矩C兩者都用來傳遞較小轉(zhuǎn)矩D 兩者都用來傳遞較大轉(zhuǎn)矩 8花鍵連接與平鍵連接（采用多鍵時）相比較，_的觀點(diǎn)是錯誤的。A 承載能力比較大 B 旋轉(zhuǎn)零件在軸上有良好的對中性和沿軸移動的導(dǎo)向性 C 對軸的削弱比較嚴(yán)重 D 可采用研磨加工來提高連接質(zhì)量和加工精度5.1 鍵連接和銷連接9應(yīng)用較廣的花鍵齒形是_。 A矩形與三角形B漸開線與三角形 C矩形與漸開線D矩形、漸開線與三角形二、分析與思考題1平鍵連接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些？平鍵的剖面尺寸bh和鍵的長度L是如何確定的？2普通平鍵的強(qiáng)度

13、條件怎樣（用公式表示）？如何在進(jìn)行普通平鍵連接強(qiáng)度計算時，強(qiáng)度條件不能滿足，可采用哪些措施？3普通平鍵和半圓鍵是如何進(jìn)行標(biāo)注的？4銷有哪幾種？其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？各用在何種場合？ 5.1 鍵連接和銷連接5.2 螺紋連接看圖思考常用的螺紋連接件有何特點(diǎn)和用途？5.2.1概述圖 5.14 常用螺紋連接零件 5.2 螺紋連接一、螺紋的形成原理在圓柱(或圓錐)表面上，沿著螺旋線所形成的具有相同剖面的連續(xù)凸起和溝槽，稱為螺紋。 如圖5.15所示（1）將底邊AB長為d的直角三角形ABC繞在直徑為d的圓柱體上，則三角形的斜邊AC在圓柱體上便形成一條螺旋線，底邊AB與斜邊AC的夾角為螺旋線的升角。（2）當(dāng)取三角

14、形、矩形或鋸齒形等平面圖形，使其保持與圓柱體軸線共面狀態(tài)，并沿螺旋線運(yùn)動時，則該平面圖形的輪廓線在空間的軌跡便形成螺紋。5.2 螺紋連接圖 5.15 螺紋的形成原理 二、螺紋的形式按加工表面分：內(nèi)螺紋、外螺紋按形狀分：圓柱螺紋和圓錐螺紋 5.2 螺紋連接按牙型分：三角形、矩形、梯形、和鋸齒形 （如圖5.16）圖5.16 螺紋牙型三、螺紋的旋向左旋螺紋、右旋螺紋（常用） 類型：5.2 螺紋連接旋向判別方法：將右手掌打開，四指并攏，大拇指伸開，手心對著自己，四個手指的方向與螺紋中心線一致，如果螺紋環(huán)繞方向與大拇指指向一致，則該螺紋為右旋螺紋，反之則為左旋螺紋。 （右手定則）右旋螺紋左旋螺紋圖 5.

15、17 螺紋的旋向 5.2 螺紋連接四、單線螺紋和多線螺紋（1）單線螺紋沿同一條螺紋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離為一個螺距（S = P） 主要用于連接（2）多線螺紋沿同一條螺紋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離為線數(shù)乘以螺距（S = nP） 主要用于傳動 如圖5.18 圖5.18 單線螺紋和多線螺紋 5.2 螺紋連接5.2.2螺紋連接類型及螺紋連接件 1、螺紋連接類型 常用的螺紋連接的種類有：螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接等。特點(diǎn)及應(yīng)用詳見表5.4 表5.4 螺紋連接類型及應(yīng)用特點(diǎn)連接類型圖示特點(diǎn)及應(yīng)用螺栓連接無需在被連接件上切制螺紋，使用時不受被連接材料的限制。構(gòu)造簡單，裝拆方便，應(yīng)用最廣，用于有通孔的場

16、合5.2 螺紋連接 雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接座端旋入并緊定在被連接件之一的螺紋孔中，用于被連接件之一較厚或受結(jié)構(gòu)限制而不能用螺栓或希望連接結(jié)構(gòu)較緊湊的場合螺 釘連接螺釘連接不用螺母，而且有光整的外露表面，應(yīng)用與雙頭螺柱連接相似，但不宜用于時常裝拆的連接，以免損壞被連接件的螺紋孔5.2 螺紋連接2、螺紋連接件（1）螺栓螺栓的頭部形狀很多，最常用的有六角頭和小六角頭兩種。 （2）雙頭螺柱雙頭螺柱，旋入被連接件螺紋孔的一端稱為座端，另一端為螺母端，如圖5.19所示。 （3）螺釘、緊定螺釘（4）螺母 螺母的形狀有六角形、圓形等。圓螺母常用于軸上零件的軸向固定 5.2 螺紋連接圖5.19 雙頭螺柱 圖5

17、.20 緊定螺釘 （5）墊圈墊圈的作用是增加被連接鍵的支撐面積，以減小接觸處的壓強(qiáng) 。普通墊圈呈環(huán)狀，有防松作用的墊圈為彈性墊圈。如圖5.21所示。圖5.21 螺母與墊圈 5.2 螺紋連接5.2.3螺紋連接的裝配法螺紋連接在裝配時，應(yīng)滿足的要求：（1）螺栓桿部不產(chǎn)生彎曲變形，頭部、螺母底面與被連接件接觸良好；（2）被連接件應(yīng)均勻受壓，互相緊密貼合，連接牢固；（3）根據(jù)被連接件形狀、螺栓的分布情況，按一定的順序逐次（一般2-3次） 擰緊螺母，如有定位銷從定位銷附近開始。圖5.22 所示為螺母擰緊順序事例，途中編號即為擰緊的順序。5.2 螺紋連接圖5.22 螺紋連接裝配圖 螺紋防松裝置是為防止螺紋

18、副產(chǎn)生相對運(yùn)動，按其原理可分為三類： 5.2.4螺紋連接的防松5.2 螺紋連接（1）摩擦防松 彈簧墊圈、對頂螺母、尼龍圈鎖緊螺母 （2）機(jī)械防松 開口銷、帶翅墊片 、止動墊圈 （3）其它防松 沖點(diǎn)法 、粘合法 、 焊接點(diǎn) 、串連鋼絲 詳見表5.5【階段練習(xí)】1 常用的螺紋牙型有哪幾種？試說明各自的特點(diǎn)及主要用途。2 根據(jù)螺紋旋向的不同，螺紋可以分為哪幾種？如何判斷螺紋的旋向？3 螺紋連接為什么要防松？防松的根本問題是什么？ 5.3 聯(lián)軸器和離合器5.3.1概述1、 聯(lián)軸器和離合器功用：實(shí)現(xiàn)軸與軸之間的連接及分離，并傳遞轉(zhuǎn)矩，有時也可作安全裝置，以防止機(jī)械過載。2 、聯(lián)軸器和離合器區(qū)別：聯(lián)軸器只有在機(jī)械停止后才能將連接的兩根軸分離，離合器則可以在機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中根據(jù)需要使兩根軸隨時結(jié)合和分離。 5.3 聯(lián)軸器和離合器5.3.2聯(lián)軸器 1.分類聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器：撓性聯(lián)軸器有彈性元件聯(lián)軸器：彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器無彈性元件聯(lián)軸器： 萬向聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器5.3 聯(lián)軸器和離合器2.各類聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用見表5.6 5.3.3離合器 特點(diǎn) ：是工作可靠，結(jié)合平穩(wěn)，分離迅速而徹底，從左準(zhǔn)去，調(diào)節(jié)和維修方便，操作方便省力，結(jié)構(gòu)簡單等。類型：嚙合式5.23（圖a）和摩擦式5.23（圖b） 5.3 聯(lián)軸器和離合器圖a 嚙合式離合器 圖b