機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第9章

第九章聯(lián)

接第一節(jié)螺紋第二節(jié)螺紋聯(lián)接及其預(yù)緊和防松第三節(jié)螺栓組聯(lián)接和設(shè)計(jì)與受力分析第四節(jié)單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算第五節(jié)提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施第六節(jié)軸一轂聯(lián)接第七節(jié)鉚接、焊接、膠接機(jī)

械

設(shè)

計(jì)

基

礎(chǔ)9第一節(jié)螺紋

一、螺紋的類型和應(yīng)用

螺紋有外螺紋和內(nèi)螺紋，共同組成螺紋副使用。起聯(lián)接作用的螺紋稱為聯(lián)接螺紋，起傳動(dòng)作用的螺紋稱為傳動(dòng)螺紋。按螺紋的旋向可分為左旋和右旋，常用的為右旋螺紋。螺紋的螺旋線數(shù)分單線、雙線及多線，聯(lián)接螺紋一般用單線。螺紋又分為米制和英制兩類。常用螺紋的類型主要有普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋。9二、螺紋的主要參數(shù)

9⒈大徑d⒉小徑d1⒊中徑d2⒋螺距P⒌導(dǎo)程L⒍升角λ⒎牙型角α螺紋副在效率為

自鎖條件為

9第二節(jié)螺紋聯(lián)接及其預(yù)緊和防松

一、螺紋聯(lián)接的主要類型

螺紋聯(lián)接的主要類型有：螺紋聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。其中螺栓聯(lián)接分為普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔螺栓聯(lián)接兩種結(jié)構(gòu)。9二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件

常用的標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件有螺栓、雙頭螺栓、螺釘、螺母、墊圈等。三、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)需要擰緊，使聯(lián)接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。其目的是為了增大聯(lián)接的緊密性和可靠性，同時(shí)還能提高螺栓的疲勞強(qiáng)度。螺旋副間的磨擦力矩為對(duì)于M10~M68的粗牙普通螺紋，無潤滑時(shí)可取999四、螺紋聯(lián)接的防松

在靜載荷作用下，聯(lián)接螺紋升角較小，能滿足自鎖條件。在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)，又必須考慮防松問題。按工作原理有三種防松方式：

利用磨擦力防松；利用機(jī)械元件直接鎖住防松；破壞螺紋副的運(yùn)動(dòng)關(guān)系防松。9第三節(jié)螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)與受力分析

一、螺栓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⒈從加工看，聯(lián)接接合面的幾何形狀盡量簡單。⒉受力矩作用的螺栓組，布置螺栓應(yīng)盡量無離對(duì)稱軸，同一圓周上螺栓數(shù)目應(yīng)采用偶數(shù)。9⒊應(yīng)使螺栓受力合理，對(duì)于普通螺栓在同時(shí)承受軸向載荷和較大橫向載荷時(shí)，應(yīng)采用銷、套筒、鍵等抗剪零件來承受橫向載荷。9⒋螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距99二、螺栓組聯(lián)接受力分析9㈠受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接⒈靠磨擦傳力⒉靠剪切傳力㈡受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接⒈靠底板間磨擦傳力⒉靠螺桿受剪切傳力99㈢受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接除上述三種螺栓組聯(lián)接外，還有如受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組聯(lián)接等其它一些型式的螺栓組聯(lián)接。9第四節(jié)單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

對(duì)單個(gè)螺栓來說主要有兩類：一類為外載荷沿螺栓軸線方向，稱為軸向載荷；一類為外載荷垂直于螺栓軸線方向，稱為橫向載荷。一、受拉螺栓的強(qiáng)度計(jì)算

靜載荷作用下受拉螺栓常見的失效形式多為螺紋的塑性變形或斷裂。㈠松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算9㈡緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算⒈只受預(yù)緊力作用的螺栓

螺紋部分的強(qiáng)度為⒉受預(yù)緊力和軸向靜工作拉力的螺栓聯(lián)接

由于螺栓和被聯(lián)接件都是彈性件，在受有預(yù)緊力的基礎(chǔ)上，因受到兩者彈性變形的相互制約。分析這一類問題除根據(jù)靜力平衡條件外，還要利用變形協(xié)調(diào)條件，才能求出各力之間的關(guān)系式。999螺栓工作時(shí)所受到的總拉力也可等于預(yù)緊力與一部分工作接力之和，即為保證獲得指定的剩余預(yù)緊力，聯(lián)接在擰緊時(shí)需要的預(yù)緊力可由下式計(jì)算出受拉螺栓螺紋部分的強(qiáng)度條件為9二、受剪螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為螺栓桿的抗剪強(qiáng)度條件為9三、螺紋聯(lián)接的材料和許用應(yīng)力㈠螺紋緊固件的材料9㈡螺紋聯(lián)接的許用應(yīng)力9第五節(jié)提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施

一、避免附加彎曲應(yīng)力

9二、改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象

三、減小應(yīng)力集中四、改進(jìn)工藝措施9第六節(jié)軸—轂聯(lián)接

軸—轂聯(lián)接是指軸與輪狀零件的輪轂間的聯(lián)接，其作用是實(shí)現(xiàn)軸向固定或軸向?qū)蛞苿?dòng)。一、鍵聯(lián)接㈠鍵聯(lián)接的類型和應(yīng)用⒈平鍵聯(lián)接9

導(dǎo)鍵和滑鍵都用于動(dòng)聯(lián)接，即軸與輪轂間有相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接。9⒉半圓鍵聯(lián)接9⒊楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接99㈡鍵聯(lián)接的類型選擇和平鍵的強(qiáng)度驗(yàn)算⒈鍵聯(lián)接的類型選擇⒉平鍵的尺寸選擇⒊平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度驗(yàn)算9如果驗(yàn)算結(jié)果強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用以下措施：⑴適當(dāng)增加鍵和輪轂的長度，但鍵的長度一般不應(yīng)超過2.5d。⑵可在同一軸轂聯(lián)接處相隔180度布置兩個(gè)平鍵。9二、花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接由多個(gè)鍵齒構(gòu)成，鍵齒沿軸和轂孔的周向均布。㈠花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用花鍵聯(lián)接按齒形分為矩形花鍵、漸開線花鍵、三角花鍵?！匦位ㄦI分輕載、中載、重載和補(bǔ)充四個(gè)尺寸系列。有外徑定心、內(nèi)徑定心、齒側(cè)定心三種定心方式?！獫u開線花鍵采用齒形定心和按與分度圓同心的圓柱面定心兩種定心方式?！腔ㄦI只按齒側(cè)定心。999㈡花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核花鍵的擠壓強(qiáng)度條件為99三、銷聯(lián)接、無鍵聯(lián)接⒈銷聯(lián)接——用來固定零件之間的相互位置，也可用于軸和輪轂或其它零件的聯(lián)接，并傳遞不大的載荷，有時(shí)還可用來作安全裝置中的過載剪斷元件。999⒉成形聯(lián)接——利用非圓剖面軸與輪轂上相應(yīng)的孔構(gòu)成的聯(lián)接。9⒊彈性環(huán)聯(lián)接——利用錐面互相貼合的內(nèi)、外鋼環(huán)作為中間體，擠壓在軸與轂之間。9四、過盈配合聯(lián)接

利用零件間的裝配過盈形成的緊聯(lián)接。9優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)中性好，對(duì)軸削弱少，在沖擊振動(dòng)載荷下工作可靠。9圓柱面過盈聯(lián)接的裝配方法有壓入法和溫差法。圓錐面過盈聯(lián)接是利用被包容件的軸向位移壓緊包容件的裝配方法。9液壓裝拆法使過盈聯(lián)接能多次裝拆。9第七節(jié)鉚接、焊接、膠接

一、鉚接1)鉚接是一種早就使用的簡單的機(jī)械聯(lián)接。2)鉚接的類型是多種多樣的，而且都已標(biāo)準(zhǔn)化。3)根據(jù)工作要求的不同，可分為：強(qiáng)固鉚縫、強(qiáng)密鉚縫、緊密鉚縫。4)鉚接且有工藝設(shè)備簡單、抗震、耐沖擊和牢固可靠等特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)一般較笨重。999二、焊接機(jī)械制造業(yè)中常用的方法有屬于熔融焊的氣焊和電焊。電焊又分為電弧焊和接觸焊兩大類。9三、膠接

利用膠粘劑在一定條件下把預(yù)制的元件聯(lián)接在一起，并且有一定的聯(lián)