第10章 聯(lián)接教材

在此輸入書(shū)名第×章第10章聯(lián)接教學(xué)要求能力目標(biāo)1）螺栓聯(lián)接預(yù)緊和防松的能力。2）螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。3）鍵的類(lèi)型及尺寸的選擇能力。知識(shí)要素1）螺紋聯(lián)接的類(lèi)型、預(yù)緊和防松。2）螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3）鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接與成型聯(lián)接、銷(xiāo)聯(lián)接的類(lèi)型和應(yīng)用場(chǎng)合。4）平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)。

5）其他聯(lián)接形式的類(lèi)型和應(yīng)用場(chǎng)合。

教學(xué)要求1）螺栓聯(lián)接預(yù)緊和防松的技能。2）鍵聯(lián)接的安裝與拆卻的技能。學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)技能要求1）螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2）平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算。引言圖10-1減速器實(shí)物圖圖10-1為一減速器實(shí)物圖，減速器是由很多零件用不同的聯(lián)接組裝在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的。由此可見(jiàn)，機(jī)械設(shè)備的組成離不開(kāi)各種聯(lián)接，本章就是介紹一般常見(jiàn)的螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接等聯(lián)接形式。螺紋基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)螺紋--螺母外螺紋--螺栓螺紋聯(lián)接根據(jù)螺旋線所在面分，螺紋可分為外螺紋和內(nèi)螺紋。螺紋聯(lián)接用的螺栓就是外螺紋，螺母即為內(nèi)螺紋，螺紋聯(lián)接就是由螺栓與螺母組成，如圖所示。螺紋基礎(chǔ)知識(shí)

（1）三角螺紋

三角螺紋（即普通螺紋）的牙型為等邊三角形，牙型角α=60°，β=30°。牙根強(qiáng)度高、自鎖性好、工藝性能好，主要用于聯(lián)接。同一公稱(chēng)直徑按螺距P大小分為粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋。常用的螺紋粗牙螺紋用于一般聯(lián)接。細(xì)牙螺紋升角小、螺距小、螺紋深度淺、自鎖性最好、螺桿強(qiáng)度較高，適用于受沖擊、振動(dòng)和變載荷的聯(lián)接、細(xì)小零件、薄壁管件的聯(lián)接和微調(diào)裝置，但細(xì)牙螺紋耐磨性較差，牙根強(qiáng)度較低，易滑扣，如圖10-5所示。螺紋基礎(chǔ)知識(shí)

（2）矩形螺紋

矩形螺紋的牙型為正方形，牙厚是螺距的一半。牙型角α=0°，β＝0°。矩形螺紋當(dāng)量摩擦因數(shù)小，傳動(dòng)效率高，用于傳動(dòng)。但牙根強(qiáng)度較低，難于精確加工，磨損后間隙難以修復(fù)，補(bǔ)償、對(duì)中精度低，如圖

10-6所示。螺紋基礎(chǔ)知識(shí)

（3）梯形螺紋

梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角α=30°，β＝15°。梯形螺紋比三角形螺紋當(dāng)量摩擦因數(shù)小，傳動(dòng)效率較高；比矩形螺紋牙根強(qiáng)度高，承載能力高，加工容易，對(duì)中性能好，可補(bǔ)償磨損間隙，故綜合傳動(dòng)性能好，是常用的傳動(dòng)螺紋，如圖10-7所示。螺紋基礎(chǔ)知識(shí)

（4）鋸齒形螺紋

鋸齒形螺紋牙型為不等腰梯形，牙型角α=33°，工作面的牙側(cè)角β＝3°，非工作面的牙側(cè)角β＝15°。鋸齒形螺紋綜合了矩形螺紋傳動(dòng)效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但只能用于單向受力的傳動(dòng)，如圖

10-8所示。螺紋基礎(chǔ)知識(shí)

（5）管螺紋

管螺紋的牙型為等腰三角形，牙型角α=55°，β＝27.5°。公稱(chēng)直徑近似為管子孔徑，以

in（英寸）為單位。由于牙頂呈圓弧狀，內(nèi)外螺紋旋合相互擠壓變形后無(wú)徑向間隙，多用于有緊密性要求的管件聯(lián)接，以保證配合緊密。適于壓力不大的水、煤、氣、油等管路聯(lián)接，如圖

10-9所示。錐管螺紋與管螺紋相似，但螺紋是繞制在

1:16的圓錐面上，緊密性更好。適用于水、氣、潤(rùn)滑和電氣，以及高溫、高壓的管路聯(lián)接。上述螺紋類(lèi)型，除了矩形螺紋外，其余都已標(biāo)準(zhǔn)化。螺紋基礎(chǔ)知識(shí)3．螺紋的代號(hào)螺紋代號(hào)由特征代號(hào)和尺寸代號(hào)組成。粗牙普通螺紋用字母M與公稱(chēng)直徑表示；細(xì)牙普通螺紋用字母M與公稱(chēng)直徑×螺距表示。當(dāng)螺紋為左旋時(shí)，在代號(hào)之后加“LH”字母。M40——表示公稱(chēng)直徑為

40mm的粗牙普通螺紋。M40×1.5——表示公稱(chēng)直徑為

40mm，螺距為1.5mm的細(xì)牙普通螺紋。M40×1.5LH——表示公稱(chēng)直徑為

40mm，螺距為1.5mm的左旋細(xì)牙普通螺紋。螺紋的主要類(lèi)型圖10-10a、b所示為螺栓聯(lián)接，適用于被聯(lián)接件不太厚又需經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合使用，有兩種聯(lián)接形式：一種是被聯(lián)接件上的通孔和螺栓桿間留有間隙的普通螺栓聯(lián)接（圖a)；另一種是螺桿與孔是基孔制過(guò)渡配合的鉸制孔用螺栓聯(lián)接（圖b）。

1.螺栓聯(lián)接圖10-10螺栓連接螺紋的主要類(lèi)型2.雙頭螺柱聯(lián)接圖10-11所示為雙頭螺柱聯(lián)接。這種聯(lián)接適用于被聯(lián)接件之一太厚而不便于加工通孔并需經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。其特點(diǎn)是被聯(lián)接件之一制有與螺柱相配合的螺紋，另一被聯(lián)接件則為通孔。圖10-11雙頭螺柱連接螺紋的主要類(lèi)型3.螺釘聯(lián)接圖10-12所示為螺釘聯(lián)接。這種聯(lián)接的適用場(chǎng)合與雙頭螺柱聯(lián)接相似，但多用于受力不大，不需經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。其特點(diǎn)是不用螺母，螺釘直接擰入被聯(lián)接件的螺孔中。圖10-12螺釘連接螺紋的主要類(lèi)型4.緊定螺釘聯(lián)接圖10-13緊定螺釘聯(lián)接圖10-13所示為緊定螺釘聯(lián)接。這種聯(lián)接適用于固定兩零件的相對(duì)位置，并可傳遞不大的力和轉(zhuǎn)矩。其特點(diǎn)是螺釘被旋入被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，末端頂住另一被聯(lián)接件的表面或頂入相應(yīng)的坑中，以固定兩個(gè)零件的相對(duì)位置。常用螺紋聯(lián)接件圖10-14螺栓圖10-15雙頭螺柱在機(jī)械制造中常見(jiàn)的螺紋聯(lián)接件有：螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母、墊圈等。常用螺紋聯(lián)接件圖10-16螺釘圖10-17緊定螺釘常用螺紋聯(lián)接件圖10-18螺母圖10-19墊圈

螺紋聯(lián)接件的常用材料為

Q215A、Q235A、10、35和45鋼，對(duì)于重要和特殊用途的螺紋聯(lián)接件，可采用15Cr、4OCr等力學(xué)性能較高的合金鋼。螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松在生產(chǎn)實(shí)踐中，大多數(shù)螺紋聯(lián)接在安裝時(shí)都需要預(yù)緊。聯(lián)接在工作前因預(yù)緊所受到的力，稱(chēng)為預(yù)緊力。預(yù)緊可以增強(qiáng)聯(lián)接的剛性、緊密性和可靠性，防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。對(duì)于普通場(chǎng)合使用的螺紋聯(lián)接，為了保證聯(lián)接所需的預(yù)緊力，同時(shí)又不使螺紋聯(lián)接件過(guò)載，通常由工人用普通扳手憑經(jīng)驗(yàn)決定。對(duì)重要場(chǎng)合，如氣缸蓋、管路凸緣等緊密性要求較高的螺紋聯(lián)接，預(yù)緊時(shí)應(yīng)控制預(yù)緊力。1.預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松圖10-20a所示為測(cè)力矩扳手的示意圖，圖10-20b)為測(cè)力矩扳手（俗稱(chēng)公斤扳手）的實(shí)物圖，圖10-20c）為測(cè)力矩扳手力矩刻度盤(pán)。利用控制擰緊力矩的方法來(lái)控制預(yù)緊力的大小。測(cè)力矩扳手的工作原理是：扳手長(zhǎng)柄在擰緊時(shí)產(chǎn)生彈性彎曲變形，但和扳手頭部固聯(lián)的指針不發(fā)生變形，當(dāng)扳手長(zhǎng)柄彎曲時(shí)，和長(zhǎng)柄固聯(lián)的刻度盤(pán)在指針下便顯示出擰緊力矩的大小。圖10-20測(cè)力矩扳手a)b)c)螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松圖10-21a)所示為預(yù)置式扭力扳手的實(shí)物圖。

圖10-21b）為扳手的頭部，頭部上有一棘輪轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，扳手可換方向轉(zhuǎn)動(dòng)，因頭部里有棘輪機(jī)構(gòu)，此扳手在擰緊時(shí)只需連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)，即可擰緊螺母。圖10-21c）所示為手柄的尾部，有預(yù)設(shè)扭矩?cái)?shù)值的套筒，使用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)套筒，調(diào)節(jié)標(biāo)尺上的數(shù)值至所需扭矩值。

a)b)c)圖10-21預(yù)置式扭力扳手預(yù)置式扭力扳手具有聲響裝置，當(dāng)緊固件的擰緊扭矩達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出訊號(hào)“卡嗒”的一聲，同時(shí)伴有明顯的手感振動(dòng)，提示完成工作。螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松

考慮到由于摩擦因數(shù)不穩(wěn)定和加在扳手上的力有時(shí)難于準(zhǔn)確控制，可能使螺栓擰得過(guò)緊，甚至擰斷。因此，對(duì)于重要聯(lián)接不宜采用直徑小于

M12～M16mm的螺栓，并應(yīng)在裝配圖上注明擰緊的要求。聯(lián)接用的螺紋聯(lián)接件，一般采用三角形粗牙普通螺紋。正常使用下，螺紋聯(lián)接本身具有自鎖性，螺母和螺栓頭部等支承面處的摩擦也有防松作用，因此在靜載荷作用下，聯(lián)接一般不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)或變載荷作用下，或當(dāng)溫度變化很大時(shí)，螺紋中的摩擦阻力可能瞬間消失或減小，這種現(xiàn)象多次重復(fù)出現(xiàn)就會(huì)使聯(lián)接逐漸松脫，甚至?xí)饑?yán)重事故。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐使用螺紋聯(lián)接時(shí)必須考慮防松措施，常用的防松方法有以下幾種：2.螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松

兩螺母對(duì)頂擰緊后使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力，從而起到防松作用。該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于平穩(wěn)、低速和重載的固定裝置上的聯(lián)接，但軸向尺寸較大，如圖10-22所示。圖10-22對(duì)頂螺母1.對(duì)頂螺母螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松2.彈簧墊圈圖10-23彈簧墊圈螺母擰緊后，靠墊圈壓平而產(chǎn)生的彈簧彈性反力使旋合螺紋間壓緊，同時(shí)墊圈斜口的尖端抵住螺母與被聯(lián)接件的支承面也有防松作用。該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。但在沖擊振動(dòng)的工作條件下，其防松效果較差，一般用于不重要的聯(lián)接，如圖10-23所示。螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松3.開(kāi)口銷(xiāo)與六角開(kāi)槽螺母

將開(kāi)口銷(xiāo)穿入螺栓尾部小孔和螺母槽內(nèi)，并將開(kāi)口銷(xiāo)尾部掰開(kāi)與螺母?jìng)?cè)面貼緊，靠開(kāi)口銷(xiāo)阻止螺栓與螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)以防松。該方式適用于較大沖擊、振動(dòng)的高速機(jī)械中，如圖10-24所示。圖10-24開(kāi)口銷(xiāo)與六角開(kāi)槽螺母4.圓螺母與止動(dòng)墊圈圖10-25圓螺母與止動(dòng)墊圈墊圈的內(nèi)圓有一內(nèi)舌，墊圈的外圓有若干的外舌，螺桿（軸）上開(kāi)有槽，使用時(shí)，先將止動(dòng)墊圈的內(nèi)舌插入螺桿的槽內(nèi)，當(dāng)螺母擰緊后，再將止動(dòng)墊圈的外舌之一折嵌入圓螺母的溝槽中，使螺母和螺桿之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該方式防松效果較好，多用于軸上滾動(dòng)軸承的軸向固定，如圖10-25所示。螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松5.止動(dòng)墊圈螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松螺母擰緊后，將單耳或雙耳止動(dòng)墊圈上的耳分別向螺母和被聯(lián)接件的側(cè)面折彎貼緊，即可將螺母鎖住。該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，防松可靠，如圖10-26所示。圖10-26止動(dòng)墊圈6.串聯(lián)鋼絲螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松

用低碳鋼絲穿入各螺釘頭部的孔內(nèi)，將各螺釘串聯(lián)起來(lái)使其相互制約，使用時(shí)必須注意鋼絲的穿入方向。該方式適用于螺釘組聯(lián)接，其防松可靠，但裝拆不方便，如圖10-27所示。圖10-27串聯(lián)鋼絲7.沖點(diǎn)螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松在螺紋件旋合好后，用沖頭在旋合縫處或在端面沖點(diǎn)防松。這種防松方法效果很好，但此時(shí)螺紋聯(lián)接成了不可拆聯(lián)接，如圖10-28所示。圖10-28沖點(diǎn)用粘合劑涂于螺紋旋合表面，擰緊螺母后粘合劑能自行固化，防松效果良好，但不便拆卸，如圖10-29所示。圖10-29粘結(jié)劑8.粘結(jié)劑螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖10-30扳手空間一般情況下，大多數(shù)螺栓都是成組使用的，安排螺栓組時(shí)應(yīng)考慮受力、裝拆、加工、強(qiáng)度等方面因素，應(yīng)注意一下幾個(gè)問(wèn)題：1.在布置螺栓位置時(shí)，各螺栓間及螺栓中心線與機(jī)體壁之間應(yīng)留有足夠的扳手空間，以便于裝拆，見(jiàn)圖10-30中尺寸A、B、C、D、E。螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖10-31減載裝置2.如果聯(lián)接在受軸向載荷的同時(shí)還受到較大的橫向載荷，則可采用鍵、套筒、銷(xiāo)等零件來(lái)分擔(dān)橫向載荷（圖10-31)，以減小螺栓的預(yù)緊力和結(jié)構(gòu)尺寸。螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖10-32支承面結(jié)構(gòu)

3.力求避免螺栓受彎曲，為此，螺栓與螺母的支承面通常應(yīng)加工得平整。為減少加工面，其結(jié)構(gòu)?？勺龀赏古_(tái)、魚(yú)眼坑（圖10-32a、b）。加工或安裝時(shí)，還應(yīng)保證支承面與螺栓軸線相垂直，以免產(chǎn)生偏心載荷使螺栓受到彎曲，從而削弱強(qiáng)度。a)凸臺(tái)b）魚(yú)眼坑松鍵聯(lián)接的類(lèi)型、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用鍵聯(lián)接分為松鍵聯(lián)接和緊鍵聯(lián)接兩大類(lèi)。松鍵聯(lián)接可分為平鍵、半圓鍵聯(lián)接兩種。

平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用最廣。平鍵又分為普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵。1.平鍵聯(lián)接圖10-33平鍵聯(lián)接點(diǎn)擊播放1）普通平鍵普通平鍵用于靜聯(lián)接，用作軸上零件的周向固定，可以傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩，鍵的兩個(gè)側(cè)面是工作面。按其端部形狀不同分為圓頭（A型）、平頭（B型）、及單圓頭（C型）三種，如圖10-34所示。圖10-34普通平鍵的類(lèi)型A型鍵C型鍵B型鍵松鍵聯(lián)接的類(lèi)型、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用松鍵聯(lián)接的類(lèi)型、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用圖10-35鍵槽的加工用A型和C型鍵時(shí)，軸上的鍵槽是用端銑刀加工的（圖10-35a)，鍵在槽中的軸向固定較好，但鍵槽兩端會(huì)引起較大的應(yīng)力集中；

用B型鍵時(shí)，鍵槽是用盤(pán)銑刀加工的（圖10-35b)，應(yīng)力集中較小，但鍵在槽中軸向固定不好。A型鍵應(yīng)用最廣，C型鍵則多用于軸端。a）端銑刀加工b)盤(pán)銑刀加工動(dòng)畫(huà)點(diǎn)擊播放動(dòng)畫(huà)點(diǎn)擊播放視頻點(diǎn)擊播放視頻點(diǎn)擊播放松鍵聯(lián)接的類(lèi)型、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用2）導(dǎo)向平鍵和滑鍵

導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動(dòng)聯(lián)接。當(dāng)輪轂在軸上需沿軸向移動(dòng)時(shí)，可采用導(dǎo)向平鍵或滑鍵。

導(dǎo)向平鍵（圖10-36）用螺釘固定在軸上的鍵槽中，而輪轂可沿著鍵作軸向滑動(dòng)，如汽車(chē)齒輪變速器中齒輪軸上的鍵。

滑鍵（圖10-37）固定在輪轂上，與輪轂同時(shí)在軸上的鍵槽中作軸向滑移。圖10-36導(dǎo)向平鍵圖10-37滑鍵點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放松鍵聯(lián)接的類(lèi)型、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用圖10-38半圓鍵聯(lián)接圖10-38所示為半圓鍵聯(lián)接。軸槽呈半圓形，鍵能在軸槽內(nèi)自由擺動(dòng)以適應(yīng)軸線偏轉(zhuǎn)引起的位置變化。其缺點(diǎn)是鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱大，故一般多用于輕載或錐形結(jié)構(gòu)的聯(lián)接中。2.半圓鍵聯(lián)接緊鍵聯(lián)接的類(lèi)型、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用1.楔鍵聯(lián)接緊鍵聯(lián)接有楔鍵和切向鍵聯(lián)接兩種。圖10-39楔鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接的對(duì)中性差，僅適用于要求不高、載荷平穩(wěn)、速度較低的場(chǎng)合（如某些農(nóng)業(yè)機(jī)械及建筑機(jī)械中）。楔鍵分為普通楔鍵（圖10-39a）及鉤頭楔鍵（圖10-39b）兩種。為便于安裝與拆卸，楔鍵最好用于軸端。使用帶鉤頭的楔鍵時(shí)，拆卸較為方便，但應(yīng)加裝安全罩。

緊鍵聯(lián)接的類(lèi)型、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用切向鍵聯(lián)接如圖10-40所示，由兩個(gè)斜度為1:100的楔鍵組成。裝配時(shí)，把一對(duì)楔鍵分別從輪轂的兩端打入，其斜面相互貼合，共同楔緊在軸轂之間。如要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩，則要用兩對(duì)切向鍵按120°～135°分布。圖10-40切向鍵聯(lián)接2.切向鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)步驟為：

1.類(lèi)型的選擇選擇鍵的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)具體的工作要求和使用條件而定，如對(duì)中性要求；傳遞轉(zhuǎn)矩大小；輪轂是否沿軸向滑移及滑移的距離大小；鍵在軸上的位置等。

2.鍵的尺寸的選擇

（1）根據(jù)軸的直徑從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中（表10-1）中選擇平鍵的截面尺寸(b×h)。

（2）根據(jù)輪轂長(zhǎng)度選擇鍵長(zhǎng)，靜聯(lián)接取=（5～10）mm，動(dòng)聯(lián)接根據(jù)移動(dòng)距離確定。鍵長(zhǎng)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度系列。

平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)

3．校核平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度

鍵聯(lián)接的主要失效形式有壓潰、磨損和剪斷。由于鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，其剪切強(qiáng)度足夠，因此用于靜聯(lián)接的普通平鍵主要失效是工作面的壓潰；而動(dòng)聯(lián)接的主要失效形式是工作面的磨損。因此，通常只按工作面的最大擠壓應(yīng)力校核。

式中

T——傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.mm)；d——軸的直徑(mml)；

h——鍵高(mm)；l——鍵的工作長(zhǎng)度(mm)；

靜連接（10-1）動(dòng)連接（10-2）平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)〔σp〕和〔p〕——鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng)(MPa)，計(jì)算時(shí)應(yīng)取聯(lián)接中較弱材料的值，各種材料的許用應(yīng)力(壓強(qiáng))見(jiàn)表10-2所示。平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)

如果強(qiáng)度不夠可以采用下列措施解決：

（1）適當(dāng)增加輪轂及鍵的長(zhǎng)度。

（2）

采用相距180°布置兩個(gè)鍵，但考慮載荷分布不均勻性，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)按1.5個(gè)鍵計(jì)算。

4．選擇軸轂尺寸及公差

例10-1如圖10-41所示，某鋼制輸出軸與鑄鐵齒輪采用鍵聯(lián)接，已知裝齒輪處軸的直徑d=45mm，齒輪輪轂長(zhǎng)

=80mm，該軸傳遞的傳矩=200kN.mm，載荷有輕微沖擊。試選用該鍵聯(lián)接。

解

1）選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型：為保證齒輪傳動(dòng)嚙合良好，要求軸轂對(duì)中性好，故選用A型普通平鍵聯(lián)接。

圖10-412）

選擇鍵的主要尺寸：按軸徑d=45mm，由表10-1查得鍵寬b=14mm，鍵高h(yuǎn)=9mm，鍵長(zhǎng)L=80-(5~10)mm=(75~70)mm，取L=70mm。標(biāo)記為：鍵14X70GB／T1096—2003。

3）校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度：由表10-2查鑄鐵材料=50~60MPa，計(jì)算擠壓強(qiáng)度所選鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。

4）

標(biāo)注鍵聯(lián)接公差：軸、轂公差的標(biāo)注如圖10-42所示。

平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)圖10-41鍵連接圖10-42軸、轂公差的標(biāo)注返回p41花鍵聯(lián)接

花鍵連接是由周向均布多個(gè)鍵齒的花鍵軸與帶有相應(yīng)鍵槽的輪轂組成，如圖10-43所示。與平鍵連接相比，由于鍵齒與軸一體，故花鍵連接的承載能力高，定心性和導(dǎo)向性好，對(duì)軸的削弱較小，因此適用于載荷較大和對(duì)定心精度要求較高的靜連接和動(dòng)連接，特別是在飛機(jī)、汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床及農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用較廣。其缺點(diǎn)是齒根仍有應(yīng)力集中，加工需專(zhuān)用設(shè)備和量刃具，制造成本高。常用的花鍵連接根據(jù)其齒形的不同，可分為矩形花鍵和漸開(kāi)線花鍵兩種。圖10-43花鍵聯(lián)接點(diǎn)擊播放花鍵聯(lián)接如圖10-44所示，矩形花鍵的齒側(cè)邊為直線，廓形簡(jiǎn)單。一般采用小徑定心。這種定心方式的定心精度高、穩(wěn)定性好，但花鍵軸和孔上的齒均需在熱處理后磨削，以消除熱處理變形。圖10-44矩形花鍵聯(lián)接1.矩形花鍵花鍵聯(lián)接2.漸開(kāi)線花鍵如圖10-45所示，漸開(kāi)線花鍵的兩側(cè)齒形為漸開(kāi)線，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，漸開(kāi)線花鍵的標(biāo)準(zhǔn)壓力角有30°和45°兩種。受載時(shí)，齒上有徑向分力，能起自動(dòng)定心作用，有利于各齒受力均勻，因此多采用齒形定心。漸開(kāi)線花鍵可用加工齒輪的方法制造，工藝性好，易獲得較高的精度和互換性，齒根強(qiáng)度高，圖10-45漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接應(yīng)力集中小，壽命長(zhǎng)，因此常用于載荷較大、定心精度要求較高以及尺寸較大的聯(lián)接。成型聯(lián)接

成型聯(lián)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(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，它是無(wú)鍵聯(lián)接的一種型式。配合部分形狀柱體錐體----只能傳遞扭矩----能同時(shí)傳遞扭矩和軸向力，用于不允許有間隙和要求高可靠性的場(chǎng)合。柱形錐形1)裝拆方便，對(duì)中性好；成型聯(lián)接的特點(diǎn)：2)聯(lián)接面上沒(méi)有應(yīng)力鍵槽和尖角，減少了應(yīng)力集中；3)可傳遞較大的扭矩；4)切削加工有難度，不易保證配合精度。但隨著成型工藝的發(fā)展，促進(jìn)了型面聯(lián)接的應(yīng)用。成型聯(lián)接常用聯(lián)接型面有：帶切口的圓形方形六邊形等距曲線銷(xiāo)聯(lián)接圖10-46銷(xiāo)聯(lián)接銷(xiāo)聯(lián)接主要用于固定零件之間的相對(duì)位置，如圖10-46a所示，也可用于軸與轂的聯(lián)接或其他零件的聯(lián)接，以傳遞不大的載荷，如圖10-46b所示。在安全裝置中，銷(xiāo)還常用作過(guò)載剪斷元件，如圖10-46c所示，稱(chēng)為安全銷(xiāo)。銷(xiāo)聯(lián)接圖10-47圓柱銷(xiāo)圖10-49異形銷(xiāo)圖10-48圓錐銷(xiāo)圖10-50安全銷(xiāo)銷(xiāo)按其外形可分為圓柱銷(xiāo)（圖10-47）、圓錐銷(xiāo)（圖10-48）及異形銷(xiāo)（圖10-49）等。與圓柱銷(xiāo)、圓錐銷(xiāo)相配的被聯(lián)接件孔均需鉸光和開(kāi)通。圓錐銷(xiāo)聯(lián)接的銷(xiāo)和孔均制有1:50的錐度，裝拆方便，多次裝拆對(duì)定位精度影響較小，故可用于需經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合。特殊結(jié)構(gòu)形式的銷(xiāo)統(tǒng)稱(chēng)為異形銷(xiāo)。用于安全場(chǎng)合的銷(xiāo)稱(chēng)為安全銷(xiāo)（圖10-50）。

鉚接是將鉚釘穿過(guò)被聯(lián)接件的預(yù)制孔中經(jīng)鉚合而成的聯(lián)接方式。鉚縫的結(jié)構(gòu)分類(lèi)：分類(lèi)按接頭型式分雙排按鉚縫性能分--滿(mǎn)足強(qiáng)度要求--滿(mǎn)足強(qiáng)度和緊密性要求--滿(mǎn)足緊密性要求的。搭接縫單蓋板對(duì)接縫雙蓋板對(duì)接縫按鉚釘排數(shù)分單排多排強(qiáng)固鉚縫強(qiáng)密鉚縫緊密鉚縫鉚接

鉚接是將鉚釘穿過(guò)被聯(lián)接件的預(yù)制孔中經(jīng)鉚合而成的聯(lián)接方式。其聯(lián)接部分稱(chēng)為鉚縫。鉚縫的結(jié)構(gòu)分類(lèi)：分類(lèi)按接頭型式分雙排按鉚縫性能分--滿(mǎn)足強(qiáng)度要求--滿(mǎn)足強(qiáng)度和緊密性要求--滿(mǎn)足緊密性要求的。搭接縫單蓋板對(duì)接縫雙蓋板對(duì)接縫按鉚釘排數(shù)分單排多排強(qiáng)固鉚縫強(qiáng)密鉚縫緊密鉚縫鉚接鉚釘有空心的和實(shí)心的兩大類(lèi)，且大部分都以標(biāo)準(zhǔn)化。（GB863.1-86、GB876-86）。鉚釘?shù)闹饕?lèi)型和標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)鉚接結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用已標(biāo)準(zhǔn)化的鉚釘。鉚釘頭的結(jié)構(gòu)：鉚接后的結(jié)構(gòu)：工件2

焊接是利用局部加熱(或加壓)的方法使被聯(lián)接件接頭處的材料熔融聯(lián)接成一體。與鉚接相比較，焊接結(jié)構(gòu)重量輕，節(jié)約金屬材料，施工方便，生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且焊接結(jié)構(gòu)的成本低，應(yīng)用很廣。

在機(jī)械制造中最常用的是電弧焊。電弧焊是利用焊條與焊件間產(chǎn)生電弧熱將金屬加熱并熔化的焊接方法。分類(lèi)：熔化焊壓力焊釬焊--電弧焊、氣焊、電渣焊。--電阻焊、摩擦焊、爆炸焊。--錫焊、銅焊。接焊接發(fā)電機(jī)工件1焊槍、焊條搭鐵利用電焊機(jī)的低壓電流，通過(guò)點(diǎn)焊條與被焊件之間形成的電路，在兩極間引起電弧，融化被焊部分的金屬和焊條，使熔融的金屬混合并填充解縫面而形成焊縫。焊接電弧焊縫的基本形式焊縫--焊接件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分。工件2工件1電弧焊常見(jiàn)的焊縫形式：角焊縫----兩被焊件不在同一平面內(nèi)；對(duì)接焊縫----兩被焊件在同一平面內(nèi)；正接角焊縫搭接角焊縫榫頭式單面式雙面式V型焊縫封底焊縫對(duì)接角焊縫卷邊焊縫塞焊縫焊縫

膠接是用膠粘劑直接把被聯(lián)接件聯(lián)接在一起且具有一定強(qiáng)度且不可拆卸的聯(lián)接，利用膠粘劑凝固后出現(xiàn)的粘附力來(lái)傳遞載荷。應(yīng)用實(shí)例：膠接組合蝸輪螺紋接套與管件膠接蜂窩結(jié)構(gòu)填料蒙皮與型材膠接膠接膠粘劑的品種繁多，通常按其使用目的分為三類(lèi)：★膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑；在機(jī)械制造中常用的結(jié)構(gòu)膠粘劑有如下兩種：①環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑；②酚醛樹(shù)脂膠粘劑。種類(lèi)

1）結(jié)構(gòu)膠粘劑在常溫下的抗剪強(qiáng)度一般不低于80MPa，能經(jīng)受一般高、低溫或化學(xué)作用，而不降低其性能，膠接件能承受較大的載荷。非結(jié)構(gòu)膠粘劑；其它膠粘劑膠接2）非結(jié)構(gòu)膠粘劑常用的品種有：①聚胺脂膠粘劑；②酚醛-氯丁橡膠膠粘劑。

3）其它膠粘劑具有特殊用途的膠粘劑，例如：防銹、絕緣、導(dǎo)電、透明、超高溫、超低溫、耐酸堿等。常用的品種有：①環(huán)氧導(dǎo)電膠粘劑；②環(huán)氧超低溫膠粘劑。

正常使用時(shí)有一定的膠結(jié)強(qiáng)度，但在受到高溫或重載時(shí)，性能迅速下降。膠接★膠接接頭的結(jié)構(gòu)形式與焊接相同，膠接接頭分為對(duì)接、搭接和角接頭三種。

★主要性能：膠接強(qiáng)度----耐熱性、耐介質(zhì)性、耐老化性等；固化條件----溫度、壓力、保持時(shí)間等。選用原則：根據(jù)膠接件的使用要求及環(huán)境條件等選擇綜合性能良好的膠粘劑。影響粘接劑性能的因素：膠接件的材料、環(huán)境溫度、膠層厚度、工作時(shí)間、工藝水平等。

膠接工件材料有：各種碳鋼、合金鋼、鋁、鎂、鈦等合金、玻璃、陶瓷等。膠接圓柱形接頭板件接頭錐形及盲孔接頭角接頭過(guò)盈聯(lián)接是利用被聯(lián)件間的過(guò)盈配合直接把被聯(lián)接件聯(lián)接在一起。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、定心性好、承載能力高，在振動(dòng)下能可靠地工作。缺點(diǎn)：裝配困難和對(duì)配合尺寸的精度要求較高。應(yīng)用：主要用于輪圈與輪芯、軸與轂、滾動(dòng)軸承的裝配聯(lián)接。AAA-A曲軸過(guò)盈聯(lián)接組件d過(guò)盈連接頭部槽有一字槽、十字槽和開(kāi)槽等形狀，末端有錐端和平端兩種，常用于金屬薄板、輕合金或塑料零件的聯(lián)接。自攻螺釘連接自攻螺釘聯(lián)接自攻螺釘聯(lián)接是利用螺釘在被聯(lián)接件的光孔內(nèi)直接攻出螺紋。螺釘頭部形狀有盤(pán)頭、沉頭和半沉頭，分別如圖a、b、c所示，自攻螺釘膨脹螺栓連接膨脹螺栓聯(lián)接如圖所示為膨脹螺栓聯(lián)接，該螺栓頭部為一圓錐體，桿部裝一軟套筒，套筒上開(kāi)有軸向槽。安裝時(shí)先將螺栓桿連同套筒裝在被聯(lián)接孔中，擰緊末端螺母時(shí)，錐體壓入套筒，靠套筒變形將螺栓固定在被聯(lián)接件中，末端有平端形和鉤形等，這種聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，應(yīng)用廣泛?？觳疬B接圖示為自行車(chē)車(chē)輪的快拆聯(lián)接結(jié)構(gòu)實(shí)物圖。

快拆結(jié)構(gòu)由偏心輪、拉桿和調(diào)節(jié)螺母幾部分組成，車(chē)輪的軸為空心軸，拉桿從空心軸中穿過(guò)。圖a為快拆聯(lián)接打開(kāi)狀態(tài)，偏心輪轉(zhuǎn)到偏心距在軸線上為最短距離的位置，圖b為快拆聯(lián)接鎖緊狀態(tài)，偏心輪轉(zhuǎn)到偏心距在軸線上為最長(zhǎng)距離的位置?？觳鹇?lián)接

車(chē)輪快拆結(jié)構(gòu)a)打開(kāi)狀態(tài)b）鎖緊狀態(tài)快拆連接

快拆結(jié)構(gòu)的工作原理是扳動(dòng)偏心輪，利用偏心輪的偏心作用，拉桿上被夾持物體間的軸向距離變化，通過(guò)附加夾持裝置（如自行車(chē)上的前、后叉等）將被夾物體（車(chē)輪）夾緊。車(chē)輪快拆時(shí)，向外扳動(dòng)偏心輪，由于偏心輪的偏心作用，車(chē)輪的鎖緊結(jié)構(gòu)被放松，便可將車(chē)輪從支撐部位拿下。安裝時(shí)，把車(chē)輪放入支撐部位，向內(nèi)壓緊偏心輪，使車(chē)輪鎖緊結(jié)構(gòu)壓緊，車(chē)輪結(jié)構(gòu)就被定位并固定好。車(chē)輪鎖緊結(jié)構(gòu)的鎖緊程度可由調(diào)節(jié)螺母來(lái)調(diào)節(jié)。車(chē)座快拆結(jié)構(gòu)快拆連接

圖示為自行車(chē)車(chē)座的快拆結(jié)構(gòu)實(shí)物圖，由偏心輪、拉桿、鎖緊環(huán)和調(diào)節(jié)螺母組成，夾持原理也是利用改變拉桿的軸向距離調(diào)整鎖緊環(huán)張口的收縮來(lái)夾緊座桿以相對(duì)固定車(chē)座的高度，鎖緊環(huán)收縮的程度可由調(diào)節(jié)螺母來(lái)調(diào)整。調(diào)節(jié)車(chē)座高低時(shí)，向外扳動(dòng)偏心輪，鎖緊環(huán)松開(kāi)，將車(chē)座調(diào)整至合適高度后，把偏心輪向內(nèi)扳動(dòng)，鎖緊環(huán)收縮，座桿被鎖緊，車(chē)座相對(duì)位置固定。車(chē)座快拆結(jié)構(gòu)實(shí)例分析圖10-60活口扳手使用方法扳手是用來(lái)旋緊六角形、正方形螺釘和各種螺母的工具，常用工具鋼、合金鋼制成。它的開(kāi)口處要求光整、耐磨。扳手可分為活口扳手、專(zhuān)用扳