學(xué)習(xí)情境9 聯(lián)接.ppt

1、溫故而知新,傳力螺旋,較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力,傳動(dòng)螺旋,以傳遞運(yùn)動(dòng)為主,調(diào)整螺旋,調(diào)整零件間的相對位置,第10章 聯(lián)接,知識(shí)目標(biāo)： 1、掌握螺紋聯(lián)接的類型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法； 2、了解平鍵聯(lián)接的基本知識(shí)，掌握其強(qiáng)度校核方法。 能力目標(biāo)： 1、能正確的分析螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)，并能夠進(jìn)行初步的選擇和設(shè)計(jì)； 2、能正確地選用平鍵聯(lián)接。 3、能進(jìn)行螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。 素質(zhì)目標(biāo)： 1、養(yǎng)成多思考、多閱讀的習(xí)慣； 2、提高觀察、分析問題的能力。,教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 螺紋副的效率和自鎖 螺紋聯(lián)接及其預(yù)緊與防松 單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 螺栓組聯(lián)接 平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,本節(jié)具體任務(wù)：,通過學(xué)習(xí)理解和掌握以下內(nèi)容： 1

2、.螺紋的類型 2.導(dǎo)程與螺距 3.公稱直徑、強(qiáng)度直徑 4.三角形螺紋與梯形螺紋 5.常用于連接的螺紋，常用于傳動(dòng)的螺紋 6.鋸齒形螺紋的牙型角和牙型斜角 7.判斷螺紋旋向和螺紋線數(shù) 8.聯(lián)接類型 9.螺柱的應(yīng)用場合 10.螺釘?shù)膽?yīng)用場合,情景導(dǎo)入,右圖為一減速器 上的部分聯(lián)接件。螺 紋聯(lián)接用于聯(lián)接軸承 端蓋與箱體，減速器 上、下箱體，減速器 與地基等。螺紋還將 吊環(huán)、放油塞與箱體 聯(lián)接在一起。而鍵則 將軸與齒輪聯(lián)接在了 一起。,聯(lián)接將兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件連成一體的結(jié)構(gòu)。 一般說來，零件與零件之間，部件與部件之間都需要可靠的聯(lián)接以保證機(jī)器的正常工作。聯(lián)接有多種形式，包括螺紋聯(lián)接，鍵聯(lián)接，花鍵聯(lián)接

3、，銷釘聯(lián)接，焊接，粘接，鉚接，聯(lián)軸器聯(lián)接，離合器聯(lián)接等。 聯(lián)接分類 按照拆卸性質(zhì)分：,螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆卸聯(lián)接，其結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，成本低廉，廣泛應(yīng)用在各類設(shè)備中。,一、螺紋的形成,螺旋線：一點(diǎn)在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)的軌跡。（或?qū)⒅苯侨切蔚男边吚@在圓柱體表面形成的。） 螺紋：用刀具沿螺旋線切出的溝槽。,1. 大徑（ 外螺紋d，內(nèi)螺紋D）：與外螺紋牙頂（或內(nèi)螺紋牙底）相重合 的假想圓柱體的直徑。一般又稱為螺紋的公稱直徑（管螺紋例外）。 2. 小徑(外d1內(nèi)D1)：與外螺紋牙底（或內(nèi)螺紋牙頂）相重合的假想圓柱體 的直徑。是螺栓桿上的最小直徑，

4、常用作連接強(qiáng)度的計(jì)算直徑。 3. 中徑(外d2內(nèi)D2) ：螺紋軸向剖面內(nèi)，牙厚等于牙間寬處的假想圓柱體 的直徑，d20.5(d+d1),二、螺紋的主要參數(shù),4、螺距P 相鄰兩牙在中徑上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。 5、線數(shù)n 沿一條螺旋線形成的螺紋為單線螺紋；沿n條等距。 6、導(dǎo)程S 同一條螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距 離。設(shè)螺紋線數(shù)為n，則有S = nP 。 7、升角 中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平 面間的夾角。,才,8、牙型角 螺紋軸向剖面內(nèi)螺紋牙兩側(cè)邊的夾角。 9、牙型斜角 牙型側(cè)邊與螺紋軸線垂線間的夾角，對于對稱牙型 =2。,2、按照螺旋線繞行方向不同：左旋

5、螺紋和右旋螺紋（規(guī)定將螺紋直立時(shí)螺旋線向右上升為右旋螺紋，向左上升為左旋螺紋）。機(jī)械制造中一般采用右旋螺紋，有特殊要求時(shí)，才采用左旋螺紋。,二者共同組成螺紋副用于連接和傳動(dòng)。,三、螺紋的類型,1、按分布于回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面螺紋分為:,看一看這兩個(gè)分別是何種旋向？,3.按照螺旋線數(shù)目不同：單線螺紋和多線螺紋（為了制造方便，螺紋一般不超過4線。 ）,想一想： 這三種螺紋各自的螺距P和導(dǎo)程S的關(guān)系？,4、按照螺紋牙軸向剖面的形狀：,分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、管螺紋、圓弧螺紋。,管螺紋（英制螺紋） ： 牙形角55 ，連接螺紋。 圓弧螺紋：牙形角36未標(biāo)準(zhǔn)化，連接螺紋。,1、三角形螺

6、紋（又稱普通螺紋）：牙型角60，有細(xì)牙和粗牙螺紋之分。一般聯(lián)接多用粗牙螺紋。 當(dāng)量摩擦系數(shù)大，牙根強(qiáng)度高，因自鎖性能好，用于緊固連接 注意：細(xì)牙和粗牙螺紋的區(qū)別（同一公稱直徑下螺距最大的為粗牙，其余為細(xì)牙。）,四.幾種常用螺紋的特點(diǎn)和應(yīng)用,2、矩 形：牙型角0，傳動(dòng)效率高，但牙根強(qiáng)度低，加工難度大，傳動(dòng)螺紋，未標(biāo)準(zhǔn)化。如千斤頂。,3、梯 形：牙型角30，牙根強(qiáng)度比矩形螺紋高，但傳動(dòng)效率比矩形螺紋低。傳動(dòng)螺紋。如機(jī)床絲杠。,4、鋸齒形螺紋牙型角33，工作面牙型斜角3，非工作面牙型斜角30，綜合了矩形螺紋傳動(dòng)效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，單向傳動(dòng)螺紋。如螺旋壓力機(jī)。,總結(jié)：,三角形（普通螺紋）

7、 矩形 梯形 鋸齒形,主要用于連接,多用于傳動(dòng),1.螺栓聯(lián)接（兩種：普通螺栓連接和鉸制孔用螺栓連接）,普通螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接件的孔中不切制螺紋，螺栓與孔之間有間隙，裝拆方便。由于加工簡便，成本低，所以應(yīng)用最廣。b為鉸制孔用螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接件上孔用高精度鉸刀加工而成，螺栓桿與孔之間一般采用過渡配合，主要用于需要螺栓承受橫向載荷或需靠螺桿精確固定被聯(lián)接件相對位置的場合。,五、 普通螺紋連接的類型,2、雙頭螺柱聯(lián)接 適于常拆卸而被聯(lián) 接件之一較厚時(shí)。,使用兩端均有螺紋的螺柱，一端旋入并緊定在較厚被聯(lián)接件的螺紋孔中，另一端穿過較薄被聯(lián)接件的通孔。適用于被聯(lián)接件之一較厚，要求結(jié)構(gòu)緊湊和經(jīng)常拆裝的場合。,3

8、、螺釘聯(lián)接 適于被聯(lián)接件之一較 厚，不需經(jīng)常裝拆時(shí)。,螺釘直接旋入被聯(lián)接件的螺紋孔中，結(jié)構(gòu)較簡單，適用于被聯(lián)接件之一較厚，或另一端不能裝螺母的場合。但經(jīng)常拆裝會(huì)使螺紋孔磨損，導(dǎo)致被聯(lián)接件過早失效，所以不適用于經(jīng)常拆裝的場合。,4、緊定螺釘聯(lián)接 可傳遞不大的軸向 力或扭矩。,將緊定螺釘擰入一零件的螺紋孔中，其末端頂住另一零件的 表面或頂入相應(yīng)的凹坑中，如圖所示。常用于固定兩個(gè)零件 的相對位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。緊定螺釘?shù)亩瞬坑?平端、柱端和錐端等。,特殊聯(lián)接：地腳螺栓聯(lián)接 , 吊環(huán)螺釘聯(lián)接,看一看這些分別是哪種聯(lián)接？,任務(wù)完成：,1.螺紋的類型 2.導(dǎo)程與螺距 3.公稱直徑、強(qiáng)度直徑 4.

9、三角形螺紋與梯形螺紋 5.常用于連接的螺紋，常用于傳動(dòng)的螺紋 6.鋸齒形螺紋的牙型角和牙型斜角 7.判斷螺紋旋向和螺紋線數(shù) 8.聯(lián)接類型 9.螺柱的應(yīng)用場合 10.螺釘?shù)膽?yīng)用場合,六、常用螺紋聯(lián)接件,1、六角頭螺栓 桿部可以全部是螺紋或只有一段螺紋，螺紋精度分ABC三 級，常用C級。,2、雙頭螺柱兩端都帶螺紋，兩端螺紋可以相同或不同。螺柱可帶退刀槽或制成全螺紋。,3、螺釘,按頭部形狀分： a）六角頭 b）圓柱頭 c）扁圓頭 d）沉頭螺釘 e）圓柱頭f） 盤頭 按起子槽分： b） c） d）一字槽 f） 十字槽e）內(nèi)六角孔 a）六角頭螺釘 b）一字開槽圓柱頭螺釘 c）扁圓頭螺釘 d）沉頭螺釘 e

10、）圓柱頭內(nèi)六角孔螺釘 f） 十字槽盤頭螺釘,4、緊定螺釘 （錐端 平端 圓柱端）,a）一字槽 b）平端 c）圓柱端 d）錐端,5、六角螺母（按照厚度不同，分為標(biāo)準(zhǔn)、厚、薄三種。 螺紋精度分ABC三級，與同級別的螺栓配用）,6、圓螺母，常與止動(dòng)墊圈配用。,圓螺母常用作軸上零件（如滾動(dòng)軸承）的軸向固定，并配有止退墊圈。,7、墊圈,墊圈的主要作用是增加被聯(lián)接件的支承面積或避免擰緊螺母時(shí)擦傷 被聯(lián)接件的表面。常用的有平墊圈和斜墊圈。當(dāng)被聯(lián)接件表面有斜度 時(shí)，應(yīng)使用斜墊圈。,1、螺旋副的受力分析 2、效率和自鎖 3、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松,本節(jié)任務(wù),以矩形螺紋為例。根據(jù)螺紋的形成原理，螺母旋緊時(shí)，可看做推

11、動(dòng)滑塊沿螺旋線向上運(yùn)動(dòng)，沿中徑面展開得一斜面機(jī)構(gòu)。受力分析如下： F-作用在垂直于軸線的平面內(nèi)且與中徑圓相切的旋緊螺母的力，Q-螺母施加給螺桿的軸向載荷，N-接觸面正壓力，fN-摩擦力，f-摩擦系數(shù)。 當(dāng)勻速旋緊螺母時(shí)相當(dāng)于推滑塊勻速上升，則由力的平衡方程可得：,F=Qtg(+ ),-摩擦角，是全反力和正壓力之間的夾角。tg=fN/N=f -螺紋的升角 當(dāng)勻速旋松螺母時(shí)相當(dāng)于推滑塊勻速下降，則由力的平衡方程可得：,F=Qtg(- ),一、矩形螺紋的受力分析,螺旋副的受力分析、效率和自鎖,分析： 當(dāng) 時(shí),F 0, 表示在此情況下,需加上與圖示旋緊力方向相反的力才能旋松,否則無論Q多大,也不會(huì)松動(dòng)

12、，這種情況稱為自鎖。 二、自鎖條件為螺旋升角v,對于三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋，當(dāng)旋緊或旋松螺母時(shí)，可看做推動(dòng)楔形滑塊沿螺旋線向上或向下運(yùn)動(dòng)。 經(jīng)過推導(dǎo)可得： 上升: 下降：,F=Qtg(+v ),F=Qtg(-v ),v 當(dāng)量摩擦角， v =arctg(f/cos) -牙型斜角 三角形：30 梯形：15 鋸齒形：3 矩形：0,同樣推出： 自鎖條件為 v 越大， v越小，越 容易實(shí)現(xiàn)自鎖，故三角形螺紋用于連接。,三、非矩形螺紋的受力分析,四、螺旋副的效率,螺旋副的效率定義為輸出的有效功與輸入功之比,可知： 越小或v越大（即牙型角越大），越 小，越容易自鎖。故三角螺紋宜用于聯(lián)接；矩形、梯形

13、、鋸齒形螺紋用于傳動(dòng)。,螺紋連接的預(yù)緊、防松及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一、 螺栓連接的預(yù)緊（一般螺紋連接在裝配的時(shí)候都必須擰緊，稱為預(yù)緊）,對于一般連接，可憑經(jīng)驗(yàn)來控制預(yù)緊力F0的大小，但對于重要的連接就要嚴(yán)格控制其預(yù)緊力，常用測力矩扳手來控制，所控制的力矩可直接在刻度上讀出。,T=T1+T2=KF0d,擰緊時(shí)扳手力矩為,T可由測力矩扳手測定,式中d-螺紋公稱直徑， K為擰緊力矩系數(shù),可查表,預(yù)緊目的：增加聯(lián)接的可靠性與緊密性，防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙與相對滑移。保持正常工作。 預(yù)緊力F0：承受工作載荷以前所受的軸向作用力（拉力）,F0的確定： 合金鋼螺栓： F0（0.5-0.6）sA1 碳素鋼螺栓：

14、F0（0.6-0.7）sA1 s-材料的屈服極限 A1-螺紋小徑截面積,二、 螺栓連接的防松,連接中常用的單線普通螺紋和管螺紋都能滿足自鎖條件，但在沖擊、震動(dòng)或變載荷的作用下容易產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。,螺紋連接放松的根本問題在于要防止螺旋副的相對運(yùn)動(dòng)。,常用的防松方法:,（1）彈簧墊圈 彈簧墊圈用彈簧鋼制成，裝配后墊圈被壓平， 其反彈力能使螺紋間產(chǎn)生壓緊力和摩擦力，能防止聯(lián)接松脫。,1.摩擦力防松（利用在螺旋副中始終產(chǎn)生摩擦力實(shí)現(xiàn)防松。）,（2）彈性圈鎖緊螺母 螺母一端制成徑向收口，收口中嵌有尼龍圈，擰上后尼龍圈被脹大而箍緊螺栓，增加摩擦。,（3）雙螺母 利用兩螺母的對頂作用使螺栓始終受到附加拉力，致

15、使兩螺母與螺栓的螺紋間保持壓緊和摩擦力。,2、 機(jī)械防松（利用金屬元件約束螺紋連接件，限制其相對轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)防松。）（1）槽形螺母與開口銷 槽形螺母擰緊后，用開口銷穿過螺母上的槽和螺栓端部的銷孔，使螺母與螺栓不能相對轉(zhuǎn)動(dòng)。,（2）止退墊圈與圓螺母 將墊片的內(nèi)翅嵌入螺栓（軸）的槽內(nèi)，擰緊螺母后再將墊圈的一個(gè)外翅折嵌入螺母的一個(gè)槽內(nèi)，螺母即被鎖住。,（3）串聯(lián)鋼絲 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，使其相互制動(dòng)。使用時(shí)必須注意鋼絲的穿入方向（上圖正確，下圖錯(cuò)誤）。,3.其它方法防松（破壞性防松，裝配后不可拆卸。）,（1）沖點(diǎn) 螺母擰緊后，用沖頭在螺栓末端與螺母的旋合縫處打沖23個(gè)沖點(diǎn)

16、。防松可靠，適用于不需要拆卸的特殊聯(lián)接。,（2）粘合防松 在旋合的螺紋表面涂以粘合劑，防松效果良好，但不便拆卸。,三、 螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1、螺栓布置盡量對稱，使結(jié)合面受力均勻，通常將結(jié)合面設(shè)計(jì)成軸對稱的幾何形狀。,螺紋連接件通常成組使用，其中螺栓組連接最具有典型性。,在一組螺栓中，應(yīng)使各個(gè)螺栓均勻的承受載荷。設(shè)計(jì)螺栓組連接時(shí)，首先確定的是螺栓組連接的結(jié)構(gòu)，即設(shè)計(jì)被連接件結(jié)合面的結(jié)構(gòu)、形狀，選定螺栓的數(shù)量和布置形式，確定螺栓連接的結(jié)構(gòu)尺寸和選用防松裝置等。然后分析單個(gè)螺栓所受載荷，然后進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，計(jì)算出小徑d1,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：,2、螺栓的布置應(yīng)使螺栓的受力合理,3、螺栓的布置應(yīng)有合理的間

17、距、邊距,要注意留有扳手扳動(dòng)的必要空間，否則就無法裝拆。,注：壓力容器等緊密性要求高的連接，螺栓間距另有規(guī)定。,4、避免螺栓承受偏心載荷,若被聯(lián)接件支承表面不平或傾斜，螺栓將受到偏心載荷作用，產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，從而使螺栓剖面上的最大拉應(yīng)力可能比沒有偏心載荷時(shí)的拉應(yīng)力大得多。所以必須注意支承表面的平整問題。凸臺(tái)和凹坑都是經(jīng)過切削加工而成的支承平面。對于型鋼等傾斜支承面，則應(yīng)采用斜墊圈。,5、同一圓周上的螺栓數(shù)目盡量取3、4、6、8等易等分的數(shù)，以便于加工。,6、同一組螺栓連接中各螺栓的直徑和材料均應(yīng)相同，以便于安裝。,1、一般螺栓常用的材料為低碳鋼和中碳鋼，如Q215，Q235，35 和45等鋼

18、。 2、對于承受沖擊、振動(dòng)或變載荷的螺紋聯(lián)接件，可采用低合金鋼、合金鋼，如15Cr，40Cr，30CrMnsi等材料制造。 3、對于特殊用途的螺紋聯(lián)接件，可采用不銹鋼、銅合金、鋁合金等材料制造。 注意：選擇螺母的材料時(shí)，應(yīng)使螺母材料的強(qiáng)度低于螺栓材料的強(qiáng)度。螺母便宜，所以就先犧牲它吧！,四、螺栓聯(lián)接件的材料,單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算是螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，找出螺栓組中受力最大的螺栓進(jìn)行計(jì)算。,根據(jù)聯(lián)接的的工作情況，可將螺栓按受力形式分為受拉螺栓和受剪螺栓，兩者失效形式是不同的。,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：針對具體的失效形式，通過對螺栓的相應(yīng)部位進(jìn)行相應(yīng)強(qiáng)度條件的設(shè)計(jì)計(jì)算（或強(qiáng)度校核）。,螺栓聯(lián)接的計(jì)算主要是確定螺

19、紋小徑d1,然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋的公稱直徑（大經(jīng)）d等。,螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,一、 受拉螺栓聯(lián)接,1.松螺栓聯(lián)接,強(qiáng)度條件：,設(shè)計(jì)公式：,式中s為松聯(lián)接螺栓的許用拉應(yīng)力（MPa）,查表,d1計(jì)算出后,再按標(biāo)準(zhǔn)查選螺紋的公稱直徑。,2、緊螺栓聯(lián)接,只受預(yù)緊力緊螺栓聯(lián)接,螺栓螺紋部分處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的符合應(yīng)力狀態(tài)。,螺栓危險(xiǎn)界面上的拉伸應(yīng)力為,螺栓危險(xiǎn)界面上的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力為,對于常用的單線、三角形螺紋的普通螺栓，取fv=tanjv=0.15，簡化處理的t=0.5s,.根據(jù)第四理論，可求出當(dāng)量應(yīng)力se為,因此，強(qiáng)度條件為：,即,設(shè)計(jì)公式為,受橫向外載荷的緊螺栓聯(lián)接,載荷與螺栓軸向垂直,靠被聯(lián)接件間的摩

20、擦力傳遞.螺栓受載前需預(yù)緊,受載前后受力相同.螺栓內(nèi)部危險(xiǎn)截面上既有軸向預(yù)緊力F0形成的拉應(yīng)力s,又有因螺栓與螺紋牙面間的摩擦力矩T1而形成的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力t,受力特點(diǎn),螺栓預(yù)緊力,當(dāng)f=0.15、Kf=1.1、m=1時(shí)，可得,此結(jié)構(gòu)，要使聯(lián)接不發(fā)生滑動(dòng)，螺栓要承受7倍于橫向外載荷的預(yù)緊力。結(jié)構(gòu)笨重、不經(jīng)濟(jì)。因此要避免這種結(jié)構(gòu)，而采用新結(jié)構(gòu)。,承受軸向靜載荷的緊螺栓聯(lián)接,載荷方向與螺栓軸向一致,螺栓受載前需預(yù)緊,受載前后受力不同.螺栓內(nèi)部危險(xiǎn)截面上同樣既有拉應(yīng)力s,又有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力t.,受力特點(diǎn),強(qiáng)度條件:,設(shè)計(jì)公式:,式中FS為螺栓受載后所受的軸向總拉力(N),通過受載前對螺栓的預(yù)緊,和受載后螺栓

21、軸向拉力的分析,可知,這里F為單個(gè)螺栓的軸向載荷, F0為殘余軸向預(yù)緊力,FS=F+ F0,二、 受剪切螺栓聯(lián)接,受力特點(diǎn)：螺栓受載前后不需預(yù)緊，橫向載荷靠螺栓桿與螺栓孔壁之間的相互擠壓傳遞。,擠壓強(qiáng)度條件,剪切強(qiáng)度條件,三、 螺紋連接件的材料和許用應(yīng)力,螺栓材料的許用拉應(yīng)力按下表確定:,式中S為安全系數(shù)。緊連接螺栓若不控制預(yù)緊力，則S大小與螺栓直徑和載荷性質(zhì)有關(guān)，此時(shí)設(shè)計(jì)螺栓連接時(shí)，常用試算法確定S。即先預(yù)估螺栓直徑，再與計(jì)算出的螺栓直徑作比較后，對S作調(diào)整和計(jì)算。,例題分析,四、 提高螺栓連接強(qiáng)度的措施,螺栓連接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度，提高螺栓強(qiáng)度有以下幾種措施：,1、改善螺紋牙間的載

22、荷分配,內(nèi)斜螺母,環(huán)槽螺母,懸置螺母,1、改善螺紋牙間載荷分配關(guān)系,加厚螺母,普通螺母,2、減小螺栓的應(yīng)力變化幅度,受變載荷作用的螺栓，其應(yīng)力也在一定的幅度內(nèi)變動(dòng)，減小螺栓剛度或增大被連接件剛度等皆可以使螺栓的應(yīng)力變化幅度減小。,減小螺栓剛度的方法,a.柔性螺栓,b.彈性元件,增大被連接件剛度的方法,a.金屬墊片,b.密封環(huán),3、減小應(yīng)力集中,4、避免附加彎曲應(yīng)力,10.6 鍵聯(lián)接,10.6.1 鍵聯(lián)接的類型及應(yīng)用 10.6.2 平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,10.6 鍵聯(lián)接,鍵的主要用途是將軸類零件與孔類零件在圓周向進(jìn)行聯(lián)接，用于傳遞圓周方向的運(yùn)動(dòng)及傳遞轉(zhuǎn)矩。有些類型的鍵還可以實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或

23、軸向移動(dòng)。,10.6.1 鍵聯(lián)接的類型及應(yīng)用,平鍵聯(lián)接 平鍵聯(lián)接如圖所示，平鍵的剖面為矩形。鍵的兩個(gè)側(cè)面是工作面。在工作的時(shí)候，靠鍵與鍵槽的擠壓來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。,圖 普通平鍵聯(lián)接,10.6.1 鍵聯(lián)接的類型及應(yīng)用,圖導(dǎo)向平鍵,常用的平鍵有普通平鍵和導(dǎo)向平鍵兩種。 如圖所示，在工作過程中，若軸上的傳動(dòng)零件沿軸線作相對滑動(dòng)，則采用導(dǎo)向平鍵能夠起到導(dǎo)向的作用，實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)聯(lián)接。如汽車變速箱中的滑移齒輪采用的就是導(dǎo)向平鍵。,10.6.1 鍵聯(lián)接的類型及應(yīng)用,圖8.40 半圓鍵聯(lián)接圖,半圓鍵聯(lián)接 半圓鍵聯(lián)接如圖8.40所示。半圓鍵的側(cè)面呈半圓形，軸上加工出的鍵槽也呈半圓形。與平鍵的工

24、作原理一樣，半圓鍵也是以鍵的兩個(gè)側(cè)面為工作面。在工作的時(shí)候，半圓鍵能在軸槽中能繞其幾何中心擺動(dòng)，可以適應(yīng)輪轂上鍵槽底面的斜度。半圓鍵用于靜聯(lián)接，具有適應(yīng)性較好，裝配較為方便的優(yōu)點(diǎn)。尤其適于錐形軸端與輪轂的聯(lián)接，如圖8.41所示。,10.6.1 鍵聯(lián)接的類型及應(yīng)用,8.41 錐形軸端處的半圓鍵聯(lián)接,10.6.1 鍵聯(lián)接的類型及應(yīng)用,圖8.42 楔鍵聯(lián)接,楔鍵聯(lián)接 楔鍵的上表面和軸轂的鍵槽底面均有1：100的斜度。 楔鍵的上、下表面是工作面，與槽底沒有間隙。而鍵的兩個(gè)側(cè)面是非工作面，與鍵槽的兩個(gè)側(cè)面應(yīng)留有間隙，如圖8.42所示。 楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵兩種，如圖8.43所示。,10.6.1 鍵

25、聯(lián)接的類型及應(yīng)用,圖8.43 楔鍵的類型,10.6.2 平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,在設(shè)計(jì)聯(lián)接時(shí)候，平鍵的選擇和計(jì)算一般應(yīng)按如下步驟進(jìn)行： (1) 選擇平鍵的類型。 根據(jù)傳動(dòng)的情況和工作要求， 按照各類鍵的結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)用特點(diǎn)選擇平鍵的類型。 (2) 確定鍵的截面尺寸。 根據(jù)軸的直徑d， 從國家標(biāo)準(zhǔn)中查取鍵的相應(yīng)的截面尺寸bh, 見表11 - 1。,(3) 確定鍵的長度。 按照軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果， 根據(jù)輪轂的長度L1 來確定鍵的長度L， 并按照標(biāo)準(zhǔn)系列值選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值。 (4) 校核平鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度。 必要時(shí)， 應(yīng)進(jìn)行平鍵的強(qiáng)度校核。 在靜連接中， 普通平鍵聯(lián)結(jié)的主要失效形式是連接工作面上的壓潰。 實(shí)踐表明， 壓潰一般發(fā)生在較弱的輪轂鍵槽的工作表面。 除非有嚴(yán)重過載， 一般不會(huì)發(fā)生鍵被剪斷的現(xiàn)象。,10.6.2 平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,圖 普通平鍵聯(lián)接的受力情況,普通平鍵聯(lián)結(jié)的受力情況如圖所示， 假設(shè)載荷沿工作面為均勻分布， 則普通平鍵聯(lián)結(jié)的擠壓強(qiáng)度條件為,如果鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度不夠， 在結(jié)構(gòu)允許的時(shí)候， 可以適當(dāng)增加輪轂