第10章 联接

1、 1 总 论 2 螺纹联接 3 键 联 接基本要求基本要求: :v了解螺纹联接的基本知识：类型、特性、标准、结构、了解螺纹联接的基本知识：类型、特性、标准、结构、应用场合及防松方法等应用场合及防松方法等v掌握螺栓联接强度计算方法掌握螺栓联接强度计算方法v了解键联接的主要类型及应用特点了解键联接的主要类型及应用特点v掌握平键联接强度校核计算方法掌握平键联接强度校核计算方法机械设计基础联接静联接静联接动联接动联接运动副运动副机械设计基础联接与动力与动力源组合源组合零件零件构件构件机构机构机器机器静联接静联接动联接动联接(运动副运动副)可拆联接：可拆联接：螺纹联接、键联接、销联接等螺纹联接、键联接、

2、销联接等不可拆联接不可拆联接：铆接、焊接、胶接等：铆接、焊接、胶接等联接联接10-1 螺纹的主要参数10-2 螺旋副力学特性10-3 机械制造常用螺纹10-4 螺纹联接件主要类型10-5 螺纹联接预紧和防松10-6 螺栓联接的强度计算10-7 螺栓材料和许用应力机械设计基础联接10-1 10-1 螺纹的主要参数螺纹的主要参数1 螺纹形成螺纹形成v螺旋线形成：螺旋线形成：倾斜线绕在圆柱体上倾斜线绕在圆柱体上形成的曲线形成的曲线v螺纹形成：螺纹形成：平面图形沿螺旋线形成平面图形沿螺旋线形成三角形、矩形、梯形、锯齿形、半圆形螺纹三角形、矩形、梯形、锯齿形、半圆形螺纹v螺旋线的数目螺旋线的数目(线数线

3、数):单线、多线单线、多线机械设计基础联接v旋向旋向(螺旋线方向螺旋线方向)：常用右旋，特殊要求时用左旋常用右旋，特殊要求时用左旋v问题：问题：旋向判断旋向判断 ？v粗牙螺纹粗牙螺纹 一般联接一般联接v细牙螺纹细牙螺纹 d1大、强度大、自锁性好，常用于变载大、强度大、自锁性好，常用于变载 d2SP联接联接传动传动 螺纹旋向判断螺纹旋向判断v旋向旋向(螺旋线方向螺旋线方向)：常用右旋，特殊常用右旋，特殊要求时用左旋要求时用左旋v旋向判断旋向判断:(1)轴线垂直放，右边高轴线垂直放，右边高右旋右旋 左左边高边高左旋左旋机械设计基础联接v(2)右手旋，前进右手旋，前进右旋右旋v 左左手旋，前进手旋，

4、前进左旋左旋 d2 2 主要参数主要参数v大径大径d、D：最大直径最大直径公称直径公称直径v小径小径d1：外螺纹的危险剖面直径外螺纹的危险剖面直径v 强度直径强度直径v中径中径d2、D2：假想直径，牙型沟槽假想直径，牙型沟槽宽与牙的宽度相等宽与牙的宽度相等 计算直径计算直径v螺距螺距P：相邻两牙轴向距离相邻两牙轴向距离v导程导程S：同一条螺纹线的相邻两牙间同一条螺纹线的相邻两牙间的轴向距离，的轴向距离，S = nP机械设计基础联接v升角升角 ：螺纹与其轴线的垂直平面所成的夹角螺纹与其轴线的垂直平面所成的夹角v牙型角牙型角a a ：螺纹两侧边的夹角螺纹两侧边的夹角d1D, dSP10-2 10-

5、2 螺旋副力学特性螺旋副力学特性v螺旋副作为一种空间运动副，其接触面为螺旋面螺旋副作为一种空间运动副，其接触面为螺旋面v螺纹在旋紧或松开过程中，螺纹之间相对移动螺纹在旋紧或松开过程中，螺纹之间相对移动v当螺杆和螺母之间受到轴向力当螺杆和螺母之间受到轴向力Q时，拧动螺杆或螺母，时，拧动螺杆或螺母，螺旋面间将产生摩擦力螺旋面间将产生摩擦力1 斜面摩擦斜面摩擦2 槽面摩擦槽面摩擦3 矩形螺纹矩形螺纹4 三角形螺纹三角形螺纹机械设计基础联接1 斜面摩擦斜面摩擦分析使滑块等速运动所需要的水平力分析使滑块等速运动所需要的水平力等速上升：等速上升：v平衡条件：平衡条件：v驱动力：驱动力：等速下滑：等速下滑：

6、v平衡条件：平衡条件：v维持力：维持力：自锁条件：自锁条件：v当当 r r时，时，F 0，原工作阻力，原工作阻力F反向作用，作为驱动力反向作用，作为驱动力时，滑块才能移动时，滑块才能移动v结论：结论：当当 r r 时，滑块自锁时，滑块自锁 FQR21+r v12QFN21F21v12FQ r rR21R21QFFN21F21rR21021 RQF)tan(r r QFr021 RQF)tan(r r QF机械设计基础联接2 槽面摩擦槽面摩擦力分析：力分析：v摩擦力：摩擦力：v当量摩擦角：当量摩擦角：2121fNF 12QN212N2122rvN212N212Q思考思考: : 与平面摩擦比较与平

7、面摩擦比较？结论：结论：槽面的摩擦力大于平面的摩擦力槽面的摩擦力大于平面的摩擦力 sin21QfF QfFv 21vvffr r tansin vvfarctan r r机械设计基础联接1 1 1 1Pv121R21N21F21Q3 矩形螺纹矩形螺纹v螺旋副（螺母与螺杆）的相对运动螺旋副（螺母与螺杆）的相对运动 滑块沿斜面运动滑块沿斜面运动v假设：假设：1)载荷分布在中线上载荷分布在中线上; 2)单面产生摩擦力单面产生摩擦力v螺旋升角螺旋升角d2dd1 2d s =z pv12rR21nnF 22tandpzds 拧紧力拧紧力)tan(r r QF)tan(2222r r QddFM拧紧力矩拧

8、紧力矩防松力防松力)tan(r r QF)tan(2222r r QddFM防松力矩防松力矩自锁条件自锁条件0)tan( r r QF r r效率效率)tan(/tan/r r drWW机械设计基础联接4 三角形螺纹三角形螺纹v反力反力v摩擦力摩擦力v当量摩擦角当量摩擦角N/2N/2NN 900- 900- QffQfNFvf cos2QN cos2 r rcosarctanarctanffvv 机械设计基础联接v拧紧力拧紧力v拧紧力矩拧紧力矩)tan(22vQddFMr r )tan(vQFr r )tan(2222vQddFMr r )tan(vQFr r v防松力防松力v防松力矩防松力矩

9、三角形螺纹（续）三角形螺纹（续）v效效 率率v自锁条件自锁条件N/2N/2NN 900- 900- 0)tan( vQFr r r rv)tan(/tan/vdrWWr r v思考：思考：1. 矩形螺纹和三角螺纹哪一种效率高，宜用于传动矩形螺纹和三角螺纹哪一种效率高，宜用于传动？2. 矩形螺纹和三角螺纹哪一种易自锁，宜用于联接矩形螺纹和三角螺纹哪一种易自锁，宜用于联接？机械设计基础联接10-310-3机械制造常用螺纹机械制造常用螺纹1. 三角形螺纹三角形螺纹 (M)v普通螺纹普通螺纹:60，f 大，易自锁大，易自锁 粗牙粗牙:牙高牙高, d1小小, 大大细牙细牙:牙浅牙浅, d1大大, 小小,

10、 更易自锁更易自锁v管螺纹管螺纹:55，紧密，紧密 , 无径向间隙无径向间隙2. 梯形螺纹梯形螺纹 (Tr)：30、153. 锯齿形螺纹锯齿形螺纹(S)：33、工工34. 矩形螺纹矩形螺纹 ：联接螺纹：联接螺纹：普通三角螺纹、锥螺纹、管螺纹普通三角螺纹、锥螺纹、管螺纹(英制英制) （小，单线，自锁好）小，单线，自锁好）传动螺纹：传动螺纹：矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹（小、小、大，多线，效率高）大，多线，效率高）机械设计基础联接10-4 10-4 螺纹联接件主要类型螺纹联接件主要类型1 标准螺纹联接件标准螺纹联接件v螺栓螺栓普通螺栓普通螺栓 铰制孔螺栓铰制孔螺栓v双头

11、螺栓双头螺栓v螺钉螺钉联接螺钉联接螺钉紧定螺钉、自攻螺钉紧定螺钉、自攻螺钉v螺母螺母：六角螺母、圆螺母：六角螺母、圆螺母v垫圈垫圈：平垫圈、斜垫圈：平垫圈、斜垫圈螺纹联接件通过组合形成螺纹联接螺纹联接件通过组合形成螺纹联接机械设计基础联接2 螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型v螺栓联接螺栓联接普通螺栓联接普通螺栓联接铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接v双头螺栓联接双头螺栓联接v螺钉联接螺钉联接螺钉联接螺钉联接紧定螺钉、自攻螺钉联接紧定螺钉、自攻螺钉联接v其它联接：地脚螺栓、吊环螺钉其它联接：地脚螺栓、吊环螺钉v螺纹联接类型主要根据受力、结构形式、螺纹联接类型主要根据受力、结构形式、装拆要求等进行选

12、择装拆要求等进行选择机械设计基础联接螺栓联接螺栓联接普通螺栓联接普通螺栓联接v特点：特点：孔与杆间有间隙、被联接孔与杆间有间隙、被联接件上无需切制螺纹、装拆方便件上无需切制螺纹、装拆方便v适用场合：适用场合：经常装拆的一般场合经常装拆的一般场合铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接v特点：特点：孔与杆间无间隙、被联接孔与杆间无间隙、被联接件上无需切制螺纹、装拆方便件上无需切制螺纹、装拆方便v适用场合：适用场合：承受横向载荷的场合承受横向载荷的场合机械设计基础联接双头螺栓、螺钉联接双头螺栓、螺钉联接双头螺栓联接双头螺栓联接v特点：特点：孔与杆间有间隙、被联接孔与杆间有间隙、被联接件上无需切制螺纹、装拆方便

13、件上无需切制螺纹、装拆方便v适用场合：适用场合：用于被联接件之一较用于被联接件之一较厚、经常装拆的场合厚、经常装拆的场合螺钉联接螺钉联接v特点：特点：孔与杆间无间隙、被联接孔与杆间无间隙、被联接件上无需切制螺纹、装拆方便件上无需切制螺纹、装拆方便v适用场合：适用场合：被联接件之一较厚，被联接件之一较厚，且不常装拆的场合且不常装拆的场合机械设计基础联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接适用场合：适用场合：v多用于轴上零件的固定，多用于轴上零件的固定，传递较小的力传递较小的力v锥端螺钉联接锥端螺钉联接v平端螺钉联接平端螺钉联接v圆柱端螺钉联接圆柱端螺钉联接机械设计基础联接其他联接其他联接v地脚螺栓联接、地脚

14、螺栓联接、吊环螺栓联接吊环螺栓联接、 T形槽螺栓联接形槽螺栓联接机械设计基础联接10-5 10-5 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松v问题：问题：v为什么要防松？防松的原理？防松零件的装配方法？为什么要防松？防松的原理？防松零件的装配方法？v静载荷：静载荷：r rv(自锁自锁) + 预紧后摩擦力预紧后摩擦力防止松动防止松动v动载荷：动载荷：摩擦力减小、消失摩擦力减小、消失不可靠不可靠v螺纹联接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动螺纹联接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动v螺纹联接防松的方法按工作原理可分为螺纹联接防松的方法按工作原理可分为:1 摩擦防松摩擦防松2 机械防松机械防松3 其它

15、：其它：破坏螺纹副关系（铆冲、粘接、焊接）破坏螺纹副关系（铆冲、粘接、焊接）机械设计基础联接1 摩擦防松摩擦防松v使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩转动的摩擦阻力矩v弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母(双螺母双螺母)防松防松机械设计基础联接对顶螺母防松对顶螺母防松v使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩转动的摩擦阻力矩v对顶螺母防松对顶螺母防松机械设计基础联接2 机械防松机械防松v用机械装置把螺母和

16、螺栓联成一体，消除了它们之间相对用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性转动的可能性v开口销、止动垫圈、串联钢丝防松开口销、止动垫圈、串联钢丝防松机械设计基础联接螺栓螺栓开槽螺母开槽螺母开口销开口销装配图装配图止动垫圈防松止动垫圈防松v用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性转动的可能性机械设计基础联接串联钢丝防松串联钢丝防松机械设计基础联接正确错误v用机械装用机械装置把螺母置把螺母和螺栓联和螺栓联成一体，成一体，消除了它消除了它们之间相们之间相对转动的对转动的可能性可能性3 其它：其它：破坏螺纹副关

17、系破坏螺纹副关系v焊接焊接v铆冲铆冲机械设计基础联接4 螺纹联接的拧紧力矩螺纹联接的拧紧力矩v目的：目的：防止松动防止松动提高可靠性、强提高可靠性、强度、紧密性度、紧密性v螺母拧紧时螺母拧紧时预紧力预紧力Fav拧紧阻力矩拧紧阻力矩 T 的大小：的大小： ？v螺旋副间的摩擦力矩螺旋副间的摩擦力矩 T1 ：v螺母与支承面间摩擦力矩螺母与支承面间摩擦力矩 T2 ：机械设计基础联接螺栓螺栓预紧拉力预紧拉力F Fa a被联接件被联接件预紧压力预紧压力F Fa av施加在扳手上的力施加在扳手上的力FT21TTT)tan(221vadFTfacrFfT*2TFaFaLFTTTT 21T1T2控制拧紧力矩的扳

18、手控制拧紧力矩的扳手v定力矩扳手定力矩扳手v测力矩扳手测力矩扳手机械设计基础联接控制拧紧力臂控制拧紧力臂v选择扳手长度选择扳手长度机械设计基础联接10-6 10-6 螺栓联接的强度计算螺栓联接的强度计算松螺栓联接：松螺栓联接：无预紧力，只有工作拉力无预紧力，只有工作拉力紧螺栓联接：紧螺栓联接：有预紧力，还有工作拉力有预紧力，还有工作拉力1 失效形式失效形式2 设计步骤设计步骤3 松螺栓联接强度设计松螺栓联接强度设计4 紧螺栓联接强度设计紧螺栓联接强度设计仅受预紧力的紧螺栓联接仅受预紧力的紧螺栓联接受横向载荷的紧螺栓联接受横向载荷的紧螺栓联接受轴向载荷的紧螺栓联接受轴向载荷的紧螺栓联接机械设计基

19、础联接螺栓组联接螺栓组联接1 失效形式失效形式v失效形式：失效形式：v 1. 螺栓杆拉断（普通螺栓）螺栓杆拉断（普通螺栓）v 2. 螺纹压溃和剪断（受剪螺栓）螺纹压溃和剪断（受剪螺栓）v 3. 经常装拆因磨损而发生滑扣经常装拆因磨损而发生滑扣v普通螺栓主要为普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂螺纹部分发生断裂v受剪螺栓受剪螺栓(铰制孔螺栓铰制孔螺栓)主要为压溃和剪切主要为压溃和剪切机械设计基础联接2 设计步骤设计步骤一般设计步骤：一般设计步骤：v螺栓组受力和失效分析螺栓组受力和失效分析找出受力最大的螺栓找出受力最大的螺栓 单个螺栓单个螺栓受力分析和失效分析受力分析和失效分析 单个螺栓强度计算单个螺栓

20、强度计算确定螺栓的尺确定螺栓的尺寸（直径、长度）寸（直径、长度）v试算法：试算法：先选定一个螺栓直径先选定一个螺栓直径d 查查 计算计算d1。v若若d1与与d1（假定的小径）相近，则合用；否则再选（假定的小径）相近，则合用；否则再选机械设计基础联接3 松螺栓联接强度设计松螺栓联接强度设计v受载荷形式受载荷形式轴向拉伸轴向拉伸(工作拉力工作拉力F)v失效形式失效形式螺栓拉断螺栓拉断 (静、疲劳静、疲劳)v设计准则设计准则保证螺栓拉伸强度保证螺栓拉伸强度v强度条件：强度条件： v设计计算方法：设计计算方法：v校核式校核式 :v设计式设计式:机械设计基础联接 214dFAF41Fd F4 紧螺栓联接

21、强度设计紧螺栓联接强度设计(1) 仅受预紧力的紧螺栓联接仅受预紧力的紧螺栓联接v受载荷形式受载荷形式拧紧后拧紧后:轴向拉伸轴向拉伸(工作拉力工作拉力Fa)v 拧紧过程中拧紧过程中:轴向拉伸轴向拉伸Fa 、扭力、扭力Tv失效形式失效形式螺栓拉断螺栓拉断 (拉、扭综合作用拉、扭综合作用)v设计准则设计准则保证螺栓拉伸强度保证螺栓拉伸强度v强度条件：强度条件： v设计计算方法：设计计算方法：v校核式校核式 :机械设计基础联接TFaFa拧紧力矩拧紧力矩T T剪应力剪应力预紧拉力预紧拉力F Fa a拉应力拉应力5 .0 3 . 1)5 . 0(332222 4/3 . 121dFa1.3*41aFdv设

22、计式设计式:(2) 受横向载荷的紧螺栓联接受横向载荷的紧螺栓联接v受载荷形式受载荷形式工作载荷作用之前工作载荷作用之前，螺栓已受预紧力，螺栓已受预紧力 Fa作用作用v （拧紧过程中拧紧过程中:轴向拉伸轴向拉伸Fa 、扭力、扭力T）v 拧紧后拧紧后: 预紧力预紧力 Fav失效形式失效形式 相同否相同否？两种情况的工作原理不同！机械设计基础联接普通螺栓普通螺栓铰制孔螺栓铰制孔螺栓受横向载荷的普通螺栓联接受横向载荷的普通螺栓联接v受载荷形式受载荷形式拧紧过程中拧紧过程中:轴向拉伸轴向拉伸Fa 、扭力扭力Tv失效形式失效形式螺栓拉断螺栓拉断 (拉、扭综合作用拉、扭综合作用)v设计准则设计准则保证螺栓拉

23、伸强度保证螺栓拉伸强度v强度条件强度条件： v设计计算方法设计计算方法：v问题：预紧力问题：预紧力Fa应满足的条件应满足的条件?与横向载荷与横向载荷F有何关系有何关系？v依据：被联接件不滑移依据：被联接件不滑移界面摩擦力界面摩擦力FFv即：即：机械设计基础联接FaFaFFTFaFav校核式校核式 :4/3 . 121dFa1.3*41aFdv设计式设计式:FfFa2 . 1fFFa2 . 1讨论：讨论：f=0.2时，时，Fa=?F受横向载荷的铰制孔螺栓联接受横向载荷的铰制孔螺栓联接v受载荷形式受载荷形式拧紧过程中拧紧过程中:轴向拉伸轴向拉伸Fa 、扭力扭力T(预紧力小，计算时可忽略预紧力小，计

24、算时可忽略)v 工作时：工作时：横向载荷横向载荷Fv失效形式失效形式侧面压溃及螺栓剪切侧面压溃及螺栓剪切v设计准则设计准则保证挤压、剪切强度保证挤压、剪切强度v强度条件强度条件： p p、 v设计计算方法：设计计算方法：v挤压强度：挤压强度：v剪切强度：剪切强度：机械设计基础联接min0ppLdF 420 dF讨论：讨论：v普通螺栓受横向载荷普通螺栓受横向载荷F时，为保证结合面时，为保证结合面不发生滑移，靠结合面的摩擦力抵抗不发生滑移，靠结合面的摩擦力抵抗Fv预紧力预紧力Fa的大小，根据接合面不发生滑的大小，根据接合面不发生滑移的条件确定移的条件确定vf=0.2时，时，Fa=6Fv结论：结论：

25、v横向载荷过大的情况下，不适宜用普通螺栓横向载荷过大的情况下，不适宜用普通螺栓v宜采用铰制孔螺栓宜采用铰制孔螺栓v必须采用普通螺栓时，应配合必须采用普通螺栓时，应配合减载销、键或减载套筒减载销、键或减载套筒使用使用v减载装置强度计算同铰制孔螺栓计算减载装置强度计算同铰制孔螺栓计算机械设计基础联接FaFaFFT1.3*41aFdFFfa2.1(3) 受轴向载荷的紧螺栓联接受轴向载荷的紧螺栓联接v受载荷形式受载荷形式拧紧过程中拧紧过程中: 轴向拉伸轴向拉伸F0 、扭力扭力Tv工作时，工作时，再承受工作载荷再承受工作载荷FEv此时，螺栓所受的总拉力此时，螺栓所受的总拉力:vFa = F0+FE ?机

26、械设计基础联接TF0F0FEFEFaFav须根据静力平衡方程和变形协调条件求解须根据静力平衡方程和变形协调条件求解受力和变形关系受力和变形关系变形协调条件变形协调条件: l l1 1 l lb l l机械设计基础联接FaFE+F0Fa=FE+FRl l1l lb l l1 l lbTF0F0FEFEFaFaF0F0FRFR预紧预紧F0受载受载FE螺栓螺栓被联接件被联接件拉力拉力F0伸长伸长l l1压力压力F0压缩压缩l lb拉力拉力Fa 伸长伸长l l1 1 l l1 1压力压力FR 压缩压缩l lb - l lb未预紧未预紧 未受力、无变形未受力、无变形未受力、无变形未受力、无变形FEFEv

27、FR：残余预紧力：残余预紧力v防止受载后接合面防止受载后接合面产生缝隙产生缝隙v根据紧密性要求选根据紧密性要求选取，见取，见p147受力和变形关系受力和变形关系机械设计基础联接l l1l lb l l1 l lbTF0F0FEFEFaFaF0F0FRFR预紧预紧F0受载受载FE螺栓螺栓被联接件被联接件拉力拉力F0伸长伸长l l1压力压力F0压缩压缩l lb拉力拉力Fa 伸长伸长l l1 1 l l1 1压力压力FR 压缩压缩l lb - l lb未预紧未预紧 未受力、无变形未受力、无变形未受力、无变形未受力、无变形FEFE受轴向载荷螺栓强度计算受轴向载荷螺栓强度计算v螺栓受到的总拉力螺栓受到的

28、总拉力Fa= FE+ FRv则螺栓强度计算公式：则螺栓强度计算公式：机械设计基础联接v校核式校核式 :4/3 . 121dFa1.3*41aFdv设计式设计式:10-7 10-7 螺栓材料和许用应力螺栓材料和许用应力v材料：材料：一般用途：一般用途：低碳钢或中碳钢低碳钢或中碳钢 (3545及及Q235Q275)重要联接：重要联接：合金钢（合金钢（ 40Cr、30CrMnTi ）v国标国标(GB/T 3098.1_2000)规定螺栓按材料的力学性能分出十个等级：规定螺栓按材料的力学性能分出十个等级：v3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12

29、.9v规则：规则：小数点前数字表示小数点前数字表示 B/100, 小数点后数字表示小数点后数字表示10 S/ Bv如：如：5.8级：表示级：表示: B=500MPa ， S=400MPav许用应力：许用应力：表表10-6 、10-7机械设计基础联接v计算螺栓小径时采用试算法来选用计算螺栓小径时采用试算法来选用s s 10-8 10-8 螺旋传动螺旋传动（要求高效率梯形、锯齿形、矩形多线） 螺旋副螺旋副传动一一. 类型类型:按按传导传导螺旋螺旋传递运动为主传递运动为主, 高的运动精度高的运动精度用用传力传力螺旋螺旋传力为主传力为主, 以小以小T大的轴向力大的轴向力Q途途调整调整螺旋螺旋调整零件间

30、相对位置调整零件间相对位置传递动力调整零件间相对位置 实现 将回转运动直线运动传导传导传力传力调整调整 按按 滑动滑动螺旋螺旋=0.30.4，简单，精度低，简单，精度低摩擦摩擦滚动滚动螺旋螺旋0.9 ，复杂，复杂高精度、高效高精度、高效性质性质静压静压螺旋螺旋机械设计基础联接 二特点二特点： 1.降速比大降速比大 2.可具自锁性可具自锁性 3.机械利益大机械利益大 1Fa tg() d2 /2 4.结构简单结构简单, 传动平稳传动平稳, 噪音低噪音低 5.磨损大磨损大, 低低)(2)(222rrtgdFLtgdTFQa三三 滑动螺旋传动的设计简介滑动螺旋传动的设计简介1 耐磨性计算耐磨性计算

31、滑动滑动磨损磨损耐磨性计算（限制工作面上的压力）耐磨性计算（限制工作面上的压力）基本尺寸（基本尺寸（d2）机械设计基础联接 2 螺杆的强度计算螺杆的强度计算 螺杆的受力类似紧螺栓（压力和扭矩），校核螺杆的受力类似紧螺栓（压力和扭矩），校核危险（牙根）截面的强度危险（牙根）截面的强度 4 螺母螺纹牙的强度计算螺母螺纹牙的强度计算螺母螺纹牙断齿螺母螺纹牙断齿挤压和弯曲强度计算挤压和弯曲强度计算 3 螺杆的稳定性计算螺杆的稳定性计算 螺杆的长径比大螺杆的长径比大受压力受压力侧向弯曲侧向弯曲不稳定不稳定机械设计基础联接一、键联接的分类及结构二、键的强度校核三、花键联接机械设计基础联接一、键联接的分类及

32、结构一、键联接的分类及结构v目的：目的：v键是用来实现轴与轴上零件的周向固定以传递转矩（静联键是用来实现轴与轴上零件的周向固定以传递转矩（静联接），或实现轴上零件的轴向固定或轴向移动（动联接接），或实现轴上零件的轴向固定或轴向移动（动联接 ）v它是标准件它是标准件v分类：分类：机械设计基础联接键联接键联接松联接松联接紧联接紧联接楔键楔键（静联接，单向轴向固定）（静联接，单向轴向固定）平键平键半圆键半圆键 （静联接）（静联接）普通平键普通平键 （静联接）（静联接）导向平键导向平键 （动联接）（动联接）花键花键1 松联接松联接（1）平键联接）平键联接v结构结构:键两侧与键槽相配合键两侧与键槽相配合

33、(静联接为过渡静联接为过渡配合配合, 动联接为间隙配合动联接为间隙配合), 上端面与轮毂上端面与轮毂键槽底面有间隙键槽底面有间隙v工作原理工作原理:两侧面是工作面，靠两侧面挤两侧面是工作面，靠两侧面挤压传递转矩压传递转矩v失效形式失效形式:v静联接：工作面挤溃，键剪断静联接：工作面挤溃，键剪断v动联接：工作面磨损动联接：工作面磨损v特点：特点：结构简单，装折方便，对中性好，承载能力大，应用广泛结构简单，装折方便，对中性好，承载能力大，应用广泛v成对使用成对使用: :v承载能力不够时采用承载能力不够时采用, 按按 180布置两个键。一对平键按布置两个键。一对平键按1.5 个键计算个键计算机械设计

34、基础联接平键分类平键分类v普通平键普通平键v(圆头圆头)型：型：立铣刀，键定位好，轴应力集中大立铣刀，键定位好，轴应力集中大v(平头平头)型：型：盘铣刀，轴向键无定位，应力集中小盘铣刀，轴向键无定位，应力集中小v(单圆头单圆头)型：型：立铣刀加工，用于轴端立铣刀加工，用于轴端v导向平键导向平键v键固定于轴上键固定于轴上, 滑移距离小滑移距离小机械设计基础联接(2) 半圆键联接半圆键联接v结构结构: v工作原理工作原理: v两侧面是工作面，侧面两侧面是工作面，侧面挤压传递转矩挤压传递转矩v构造与加工构造与加工:v键键: 用圆钢切制或冲压用圆钢切制或冲压后磨削后磨削v键槽键槽: 盘状铣刀加工盘状铣

35、刀加工v失效形式失效形式: 键剪断键剪断, 工作面压溃工作面压溃v特点特点: 便于安装便于安装, 对中好对中好, 用于锥形轴端用于锥形轴端, 但对轴削弱大但对轴削弱大v成对使用成对使用: 承载能力不够时用承载能力不够时用, 沿同一沿同一母线布置母线布置机械设计基础联接2 紧联接紧联接v楔键楔键联接联接v结构结构: 键侧与键槽有间隙键侧与键槽有间隙 , 上下面楔紧上下面楔紧v工作原理工作原理: 上下面为工作面，靠摩擦力传上下面为工作面，靠摩擦力传递转矩递转矩v方头楔键、方头楔键、钩头楔键、钩头楔键、圆头楔键圆头楔键v失效形式失效形式: 工作面压溃工作面压溃v特点特点: 简单简单, 且可实现轮毂在

36、轴上单向轴向固定且可实现轮毂在轴上单向轴向固定v楔紧产生偏心楔紧产生偏心, 对中性差对中性差, 不适于高速及对中要求高的场合不适于高速及对中要求高的场合机械设计基础联接二、键的强度校核二、键的强度校核v1 键的选择键的选择v键是标准零件：键是标准零件：p156 表表10-9v材料多采用碳素钢材料多采用碳素钢v键的类型选择键的类型选择根据使用要求和工作条件根据使用要求和工作条件:v转矩、转速、载荷性质、是否移动、对中性转矩、转速、载荷性质、是否移动、对中性v键的尺寸选择键的尺寸选择（同时确定配合类型）（同时确定配合类型）:v工作要求工作要求 键的种类键的种类按轴径按轴径d选键的选键的b 、 h选键长选键长L(标标准准; 短于轮毂宽度短于轮毂宽度) 机械设计基础联接2 键的强度校核键的强度校核v静联接静联接:v压溃压溃挤压强度挤压强度v键被剪断键被剪断剪切强度剪切强度机械设计基础联接pspdhlT4圆头圆头: ls=L-b平头平头: ls=L单圆头单圆头: ls=L-b/2 p 查表查表10-10一般不会发生键的剪断，故一般不作剪断强度校核一般不会发生键的剪断，故一般不作剪断强度校核 dblTs2Lls三、花键联接三、花键联接v特点：特点：v受力较均匀，应力集受力较均匀，应力集中小，承载能力大中小，承载能力大v对中性好，导向性好，对中性好，导向性好，精度高精度高v需专门设备和工