chap联接PPT演示文稿

1、1主要内容主要内容第第10 10章章 联联 接接 螺纹副的受力分析螺纹副的受力分析 螺栓的强度计算螺栓的强度计算 螺纹联接的预紧和防松、提高强度措施螺纹联接的预紧和防松、提高强度措施 螺旋传动螺旋传动 键和销联接键和销联接本章重点本章重点螺纹副的受力分析与螺栓的强度计算螺纹副的受力分析与螺栓的强度计算螺纹联接的预紧和防松、提高强度措施螺纹联接的预紧和防松、提高强度措施键联接的类型键联接的类型2概述概述1 联接的定义联接的定义 联接件与被联接件的组合。联接件与被联接件的组合。2 联接分类联接分类 可拆联接可拆联接：拆装中无须破坏或损坏联接中任何零件：拆装中无须破坏或损坏联接中任何零件 的联接：如

2、键联接、销联接、螺纹联接等。的联接：如键联接、销联接、螺纹联接等。不可拆联接不可拆联接：拆装时至少破坏或损坏联接中一个零件的：拆装时至少破坏或损坏联接中一个零件的 联接如：焊接、铆接和过盈配合联接等。联接如：焊接、铆接和过盈配合联接等。w本章只讨论本章只讨论可拆联接可拆联接。联联接接件件被被联联接接件件螺栓、螺柱、螺栓、螺柱、螺钉、螺母、螺钉、螺母、销、键销、键轴、齿轮、飞轮、轴、齿轮、飞轮、箱体与箱盖、钢箱体与箱盖、钢板与型钢板与型钢310-1 螺纹联接的基本知识螺纹联接的基本知识 1 螺纹的形成螺纹的形成 螺旋线：螺旋线：一个倾斜角为一个倾斜角为的直线绕在圆柱的直线绕在圆柱 体上。体上。

3、螺纹：螺纹：用一个平面图形（三角形、矩形、梯形等）沿用一个平面图形（三角形、矩形、梯形等）沿 螺旋线运动并使平面始终通过圆柱体轴线螺旋线运动并使平面始终通过圆柱体轴线yy， 构成了螺纹。构成了螺纹。yykddlyykddlyykddlyykddl一、螺纹的形成与类型一、螺纹的形成与类型2 螺纹的类型螺纹的类型(1) 按按牙型牙型分：分：三角形螺纹三角形螺纹 管螺纹管螺纹矩形、梯形、锯齿形矩形、梯形、锯齿形 螺纹螺纹4(2) 按按位置位置分：分：内螺纹内螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹外螺纹外螺纹在圆柱孔的外表面形成的螺纹在圆柱孔的外表面形成的螺纹(4)(4)按按螺旋线头

4、数螺旋线头数分分： 单头螺纹（单头螺纹（n=1n=1）用于联接用于联接 双头螺纹（双头螺纹（n=2n=2）如图如图 多线螺纹（多线螺纹（n2n2）用于传动用于传动5二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数1）外径外径(大径大径)d(d) 2）内径内径(小径小径)d1(d1) 3）中径中径d2 (d2)4）螺螺 距距 p5）导程导程(s)6）线线 数数 n（以圆柱外螺纹为例）7）螺旋升角螺旋升角8）牙型角牙型角 9）牙侧角牙侧角610-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁一、矩形螺纹一、矩形螺纹(=0)螺母的受力：螺母的受力：轴向力轴向力fa 水平推力水平推力f滑块沿斜面上升

5、。滑块沿斜面上升。2 滑块受力滑块受力：将矩形螺纹沿中径展开：将矩形螺纹沿中径展开1 滑块沿斜面上升时：滑块沿斜面上升时： 由力的平衡条件：由力的平衡条件： f=fatg(+)驱动力矩：驱动力矩：t=fd2/2= fad2/2tg(+) 7(2) 滑块沿斜面下滑时：滑块沿斜面下滑时：由力的平衡条件：由力的平衡条件：f=fatg(-)驱动力矩：驱动力矩：t=fd2/2= fad2/2tg(-) 时，时， f0，重力使滑块加速，重力使滑块加速，f为阻力为阻力等速等速 时，时， f0 当工作载荷当工作载荷f没有变化时，可取没有变化时，可取fr=（0.20.6）fe; 当当f有变化时，有变化时，fr（

6、0.61.0）fe; 对于有紧密性要求的连接（如压力容器的螺栓连接）：对于有紧密性要求的连接（如压力容器的螺栓连接）： fr（1.51.8）fe。(6) fr要求要求43 . 121dfaca强度条件：3 . 141afd设计公式：3310-7 螺栓材料与许用应力计算螺栓材料与许用应力计算 1 1、材料、材料 螺母、螺栓强度级别：螺母、螺栓强度级别： 1 1）根据机械性能，把栓母分级并以数字表示，即强度级别）根据机械性能，把栓母分级并以数字表示，即强度级别 2 2）所依据机械性能为抗拉强度极限）所依据机械性能为抗拉强度极限bmin和屈服极限和屈服极限smin选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的

7、强度级别，选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的强度级别，螺母的硬度稍低于螺栓的硬度（均低于螺母的硬度稍低于螺栓的硬度（均低于2040hb） 螺栓的常用材料：螺栓的常用材料：q215，q235，10，35，45钢钢重要特殊用途的可用合金钢：重要特殊用途的可用合金钢：15cr、40cr、30crmnsi2 2、许用应力、许用应力 许用拉应力：许用拉应力： ss表表10-6、10-73410-8 提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施一、降低一、降低fa的变化范围的变化范围)(00cbbeakkkffff（1）kb: 减小光杆部分直径或采用空心螺杆，增加长度减小光杆部分直径或采用空心螺杆，增加

8、长度（2） kc：采用金属薄垫片，：采用金属薄垫片，o型密封圈型密封圈方法：方法：kb 或或 kc二、改善螺纹牙间载荷分布二、改善螺纹牙间载荷分布第一圈最大，以后各圈逐渐减小，第一圈最大，以后各圈逐渐减小，8-10圈后基本不受载荷圈后基本不受载荷办法：采用悬置螺母环槽螺母办法：采用悬置螺母环槽螺母 35三、减小应力集中的影响三、减小应力集中的影响（1 1） 加大过渡处圆角加大过渡处圆角( (图图1) 1) （2 2）改用退刀槽）改用退刀槽（3 3）卸载槽，）卸载槽，( (图图2) 2) （4 4）卸载过渡结构。（图）卸载过渡结构。（图3 3） 四、采用合理的制造工艺四、采用合理的制造工艺 1）

9、用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度提高）用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度提高3040% 2）冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷）冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等可提高疲劳强度丸等可提高疲劳强度3610-9 螺旋传动螺旋传动 传递动力传递动力调整零件间相对位置调整零件间相对位置 实现实现 将回转运动将回转运动直线运动直线运动传导传导传力传力调整调整一、螺旋传动的类型、特点与应用一、螺旋传动的类型、特点与应用 372 按摩擦副的性质分按摩擦副的性质分（1）滑动滑动螺旋螺旋=0.30.4，简单，精度低，简单，精度低 传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、易于自

10、锁传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、易于自锁 （2）滚动滚动螺旋螺旋具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续 装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体 沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有：内、外循环。沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有：内、外循环。 特点：特点： 0.9 ，起动力矩小，传动灵活平稳，起动力矩小，传动灵活平稳，高精度、高效高精度、高效同同 步性好，正逆运动效率相同，可实现逆传动。步性好，正逆运动效率相同，可实现逆传动。 缺点：缺点：不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制

11、造工不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。艺要求高，成本较高。 应用：应用： 飞机机翼控、起落架控制、数控机床飞机机翼控、起落架控制、数控机床 汽车、拖拉机转向机构汽车、拖拉机转向机构38（3）静压静压螺旋螺旋 液体摩擦，靠外部液压系统提高压力油，压力油进入液体摩擦，靠外部液压系统提高压力油，压力油进入螺杆与螺母螺纹间的油腔，促使螺杆、螺母、螺纹牙间产螺杆与螺母螺纹间的油腔，促使螺杆、螺母、螺纹牙间产生压力油膜而分隔开生压力油膜而分隔开 。p1p2进油回油节流器h1h2fa油腔螺旋面frbca特点：摩擦系数小，效率高，工作稳定，无爬行现象，定位特点：摩擦系数小，

12、效率高，工作稳定，无爬行现象，定位精度高，磨损小，寿命长。但螺母结构复杂（需密精度高，磨损小，寿命长。但螺母结构复杂（需密封），需一稳压供油系统、成本较高。封），需一稳压供油系统、成本较高。适用于精密机适用于精密机床中进给和分度机构床中进给和分度机构 39二、滑动螺旋的设计计算二、滑动螺旋的设计计算 失效形式：失效形式：螺纹磨损螺纹磨损原因：原因：工作面的比压，螺纹表面质量，滑动速度和润滑状态工作面的比压，螺纹表面质量，滑动速度和润滑状态1 耐磨性计算耐磨性计算 限制螺纹工作面上压强限制螺纹工作面上压强p耐磨性条件：耐磨性条件： 2phzdfafpaa设计公式：设计公式： 梯形螺纹：梯形螺纹：

13、h=0.5p 矩形螺纹：矩形螺纹：h=0.75p 8.02pfda令令=h/d2,z=h/p65.02pfdamm的取值的取值：（：（1）整体式螺母：）整体式螺母： =1.22.5 （2）剖分式螺母：）剖分式螺母： =2.53.5402、自锁性验算、自锁性验算 22dnparctgdlarctg3、螺杆的强度计算、螺杆的强度计算 按第四强度理论按第四强度理论 ，危险断面的当量应力，危险断面的当量应力e:)16/( 3)4(323122122dtdfae受力：受力：轴向力轴向力fa 扭矩扭矩t 4、螺杆的稳定性计算、螺杆的稳定性计算 失稳原因：轴向力引起失稳原因：轴向力引起 影响因素：材料、柔度

14、影响因素：材料、柔度ill: 最大工作长度最大工作长度：长度系数：长度系数 i:惯性半径惯性半径41（1）100时，临界载荷时，临界载荷fc为：为：22)( leifc欧拉公式欧拉公式（2）40370mpa的碳素钢：的碳素钢：4)12. 1304(21dfc对于对于b470mpa的优质碳素钢：的优质碳素钢：4)57. 2461(21dfcnn（3） 40时，不必进行稳定性校核。时，不必进行稳定性校核。稳定性校核条件：稳定性校核条件：fa fc/s (s=2.5 4)425、螺母的螺纹牙强度计算、螺母的螺纹牙强度计算 防止螺纹牙根部剪断，剪切强度条件为：防止螺纹牙根部剪断，剪切强度条件为：dbz

15、fampa梯形螺纹：梯形螺纹：b=0.65p矩形螺纹：矩形螺纹：b-=0.74p铸铁：铸铁：=40 mpa青铜螺母：青铜螺母： 30 40 mpa4310-10 键键联联接接和和花键花键联联接接 功用：功用：用来实现轴和轮毂零件之间的周向固定，传递扭矩，用来实现轴和轮毂零件之间的周向固定，传递扭矩， 也可实现轴向固定和轴向移动。也可实现轴向固定和轴向移动。一、一、 键联接的类型键联接的类型1 1 平键联接平键联接 特点：两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留特点：两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留 有间隙有间隙, ,对中性好。对中性好。 （1 1）普通平键：圆头）普通平键：圆头(a(a型型

16、),),方头方头(b(b型型),),单圆头单圆头(c(c型型) ) （2 2）导向平键）导向平键 （3 3）滑键）滑键442 2 半圆键联接半圆键联接 特点：特点：两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留 有间隙有间隙, ,对中性好。对中性好。 轴上的键槽较深对强度轴上的键槽较深对强度削弱较大削弱较大，常用于，常用于轻载联接或辅助联接轻载联接或辅助联接。453 3 楔键连接和切向键联接楔键连接和切向键联接 特点：特点：上下面是工作面，靠摩擦力传递转矩，只能承上下面是工作面，靠摩擦力传递转矩，只能承受单向轴向力。受单向轴向力。 常用于定心精度不高、载荷平稳、低

17、速联接常用于定心精度不高、载荷平稳、低速联接。楔键：楔键：普通楔键普通楔键 钩头楔键钩头楔键切向键联接切向键联接 由一对楔键组成的装配时，将两键楔紧。由一对楔键组成的装配时，将两键楔紧。 46二、二、 键的选择和平键联接的强度校核键的选择和平键联接的强度校核 1键的选择：键的选择：采用抗拉强度极限采用抗拉强度极限sb 600 mpa的碳钢的碳钢 制造，通常用制造，通常用45钢。钢。 类型选择：根据键连接的结构、使用特性及工作类型选择：根据键连接的结构、使用特性及工作 条件来选择。条件来选择。 尺寸选择：尺寸选择： 剖面尺寸剖面尺寸bh按轴的直径按轴的直径d由标准中选定。由标准中选定。长度长度l

18、一般按轮毂宽度定，要求键长比轮一般按轮毂宽度定，要求键长比轮毂略短毂略短510 mm，且符合长度系列值。，且符合长度系列值。2强度校核强度校核失效形式：失效形式：工作面的压溃和磨损工作面的压溃和磨损挤压强度挤压强度条件：条件：47三、三、 花键联接花键联接 1. 花键连接类型及特点花键连接类型及特点 平键在数量上的扩展，轴和轮毂孔周向均布多个凸平键在数量上的扩展，轴和轮毂孔周向均布多个凸齿和凹槽所构成的连接称为花键连接。齿和凹槽所构成的连接称为花键连接。特点：特点：齿的侧面是工作面，承载能力高，对轴的削弱齿的侧面是工作面，承载能力高，对轴的削弱 程度小，具有定心精度高和导向性能好等优点。程度小

19、，具有定心精度高和导向性能好等优点。类型：类型：矩形花键：容易加工，应用广泛矩形花键：容易加工，应用广泛 渐开线花键：自动定心作用渐开线花键：自动定心作用482. 花键联接强度计算花键联接强度计算花键联接可以做成静联接，也可以做成动联接。花键联接可以做成静联接，也可以做成动联接。 静联接：静联接：失效形式为失效形式为齿面压溃齿面压溃；强度条件为：；强度条件为： t=kzhlrmp动联接：动联接：失效形式为失效形式为工作面磨损工作面磨损，强度条件为：，强度条件为： t=kzhlrmp矩形花键：矩形花键：h=(d-d)/2-2c, rm=(d+d)/44910-11 销联销联接接1 功用功用 用来固定零件之