第九章联接教材

1、 9-1 螺纹联接9-2 键联接和销联接9-3 螺旋传动应用举例螺旋传动应用举例9-1 螺纹连接一、概述 1 . 螺纹及其主要参数按螺纹牙型分类及其应用三角形螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹按螺旋线方向分类及其应用右旋螺纹 左旋螺纹 按螺纹线的线数分类及其应用单线螺纹 多线螺纹多线螺纹 按螺旋线形成的表面分类内螺纹 外螺纹 普通螺纹的主要参数 螺距螺距P相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。 导程导程S同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。 SZP2. 螺纹标注及公差 (1)细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标出螺距值，而粗牙普通螺纹不标螺距。 (2)右旋螺纹不标注

2、旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。 (3)旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N和短旋合长度S三种，中等旋合长度N不标注。 (4)公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号，两者一致时则只标注一个公差带代号。内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。梯形螺纹的代号标注梯形螺纹的代号标注 (1)单线螺纹只标注螺距，多线螺纹标注螺距和导程。 (2)右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹用LH表示。 (3)旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N两种，中等旋合长度N不标注。 (4)公差带代号中，螺纹只标注中径公差带代号。内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。 (5)内、外螺纹配合的公差带代号中，前者为内

3、螺纹公差带代号，后者为外螺纹公差带代号，中间用“ / ”分开。 管螺纹的代号标注管螺纹的代号标注 (1)管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。 (2)管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子的内孔直径，以英寸为单位。 (3)右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。 (4)非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两级，A级精度较高；内螺纹的公差等级只有一个，故无公差等级代号。 (5)内、外螺纹配合在一起时，内、外螺纹的标注用“ / ”分开，前者为内螺纹的标注，后者为外螺纹的标注。 二、螺纹联接的类型和螺纹联接件1. 螺纹联接的主要类型 螺纹

4、联接有四种基本类型，即螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。 0M26 M27 M30 M481mm2mmdddd 普通螺栓普通螺栓（或称配联接）（或称配联接）铰制孔联接铰制孔联接螺栓孔直径螺栓孔直径d0普通螺栓普通螺栓d0=1.1d铰制孔用螺栓的铰制孔用螺栓的d0与与d的对应关系见下表的对应关系见下表类 型结 构 图尺 寸 关 系特点及其应用螺栓联接螺纹余量长度l1为静载荷，l1(0.30.5)d；变载荷，l10.75d。铰制孔用螺栓的l1应尽可能的小于螺纹伸出长度a=(0.20.3)d。螺纹轴线到边缘的距离e=d+(36)mm被联接件无需切制螺纹，结构简单，装拆方便，应用广泛。通

5、常用于被联接件不太厚和便于加工通孔的场合。工作时，螺栓受轴向拉力，故亦常称受拉螺栓联接孔与螺栓杆之间没有间隙。用螺栓杆承受横向载荷或固定被联接件的相互位置。工作时，螺栓一般受剪切力，故也常称受剪螺栓联接螺纹联接的基本类型、特点及应用螺纹联接的基本类型、特点及应用类 型结 构 图尺 寸 关 系特点及其应用双头螺柱联接螺纹拧入深度H钢或青铜：H 铸铁：H=(1.251.5)d铝合金：H=(1.52.5)d螺纹孔深度H1=H +(22.5)钻孔深度H2=H1 +(0.51)dl1、a、e值同普通螺栓联接情况螺柱的一端旋紧在一被联接件的螺纹孔中，另一端则穿过另一被联接件的孔。通常用于被联接件之一不太厚

6、、不便穿孔、结构要求紧凑或经常拆装的场合螺钉联接螺纹拧入深度H为钢或青铜：H 铸铁：H=(1.251.5)d铝合金：H=(1.52.5)d螺纹孔深度H1=H +(22.5)钻孔深度H2=H1+(0.51)dl1、a、e值同普通螺栓联接情况不用螺母，它适用于被联接件之一太厚且不经常拆装的场合紧定螺钉联接d=(0.20.3)d，当力和转矩大时取较大值螺钉的末端顶住零件的表面或顶入该零件的凹坑中，将零件固定，它可以传递不大的载荷续表续表 吊环螺钉联接吊环螺钉联接 地脚螺栓联接地脚螺栓联接 T T型槽螺栓联接型槽螺栓联接 2. 螺纹联接件 螺纹联接件的品种很多，大都已标准化，它是一种商品性零件，根据使

7、用要求合理选择其规格、型号后即可外购。常用螺纹联接件的结构特点和应用情况见表。类 型图 例结构特点和应用六角头螺栓种类很多，应用最广，精度分为A、B、C三级，通用机械制造中多用C级（左图）。螺栓杆部可制出一段螺纹或全螺纹，螺纹可用粗牙或细牙（A、B级）双头螺柱螺柱两端都制有螺纹，两端螺纹可相同或不同。螺柱可带退刀槽或制成腰杆，也可制成全螺纹的螺柱。螺柱的一端常用于旋入铸铁或有色金属的螺纹孔中，旋入后即不拆卸，另一端则用于安装螺母以固定其他零件螺钉螺钉头部形状有圆头、扁圆头、六角头、圆柱头和沉头等。头部起子槽有一字槽、十字槽和内六角孔等型式。十字槽螺钉头部强度高、对中性好，便于自动装配。内六角孔

8、螺钉能承受较大的扳手力矩，联接强度高，可代替六角头螺栓，用于要求结构紧凑的场合常用标准螺纹常用标准螺纹联接联接件件紧定螺钉紧定螺钉的末端形状，常用的有锥端、平端和圆柱端。锥端适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的场合；平端接触面积大，不伤零件表面，常用于顶紧硬度较大的平面或经常拆卸的场合；圆柱端压入轴上的凹坑中，适用于紧定空心轴上的零件位置自攻螺钉螺钉头部形状有圆头、六角头、圆柱头和沉头等。头部起子槽有一字槽、十字槽等型式。末端形状有锥端和平端等，多用于联接金属薄板、轻合金或塑料零件。在被联接件上可不预先制出螺纹，在联接时利用螺钉直接攻出螺纹六角螺母根据螺母厚度不同，分为标准的和薄的两种

9、。薄螺母常用于受剪力的螺栓上或空间尺寸受限制的场合。螺母的制造精度和螺栓相同，分为A、B、C三级，分别与相同级别的螺栓配用类 型图 例结构特点和应用续表续表类 型图 例结构特点和应用圆螺母圆螺母常与止退垫圈配用，装配时将垫圈内舌插入轴上的槽内，而将垫圈的外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧。常作为滚动轴承的轴向固定用垫圈垫圈是螺纹联接中不可缺少的附件，常放置在螺母和被联接件之间，起保护支承表面等作用。平垫圈按加工精度不同，分为A级和B级两种。用于同一螺纹直径的垫圈又分为特大、大、普大和小四种规格，特大垫圈主要在铁木结构上使用。斜垫圈只用于倾斜的支承面上续表续表 螺纹联接件的材料及等级性能等级（标

10、记）3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9抗拉强度极限bmin/MPa33040042050052060080090010401220屈服极限smin/MPa1902403403004204806407209401100硬度HBSmin90109113134140181232269312365推荐材料低碳钢低碳钢或中碳钢中碳钢，淬火并回火中碳钢，低、中碳合金钢，淬火并回火合金钢合金钢10Q21515Q23516Q235253515Q23545353545性能等级（标记）456891012抗拉强度极限bmin/MPa510(d=1639)520(d=34，右同)6008

11、0090010401150推荐材料易切削钢低碳钢或中碳钢中碳钢，低、中碳合金钢，淬火并回火相配螺栓的性能等级3.6,4.6,4.8(d16)3.6,4.64.8，5.6，5.8(d16)6.88.88.8(d1639)；9.8(d16)10.912.9螺母的性能等级螺母的性能等级三、 螺栓联接的选择1 普通螺栓的选择(1) 松联接214Fd 起重滑轮的松螺栓联接起重滑轮的松螺栓联接 设计公式为： 14 Fd(2)紧联接受横向工作载荷的紧螺栓联接sCFFfm 只受预紧力的紧螺栓联接只受预紧力的紧螺栓联接 螺栓的强度条件为22vT3 对于M10M68的普通螺纹，T0.5，因此:22vT31 3 .

12、 由此可见，扭切应力对强度的影响在数学式上表现为将轴向拉应力增大30%，即211 3 4vFd . 设计公式为15 2 Fd.受轴向工作载荷的紧螺栓联接QFFF联 接 性 质残余预紧力F的推荐值紧固联接F 无变化(0.20.6)FF 有变化(0.61.0)F紧密联接(1.51.8)F地脚螺栓联接F残余预紧力残余预紧力F F 的推荐值的推荐值 螺栓的强度校核与设计计算式分别为Qv211 34Fd .Q15 2Fd.2 受剪螺栓联接的强度计算 受剪螺栓联接受剪螺栓联接1 1、22被联接件；被联接件；33螺杆受压面；螺杆受压面；44受剪面受剪面 螺杆的剪切强度条件为s2s4Fd 螺杆与孔壁的挤压强度

13、条件为spps minFdh 为了防止联接松脱，保证联接安全可靠，设计时必须采取有效的防松措施。 防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。 四、 防松防 松 方 法结 构 形 式特点和应用对顶螺母用两个螺母对顶着拧紧，使旋合螺纹间始终受到附加摩擦力的作用；结构简单，但联接的高度尺寸和重量增大。适用于平稳、低速运转和重载的联接弹簧垫圈拧紧螺母后弹簧垫圈被压平，垫圈的弹性恢复力使螺纹副轴向压紧，同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与被联接件的支承面，也有防松作用；结构简单，应用方便，广泛用于一般的联接尼龙圈锁紧螺母尼龙圈锁紧螺母是利用螺母末端的尼龙圈箍紧螺栓，横向压紧螺纹来防松；金属锁紧螺母是利用螺母末端椭

14、圆口的弹性变形箍紧螺栓，横向压紧螺纹来防松；结构简单，防松可靠，可多次拆装而不降低防松性能，适用于较重要防松螺母的联接螺纹联接常用的防松方法螺纹联接常用的防松方法直接防松开口销和槽形螺母拧紧槽形螺母后，将开口销插入螺栓尾部小孔和螺母的槽内，再将销口的尾部分开，使螺母锁紧在螺栓上；适用于有较大冲击、振动的高速机械中的联接止动垫圈将垫圈套入螺栓，并使其下弯的外舌放入被联接件的小槽中，再拧紧动螺母，最后将垫圈的另一边向上弯，使之和螺母的一边贴紧，此时垫片约束螺母而自身又约束在被联接件上（螺栓应另有约束）；结构简单，使用方便，防松可靠串联钢丝用低碳钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来，使其相互约

15、束，使用时必须注意钢丝的穿入方向；适用于螺钉组联接，防松可靠，但装拆不方便防 松 方 法结 构 形 式特点和应用续表续表防 松 方 法结 构 形 式特点和应用破坏螺纹副运动关系冲点 螺母拧紧后，在螺栓末端与螺母的旋合缝处冲点或焊接来防松； 防松可靠，但拆卸后联接不能重复使用，适用于不需拆卸的特殊联接焊住粘合 在旋合的螺纹间涂以粘接剂，使螺纹副紧密粘合； 防松可靠，且有密封作用续表续表9-2 键联接和销联接一、键联接的类型 实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）之间的周向周向固定，并传递运动和扭矩。 分类：分类：键连接 松键连接 紧键连接 平键连接 半圆键连接 楔键连接 切向键连接 (1)、平键连接

16、、平键连接 靠平键的两侧面传递转矩，键的两侧面是工作面，对中性好；键的上表面与轮毂上的键槽底面留有间隙，以便装配。 特点：特点：分类：分类：l 普通平键l 导向平键l 滑键 1.松键连接普通平键 分解图 装配图 断面图 A型 B型 C型 平键是标准件平键是标准件，只需根据用途、轴径、轮毂长度选取键的类型和尺寸。 普通平键的规格采用bL标记 截面尺寸bh根据轴径d由标准选定 键长L根据轮毂长度按标准查取（比轮毂长度短510mm） 普通平键的标记： 键型键宽键型键宽键长标准号键长标准号 键键16 100 GB/T 10962003 表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。键键B18 1

17、00 GB/T 10962003 表示键宽为18mm，键长为100mm的B型普通平键。键键C18 100 GB/T 10962003 表示键宽为18mm，键长为100mm的C型普通平键。 导向平键特点：轮毂可在轴上沿轴向移动轮毂可在轴上沿轴向移动。 l 比普通平键长l 紧定螺钉固定在键槽中l 键与轮毂槽采用间隙配合l 键上设有起键螺孔滑键特点：轮毂可在轴上沿轴向移动轮毂可在轴上沿轴向移动。 l 滑键固定在轮毂上l 轮毂带动滑键作轴向移动l 键长不受滑动距离限制(2)、半圆键连接 l 工作面为键的两侧面，有较好的对中性l 可在轴上键槽中摆动以适应轮毂上键槽斜度l 适用于锥形轴与轮毂的连接l 键槽

18、对轴的强度削弱较大，只适用于轻载连接矩形花键连接 渐开线花键连接 2、楔键和切向键连接 (1)楔键 普通楔键 钩头楔键 楔键与键槽的两个侧面不相接触，为非工作面。楔键连接能使轴上零件轴向固定，并能使零件承受单方向的轴向力。用于定心精度要求不高，荷载平稳和低速的场合。 (2)切向键 切向键 一组切向键 两组切向键 由一对具有1:100斜度的楔键沿斜面拼合而成，上下两工作面互相平行，轴和轮毂上的键槽底面没有斜度。 三、花键连接 花键连接花键连接由沿轴和轮毂孔周向均布的多个键齿相互啮合而成的连接。 外花键 内花键 l 多齿承载，承载能力高l 齿浅，对轴的强度削弱小l 对中性及导向性能好l 加工需专用设备，成本高 四、销连接固定零件间的相对位置，或作为组合加工和装配时的辅助零件 用于轴与毂的连接或其他零件的连接 用作安全装置中的过载剪断零件 (一)、圆柱销1普通圆柱销传递横向力 传递转矩 2内螺纹圆柱销(二)、圆锥销1普通圆锥销2带螺纹圆锥销大端带螺尾 内螺纹 小端带螺尾 9-4-1 联轴器的结构、特点及应用9-4-2 离合器的结构、特点及应用9-3 一、概述 作用作用：机械传动中的常用部件，用来连接两传动轴，使其一起转