2017考研东北大学827机械设计课件第九章联接

2017考研东北大学827机械设计课件第九章联接第一页，共83页。第二节螺旋传动下一页退出第一节螺纹联接第三节键和花键联接第四节过盈配合联接本章目录第二页，共83页。联接可拆联接不可拆联接键、花键、销螺纹联接铆接焊接胶接过盈配合联接第三页，共83页。第一节螺纹联接摩托车飞机机翼化工管道锁紧螺母轿车车轮工程应用第四页，共83页。第一节螺纹联接一、螺纹的形成及主要参数1.螺纹的形成及分类第五页，共83页。第一节螺纹联接螺纹的形成：特定的图形（三角形、梯形等）绕圆柱体作螺旋运动形成的轨迹实体化。1.螺纹的形成及分类第六页，共83页。螺纹分类旋向：右旋、左旋头数：单线、双线、三线或多线第一节螺纹联接断面形状：三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹第七页，共83页。2.螺纹的主要参数公称直径—d计算直径—d1几何直径—d2螺距—p导程—S，S=np牙型角—α升角—ψ螺纹接触高度—h第一节螺纹联接第八页，共83页。第一节螺纹联接二、螺纹副的受力分析、效率和自锁1.矩形螺纹的受力分析第九页，共83页。第一节螺纹联接QFt等速向上移动等速向上运动FtQF第十页，共83页。第一节螺纹联接自锁及螺纹副自锁的条件等速向下移动等速向下运动第十一页，共83页。2.非矩形螺纹的受力分析第一节螺纹联接第十二页，共83页。第一节螺纹联接2.非矩形螺纹的受力分析第十三页，共83页。联接螺纹三角螺纹三、常用螺纹的种类、特点和应用普通螺纹管螺纹第一节螺纹联接第十四页，共83页。传动螺纹梯形螺纹矩形螺纹锯齿形螺纹第一节螺纹联接第十五页，共83页。四、螺纹联接的类型1螺栓联接普通螺栓联接铰制孔用螺栓联接第一节螺纹联接第十六页，共83页。2螺钉联接3双头螺柱4紧定螺钉第一节螺纹联接第十七页，共83页。标准螺纹联接件六角头螺栓、六角螺母第一节螺纹联接第十八页，共83页。双头螺柱第一节螺纹联接第十九页，共83页。螺母第一节螺纹联接第二十页，共83页。螺钉第一节螺纹联接第二十一页，共83页。垫圈第一节螺纹联接第二十二页，共83页。五、螺纹联接的预紧和防松1.螺纹联接的预紧

螺纹联接在装配时拧紧，使联接在承受工作载荷之前，预先受到作用力。目的：增加联接的刚度、紧密性，提高防松的能力。松联接：少数螺栓联接在受载前不需预紧。第一节螺纹联接第二十三页，共83页。定力矩扳手：当拧紧力矩超过规定值，打滑，调整弹簧压紧力可调整预紧力。第一节螺纹联接第二十四页，共83页。第一节螺纹联接2.螺纹联接的防松螺纹防松的实质：防止螺纹副的相对转动分类摩擦防松机械防松破坏螺纹副防松第二十五页，共83页。1.摩擦防松第一节螺纹联接第二十六页，共83页。摩擦防松第一节螺纹联接第二十七页，共83页。2.机械防松第一节螺纹联接第二十八页，共83页。机械防松—串联金属丝第一节螺纹联接第二十九页，共83页。3.破坏螺纹副的关系第一节螺纹联接第三十页，共83页。六、螺栓联接的计算F∑F第一节螺纹联接第三十一页，共83页。2.受横向载荷的螺栓联接(1)采用受拉的普通螺栓联接QpQpRR/2R/2预紧后产生摩擦力承担外载第一节螺纹联接第三十二页，共83页。(2)采用受剪的铰制孔用螺栓RR/2R/2预紧力较小，计算中忽略第一节螺纹联接第三十三页，共83页。主要失效形式：受拉螺栓:螺栓杆螺纹部分发生断裂受剪螺栓:螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断七、单个螺栓联接的强度计算

保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强度；保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。设计准则:第一节螺纹联接第三十四页，共83页。1.受拉普通螺栓联接第一节螺纹联接第三十五页，共83页。

在拧紧时虽是同时承受拉伸和扭转的联合作用，但计算时仅考虑拉伸强度，并将拉伸应力增大30%来考虑扭转的影响。单个螺栓联接的强度计算按第四强度理论，对于Ｍ10-Ｍ64普通紧螺栓联接第一节螺纹联接第三十六页，共83页。当普通螺栓联接承受横向载荷时，由摩擦力来抵抗工作载荷。要求保持较大的预紧力，若f=0.2,则Ｑp5F。（1）只受预紧力的紧螺栓联接第一节螺纹联接第三十七页，共83页。（2）受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接第一节螺纹联接第三十八页，共83页。受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接拧紧螺母后：螺栓受预紧拉力Qp,伸长量为δL，被联接件受其反作用力，即预紧压力Qp

，压缩量为δF。未拧紧螺母前：螺栓与被联接件都不受力，没有变形.第三十九页，共83页。QpQ联接承受工作载荷F时:第四十页，共83页。变形力

力

力

受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接螺栓被联件第四十一页，共83页。受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接演示第四十二页，共83页。受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接第四十三页，共83页。受轴向静载荷螺栓的强度计算第一节螺纹联接第四十四页，共83页。2.受剪螺栓联接RRhmind0R挤压面剪切面第一节螺纹联接第四十五页，共83页。受剪螺栓联接提高抗剪切能力措施第一节螺纹联接第四十六页，共83页。八、螺栓联接件的材料及许用应力螺纹联接件的材料

碳素钢：Q215、Q235、35、45合金钢：15Cr、20Cr、40Cr、15MnSi、30CrMnSi等螺纹联接性能等级6.8螺纹联接件的许用应力,见9-3，9-4。第一节螺纹联接第四十七页，共83页。1.减少螺栓的应力幅加弹性元件加硬垫片九、提高螺栓联接强度的措施

螺纹联接承受轴向变载荷时的破坏形式：螺栓杆部分的疲劳断裂—螺栓的头部、螺纹收尾部、螺母支承面处的螺纹。

工作载荷0~F变化时，总拉力Qp~Q间变化第一节螺纹联接第四十八页，共83页。悬置螺母环槽螺母内斜螺母2.改善螺纹牙间的载荷分配载荷在旋合螺纹间的分配不均匀，第一圈承受1/3。10圈以后基本不受载。第一节螺纹联接第四十九页，共83页。3.减小应力集中的影响第一节螺纹联接第五十页，共83页。4.避免附加弯曲应力加沉头座制造、安装误差；螺纹孔不正；支承面倾斜；被联接部分变形第一节螺纹联接第五十一页，共83页。凸台加斜面垫圈第一节螺纹联接第五十二页，共83页。加球面垫圈采用环腰第一节螺纹联接第五十三页，共83页。5.采用合理的制造工艺冷墩螺栓第一节螺纹联接第五十四页，共83页。第二节螺旋传动一、螺旋传动的特点、分类按工作特点：1.传力螺旋:传递较大动力。螺旋压力机、螺旋起重机2.传导螺旋：具有较高的运动精度。如：机床进给机构3.调整螺旋：调整和固定零件（部件）位置。把回转运动转换为直线运动工作原理：滑动螺旋、滚动螺旋第五十五页，共83页。传力螺旋以传递动力为主，要求以较小的力矩转动螺杆（或螺母），使其产生轴向运动和较大的轴向力，用来做起重或加压工作，传力螺旋机构主要是承受很大的轴向力，一般做间歇性工作，每次工作时间较短，工作速度不高，要求自锁。FFTT螺旋起重机螺旋压力机第二节螺旋传动第五十六页，共83页。传导螺旋

以传递运动为主，有时也承受较大的轴向力，常用于机床刀架或工作台的进给机构，传导螺旋机构一般在较长的时间内连续工作，速度较高，因此要求具有较高的传动精度F第二节螺旋传动第五十七页，共83页。调整螺旋用来调整和固定零件的相对位置，如机床、仪器及测试装置中的微调机构。调整螺旋机构不经常转动，一般在空载下调整镗床调节镗刀进刀量用的调整螺旋机构第二节螺旋传动第五十八页，共83页。调整螺旋用于车辆联接的调整螺旋机构第二节螺旋传动第五十九页，共83页。二螺旋传动的设计1.螺旋传动的载荷2.螺旋传动的材料(1)螺杆：45、50钢；T12,40Cr,65Mn(2)螺母：锡青铜：CuSn10P1,CuSn5PbZn5第二节螺旋传动第六十页，共83页。3.螺旋传动的设计计算第二节螺旋传动第六十一页，共83页。第二节螺旋传动第六十二页，共83页。第三节键和花键联接一、键联接1.键联接的种类、特点与应用主要类型平键联接半圆键联接楔键联接切向键联接松联接紧联接轴毂联接，传递转矩。斜键普通平键导向平键第六十三页，共83页。（1）A型（双圆头）工作面平键：两个侧面为工作面。特点：结构简单，装拆方便，对中性好。平键联接第三节键和花键联接第六十四页，共83页。（2）B型(平头)（3）C型(单圆头)第六十五页，共83页。导键联接第三节键和花键联接第六十六页，共83页。半圆键联接半圆键：工作同平键,能绕几何中心摆动。特点：定心性好，装配方便，键槽深对轴的强度削弱大。第三节键和花键联接第六十七页，共83页。方头滑键联接第三节键和花键联接第六十八页，共83页。圆头滑键联接第三节键和花键联接第六十九页，共83页。楔键联接楔键：上下两个面不平行，为工作面，可传递转矩和单向轴向力。特点：可轴向固定，楔紧时破坏了轴和毂的对中性。（1）普通楔键（圆头、平头）（2）钩头楔键第三节键和花键联接第七十页，共83页。楔键联接单击…单击…单击…第三节键和花键联接第七十一页，共83页。切向键联接第三节键和花键联接第七十二页，共83页。2.平键联接的选择计算键的选择类型:由工作情况选尺寸:由轴的直径d选键b×h由轮毂宽度选键长L，一般键长比轮毂长短5~10mm。平键已经标准化，表9-6,截面尺寸b×h,长度L标注：键

A

16×100

GB1096-79国家标准键长度L键宽度b圆头普通平键A型第三节键和花键联接第七十三页，共83页。平键联接的强度计算dT第三节键和花键联接第七十四页，共83页。二、花键联接第三节键和花键联接第七十五页，共83页。第四节过盈配合联接第七十六页，共83页。例题1.如图所示，已知由内压使上盖受轴向静载荷FΣ=18kN，被联接件总厚度为50mm,螺栓数目z=6，缸盖与缸体间采用铜皮石棉垫片。试设计汽缸的螺栓联接。第七十七页，共83页。例题第七十八页，共83页。例题第七十九页，共83页。2图示钢板用2个普通螺栓联接，螺栓许用拉应力为[σ]=160N/mm2，横向载荷R=4000N，被联接件接合面的摩擦系数f=0.13，可靠性系数Kf=1.2，求螺栓的小径d1。例题第八十页，共83页。例题3图示为一圆盘锯，用螺母将其夹紧在压板中间，靠摩擦传递扭矩，锯片直径D=500mm。若锯片外圆的工作阻力为Ft=400N，压板与锯片间的摩擦系数为f=0.15，轴