《机械设计基础》项目十

机械设计基础全课导航绪论项目一平面机构的运动简图和自由度项目二平面连杆机构项目三凸轮机构和间歇运动机构模块一项目四带传动和链传动项目五齿轮传动项目六蜗杆传动项目七轮系及其传动比计算模块二项目八轴项目九轴承项目十连接、连接件及其他机械零部件模块三项目十连接、连接件及其他机械零部件项目导航任务一认识螺纹和螺纹连接任务二计算螺栓连接的强度任务三了解键连接和销连接任务四了解联轴器、离合器和制动器项目引入为了便于机器的制造、安装、运输、维修等，机器各零部件间需要通过一定方式连接成一个整体，这就需要用到连接件。本项目将主要介绍常用的连接件及其连接，如螺纹和螺纹连接、键和键连接、销连接等，简单介绍常见的联轴器、离合器和制动器等。常用的连接件其他机械零部件螺纹连接件（如螺栓、螺母、螺钉等）键销……联轴器离合器制动器……知识目标了解螺纹的分类，掌握螺纹的主要参数。了解螺纹连接件及其常用材料，以及螺纹连接的基本类型。熟悉螺纹连接的预紧原理和常用的防松方法。掌握螺栓连接的强度计算方法。了解螺纹连接件的常用材料和许用应力，以及提高螺栓连接强度的措施。目标知识目标了解键连接的类型，掌握平键连接的设计。了解销连接的类型和应用。了解联轴器、离合器、制动器的基本类型和应用。目标素质目标通过学习螺纹连接的预紧和防松，明白连接件虽然不起眼，但若存在安全问题，也会酿成大祸，从而树立质量安全意识，培养严谨、细致的工作态度。通过学习联轴器、离合器、制动器等的应用，了解科技进步为人类生活带来的便利，培养科技创新意识，努力学习新知识、新技能，为人类文明的进步做出贡献。目标任务一认识螺纹和螺纹连接任务引入通过观察，小王发现在各种机械设备中，普遍存在一些起着连接作用的零件，如螺栓、螺母、螺钉等，并且这些零件有一个共同特点——都有螺纹。在日常生活中，螺纹随处可见。点击跳过案例任务引入水龙头与水管上通常有螺纹，两者之间使用螺纹连接，不仅可以防止漏水，还有利于拆卸水龙头。点击跳过案例任务引入灯泡与灯座上通常有螺纹，两者之间使用螺纹连接，不仅可以确保灯泡和灯座之间位置的固定，还有利于更换灯泡。点击跳过案例任务引入自行车上的脚蹬与车架上通常有螺纹，两者之间使用螺纹连接，不仅紧固、可靠，还方便维修。点击跳过案例任务引入那么，螺纹有哪些种类？螺纹连接有哪些类型？点击跳过案例任务引入学习本任务的相关知识后，请你帮助小王解开疑惑。点击跳过案例一、螺纹的分类和主要参数（一）螺纹的分类（1）按螺纹牙型不同，螺纹可分为如图中所示的几种。（a）三角形螺纹（b）矩形螺纹（c）梯形螺纹（d）锯齿形螺纹按螺纹牙型不同分类的螺纹一、螺纹的分类和主要参数（一）螺纹的分类（2）按螺纹旋向不同，螺纹可分为如图中所示的几种。机械设备中一般采用右旋螺纹，有特殊需要时才采用左旋螺纹。（a）右旋螺纹（b）左旋螺纹一、螺纹的分类和主要参数（一）螺纹的分类（3）按螺旋线条数不同，螺纹可分为如图中所示的两种。由于加工制造的原因，多线螺纹的螺旋线条数一般不超过4。（a）单线螺纹（b）多线螺纹一、螺纹的分类和主要参数（一）螺纹的分类螺纹（4）按螺纹母体形状不同圆柱螺纹圆锥螺纹（5）按螺纹在圆柱（或圆

锥）的内表面还是外表面内螺纹外螺纹打开你的水写笔，说出里面螺纹的类型。课堂互动一、螺纹的分类和主要参数（二）螺纹的主要参数

螺纹的主要参数现以圆柱螺纹为例说明螺纹的主要参数，如图所示。（1）大径又称公称直径，是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径，外螺纹的大径用d表示，内螺纹的大径用D表示。一、螺纹的分类和主要参数（二）螺纹的主要参数

螺纹的主要参数（2）小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径，外螺纹的小径用d1表示，内螺纹的小径用D1表示。一、螺纹的分类和主要参数（二）螺纹的主要参数

螺纹的主要参数（3）中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱母线上的螺纹牙厚等于牙间宽。外螺纹的中径用d2表示，内螺纹的中径用D2表示。直径的表示中，英文字母大小写表示有什么区别？课堂互动一、螺纹的分类和主要参数（二）螺纹的主要参数

螺纹的主要参数（4）螺距是指相邻两牙在中径线上两对应点间的轴向距离，用P

表示。（5）导程是指同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上两对应点间的轴向距离，用Ph表示。导程Ph、螺距P和螺旋线条数n的关系为（10-1）一、螺纹的分类和主要参数（二）螺纹的主要参数

螺纹的主要参数（6）螺纹升角是指中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，用

表示，其计算公式为（10-2）一、螺纹的分类和主要参数（二）螺纹的主要参数

螺纹的主要参数（7）牙型角是指在螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角，用α

表示。（8）牙型斜角是指在螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角，用β

表示。对称牙型的牙型斜角β=α/2

。一、螺纹的分类和主要参数（二）螺纹的主要参数普通螺纹的基本尺寸单位：mm公称直径d、D螺距

P中径

d2、D2

小径

d1、D1

公称直径d、D螺距

P中径

d2、D2

小径

d1、D1

615.3504.917202.518.37617.29481.257.1886.647222.520.37619.294101.59.0268.37624322.05120.752121.7510.86310.10627325.05123.75214212.70111.835303.527.72726.21116214.70113.835333.530.72729.211182.516.37615.29436433.40231.670普通螺纹的基本尺寸（表）例10-1实施流程（1）直径相同的螺钉，其螺距一定相同，这种说法是否正确？课堂互动二、螺纹连接件及其常用材料（一）螺纹连接件螺纹连接件有多种类型，大多已标准化，设计时可根据有关标准选用。下面简单介绍机械制造中常用的标准螺纹连接件。二、螺纹连接件及其常用材料（一）螺纹连接件螺栓一端有头，呈六角形、方形、圆形等，另一端有一段螺纹，如图所示。螺栓常与螺母组合使用。1．螺栓和螺母螺栓二、螺纹连接件及其常用材料（一）螺纹连接件螺母的形状有六角形、圆形等。其中，六角螺母应用最为普遍，圆螺母常用于轴上零件的轴向固定。1．螺栓和螺母六角螺母二、螺纹连接件及其常用材料（一）螺纹连接件双头螺柱两端都有螺纹，旋入被连接件螺纹孔的一端称为座端，另一端称为螺母旋入端。2．双头螺柱双头螺柱二、螺纹连接件及其常用材料（一）螺纹连接件螺钉的头部有一字开槽沉头、六角头、十字槽头和内六角圆柱头和等多种形状，另一端有螺纹，如图所示。3．螺钉和紧定螺钉螺钉二、螺纹连接件及其常用材料（一）螺纹连接件紧定螺钉是指用于把弹簧座、传动座或其他零件固定于轴或轴套上的螺钉。紧定螺钉的末端需要顶住被连接件之一的表面或凹坑，因此其末端有多种结构形式，如平端、锥端、圆尖端等，如图所示。3．螺钉和紧定螺钉紧定螺钉的末端结构形式二、螺纹连接件及其常用材料（一）螺纹连接件垫圈常放在螺母与被连接件之间，其作用是增加被连接件的支承面积，减小接触面的应力，避免拧紧螺母时擦伤被连接件的表面。垫圈有如图中所示的几种。4．垫圈垫圈（a）平垫圈（b）斜垫圈（c）弹簧垫圈（d）止动垫圈二、螺纹连接件及其常用材料（二）螺纹连接件的常用材料螺栓的常用材料为Q215、35、45等低碳钢；在冲击、振动场合，用40Cr、30CrMnSi等合金钢；有特殊用途（如防磁、导电）时，可选铜合金、铝合金等。二、螺纹连接件及其常用材料（二）螺纹连接件的常用材料考虑到更换螺母比更换螺栓经济、方便，所以螺母材料的强度一般低于螺栓材料的强度。普通垫圈的材料推荐采用Q235、15、35，弹簧垫圈宜采用65Mn。二、螺纹连接件及其常用材料（二）螺纹连接件的常用材料性能等级4.64.85.65.86.88.89.810.912.9d≤16d＞6公称抗拉强度

40050060080090010001200公称屈服强度

2403203004004806407209001080最小布氏硬度/HBW114124147152181245250286316380材料和热处理碳钢碳钢、合金钢，淬火并回火合金钢、添加元素的碳钢，淬火并回火螺栓、螺柱、螺钉的力学性能等级小贴士力学性能等级（表）二、螺纹连接件及其常用材料（二）螺纹连接件的常用材料性能等级456891012最小保证应力

51052060080090010401140相配螺栓的

性能等级6.88.810.912.94.6、4.84.6、4.85.6、5.8

9.8

螺母的力学性能等级小贴士二、螺纹连接件及其常用材料表（力学性能等级）中螺栓、螺柱、螺钉的性能等级共有九级，性能等级代号由点隔开的两部分数字组成，点左边的数字表示的1/100，点右边的数字表示的10倍。小贴士力学性能等级（表）三、螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接紧定螺钉连接……三、螺纹连接的基本类型（一）螺栓连接螺栓连接是指将螺栓穿过被连接件上的光孔（不切制螺纹的孔）并用螺母拧紧，使被连接件固连成一体的一种连接形式。螺栓连接普通螺栓连接铰制孔用螺栓连接三、螺纹连接的基本类型（一）螺栓连接普通螺栓连接，光孔与螺杆间有间隙，螺杆受拉应力，这种连接的优点是结构简单，拆装方便，光孔加工精度低，因此应用广泛；铰制孔用螺栓连接，光孔和螺杆之间采用过渡配合，螺杆主要用来承受横向载荷。（a）普通螺栓连接

（b）铰制孔用螺栓连接螺栓连接三、螺纹连接的基本类型（一）螺栓连接螺栓连接适用于被连接件能够制成通孔，且螺栓能够在被连接件两边进行装配的场合。（a）普通螺栓连接

（b）铰制孔用螺栓连接螺栓连接三、螺纹连接的基本类型（二）双头螺柱连接双头螺柱连接，双头螺柱的一端旋紧在一被连接件的螺纹孔中，另一端则穿过另一被连接件的通孔。拆卸时，只需拧下螺母即可将被连接件分开。此种连接常用于被连接件之一太厚而不宜制成通孔、结构要求紧凑或需要经常装拆的场合。双头螺柱连接

三、螺纹连接的基本类型（三）螺钉连接螺钉连接不使用螺母，而是将螺钉穿过一被连接件的通孔，直接拧入另一被连接件的螺纹孔内实现连接的。螺钉连接结构简单，但若经常装拆，则易造成螺纹孔过度磨损，从而导致连接失效。因此，螺钉连接适用于被连接件之一较厚，且不必经常装拆的场合。螺钉连接三、螺纹连接的基本类型（四）紧定螺钉连接紧定螺钉连接，此种连接常用来固定两零件的相对位置。紧定螺钉连接适用于传递较小的力和转矩的场合。紧定螺钉连接总结四种连接方式的优缺点和适用场合。课堂互动四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧为了增强连接的可靠性、紧密性，需要在连接件承受工作载荷之前对其预加作用力，这种作用力称为预紧力。若预紧力过小，则会导致连接不可靠；若预紧力过大，则会导致连接过载，甚至连接件被拉断。因此，对于重要的螺纹连接，在装配时需要控制预紧力的大小。四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧预紧力的大小取决于拧紧力矩。螺纹连接的拧紧力矩等于克服螺纹副（内、外螺纹相互旋合形成的连接）相对转动的阻力矩T和螺母支承面上的摩擦阻力矩

Tf之和，即四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧（10-3）对于M10～M68的粗牙螺纹，拧紧力矩的经验公式为式中：

——拧紧力矩，单位为；

——预紧力，单位为N；d ——螺纹的公称直径，单位为mm。四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧对于一般的螺纹连接，可凭经验来控制预紧力，使其不超过材料屈服强度的80%即可；对于比较重要的螺纹连接，为避免连接件被拉断，通常采用不小于M12的螺纹，并可通过测量施加预紧力后连接件的伸长量或采用力矩扳手来控制预紧力的大小。（a）数显力矩扳手

（b）定力矩扳手力矩扳手四、螺纹连接的预紧和防松（二）螺纹连接的防松为避免螺纹连接松脱失效，影响机器正常工作甚至造成严重事故，需要对螺纹连接采取可靠的防松措施。螺纹连接防松的本质是防止连接件之间的相对转动。防松按工作原理不同摩擦防松机械防松永久防松四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧1．摩擦防松常用的摩擦防松方法对顶螺母防松自锁螺母防松弹簧垫圈防松摩擦防松即利用摩擦力进行防松。四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧1．摩擦防松对顶螺母防松即利用两螺母的对顶作用使螺栓始终受到附加拉力和摩擦力，多用于低速、重载场合。四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧1．摩擦防松自锁螺母的一端被制成非圆形收口，当拧紧自锁螺母后，非圆形收口会箍紧螺栓，使旋合螺纹间产生横向压紧力，从而起到防松的作用。

自锁螺母四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧1．摩擦防松弹簧垫圈防松即利用弹簧垫圈的反弹力使螺纹间保持压紧力和摩擦力，因弹簧垫圈结构简单，故此种防松方法应用广泛。四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧2．机械防松利用开口销和六角开槽螺母防松（a）（b）（c）机械防松四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧2．机械防松机械防松即利用附加机械装置进行防松。机械防松方法例图①利用开口销和六角开槽螺母防松，将开口销穿过六角开槽螺母上的槽和螺栓上的孔后，将尾端掰开以实现防松，如图（a）所示四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧2．机械防松机械防松方法例图②利用止动垫片防松，将止动垫片的边缘翻起，分别紧贴在螺母与被连接件的侧面（或插入被连接件的槽中）以实现防松，如图（b）所示（续表）四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧2．机械防松机械防松方法例图③利用串联钢丝防松，如图（c）所示（续表）四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧3．永久防松永久防松冲点法防松焊接法防松涂胶法防松……四、螺纹连接的预紧和防松（一）螺纹连接的预紧3．永久防松冲点法防松是通过在连接件的螺纹表面形成一系列的冲点，利用冲点与螺纹间的摩擦力来增强连接件的紧固力，以达到防松的目的。焊接法防松和涂胶法防松分别用点焊、涂金属胶的方法，将螺纹连接变为不可拆卸连接，以达到防松的目的。永久防松适用于不需要拆卸的特殊连接。总结上述防松措施的优缺点和适用场合。课堂互动课堂活动四、螺纹连接的预紧和防松《螺思》是一部讲述螺栓使用安全的微电影。影片前半部分讲述了一颗不合格的螺栓因一系列的细节失误而引发的一连串不安全行为，最终导致一个幸福家庭的毁灭，后半部分则以“时间可以倒流”为假设前提，逐一弥补了每个细节失误，最终避免了悲剧的发生。请结合螺纹连接的预紧和防松，说明“细节决定成败”这一道理在生活中的具体实例。任务实施参加螺纹和螺纹连接知识竞赛通过参加螺纹和螺纹连接知识竞赛，加深对螺纹和螺纹连接的认识。（1）学生自由分组，每组3～4人。（2）以小组为单位，了解知识竞赛的选题范围，搜集相关资料，掌握与螺纹和螺纹连接相关的知识，如螺纹的分类和主要参数、螺纹连接件及其常用材料、螺纹连接的基本类型、螺纹连接的预紧和防松等。【实施流程】任务实施参加螺纹和螺纹连接知识竞赛通过参加螺纹和螺纹连接知识竞赛，加深对螺纹和螺纹连接的认识。（3）从全班同学中选出裁判与计分员，各小组根据老师所出的题目进行抢答，答对一题得1分，答错一题扣1分，得分多的小组获胜。老师可根据实际情况给予获胜小组一定奖励。【实施流程】任务实施参加螺纹和螺纹连接知识竞赛通过参加螺纹和螺纹连接知识竞赛，加深对螺纹和螺纹连接的认识。（4）小组成员整理自己在知识竞赛过程中答错或答不出来的题目及其正确答案，总结自己在此活动中的收获，并将这些内容以word文档的形式提交给老师。【实施流程】课堂训练在学习完本节内容之后，请你简述螺纹的分类和主要参数、螺纹连接件及其常用材料、螺纹连接的基本类型、螺纹连接的预紧和防松？课堂训练认识螺纹和螺纹连接螺纹的分类和主要参数螺纹连接件及其常用材料螺纹连接的基本类型螺纹连接的预紧和防松任务二计算螺栓连接的强度任务引入通过学习螺纹和螺纹连接的基础知识，小王了解到螺栓是一种重要的连接件，广泛应用于各种机械设备中。点击跳过案例任务引入在实际应用中，螺栓连接可能受到交替载荷的作用，若螺栓连接的强度太低，则容易导致螺栓连接在短时间内发生疲劳破坏；若螺纹连接的强度太高，则会导致使用成本过高。点击跳过案例任务引入螺栓连接的强度计算是确保螺栓连接可靠性和机械设备使用安全的重要手段。那么，该如何计算螺栓连接的强度呢？点击跳过案例任务引入学习本任务的相关知识后，请你帮助小王解开疑惑。点击跳过案例一、普通螺栓连接强度计算普通螺栓连接强度计算松螺栓连接强度计算紧螺栓连接强度计算一、普通螺栓连接强度计算（一）松螺栓连接强度计算松螺栓连接是指螺栓连接时未经过充分紧固，螺栓之间存在一定的松动。松螺栓连接的特点是螺栓在工作前不受力，在工作时只受工作拉力，失效形式主要为螺栓断裂或塑性变形。一、普通螺栓连接强度计算（一）松螺栓连接强度计算松螺栓连接的强度条件（校核公式）为（10-4）式中：

——拉应力，单位为Mpa；F ——工作拉力，单位为N；A ——螺栓危险截面的面积，单位为；

——螺纹的小径，单位为mm；

——螺栓的许用拉应力，单位为MPa。式10-5式10-4一、普通螺栓连接强度计算（一）松螺栓连接强度计算由式（10-4）可得松螺栓连接的设计公式为（10-5）式10-5式10-4一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算紧螺栓连接是指螺栓连接时经过充分紧固，螺栓之间没有松动。紧螺栓连接的特点①在承受工作载荷之前，螺栓已受到预紧力F0的作用②螺杆与孔壁间有间隙③螺栓除受预紧力引起的拉应力外，还受螺纹牙间的摩擦力矩引起的扭转剪应力一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算紧螺栓连接按承受工作载荷方向不同受横向工作载荷的紧螺栓连接受轴向工作载荷的紧螺栓连接一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算受横向工作载荷的紧螺栓连接，其特点如下①横向载荷靠接合面间的摩擦力传递，因此此种连接需要较大的预紧力②受外载荷前后，螺杆受力情况不变1．受横向工作载荷的紧螺栓连接强度计算紧螺栓连接（a）（b）一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算受横向工作载荷的紧螺栓连接的失效形式主要为①螺栓断裂或塑性变形②被连接件滑移1．受横向工作载荷的紧螺栓连接强度计算紧螺栓连接（a）（b）式10-8紧螺栓连接（图）一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算1．受横向工作载荷的紧螺栓连接强度计算螺栓不发生断裂或塑性变形的强度条件为（10-6）式10-6式10-7小贴士一、普通螺栓连接强度计算通常在计算螺栓螺纹部分的强度时，只按拉伸强度来计算，但由于在螺栓的危险截面上不仅有由F0引起的拉应力

σ

，还有在预紧螺栓时由螺纹牙间的摩擦力矩

T

引起的扭转剪应力τ，因此要将螺纹所受的拉力增大30%，即螺纹所受总拉力为1.3F0。一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算1．受横向工作载荷的紧螺栓连接强度计算由式（10-6）可得螺栓连接的设计公式为（10-7）式10-6式10-7一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算1．受横向工作载荷的紧螺栓连接强度计算被连接件不发生滑移的条件为因预紧力F0引起的接合面间的摩擦力大于横向工作载荷FR，即，由此可得式中：

F0

——预紧力，单位为N；f——接合面间的摩擦系数；m

——接合面的数目，图（a）（b）中；K——可靠性系数，通常取K=1.1~1.3；FR——横向工作载荷，单位为N。（10-8）式10-8紧螺栓连接（图）说明一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算1．受横向工作载荷的紧螺栓连接强度计算由式（10-8）可知，当f

=0.15，K=1.2，m=1

时，。也就是说，为防止被连接件滑移，需要在螺栓上加很大的预紧力，并且为避免螺栓被拉断，螺栓的直径会很大。式10-8说明一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算1．受横向工作载荷的紧螺栓连接强度计算若需要限制螺栓的直径，可采取的改进措施简图①采用键、套筒、销

承担横向工作载荷（b）采用套筒（c）采用销减载装置（a）采用键

一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算1．受横向工作载荷的紧螺栓连接强度计算若需要限制螺栓的直径，可采取的改进措施简图②采用无间隙的铰制孔用螺栓来承担横向工作载荷（续表）采用铰制孔用螺栓课堂活动一、普通螺栓连接强度计算一普通螺栓连接采用两个M10螺栓，螺栓的许用拉应力［σ］=160Mpa，被连接件接合面间的摩擦系数

f=0.2

，取可靠性系数K=1.2，试计算该连接可以承受的最大横向工作载荷FR

。一普通螺栓连接一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算如图所示，气缸盖与缸体之间的连接为紧螺栓连接。气缸盖与缸体之间的紧螺栓连接气缸盖与缸体组成的紧螺栓连接（图）例10-1一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算假设工作载荷为FΣ，缸内介质的压强为p，螺栓的数目为z，缸体的直径为D，则缸体周围每个螺栓所受到的轴向工作载荷F为分析三种情况下，螺栓的受力情况。课堂互动一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算假设各连接件为完全弹性体且忽略螺栓头部和尾部的变形，则螺栓的受力情况如图所示。（a）螺栓未被拧紧时

（b）螺栓被拧紧后（c）螺栓受轴向工作载荷F作用螺栓的受力情况螺栓的受力情况简图图（a）表示螺栓未被拧紧时，螺栓与被连接件暂不受力一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算（a）（b）（c）螺栓的受力情况简图图（b）表示螺栓被拧紧后受预紧力F0，螺栓受拉伸长λ1，被连接件受压缩短λ2

一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算（a）（b）（c）（续表）螺栓的受力情况简图图（c）表示螺栓受轴向工作载荷F

作用，螺栓总伸长量增至λ1+△λ

，被连接件压缩量减至λ2+△λ

，残余预紧力为F2，此时螺栓受到的总拉力为F2+F

一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算（a）（b）（c）（续表）一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算将螺栓变形量与力的关系、被连接件变形量与力的关系通过图线表示出来，分别如图（a）和图（b）所示。将图（a）和图（b）画在一张图中，如图（c）所示。（a）螺栓变形量与力的关系（b）被连接件变形量与力的关系（c）合并图变形量与力的关系一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算设，，从图（c）可以看出：（c）合并图变形量与力的关系，，，不难解得（10-9）式10-9例10-1一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算（10-9）式中：

F0——预紧力，单位为N；

F1——螺栓承受的总拉力，单位为N；

F2——残余预紧力，单位为N；F

——螺栓承受的轴向工作载荷，单位为N；Kc

——相对刚性系数，，

C1

为螺栓的刚度，

C2

为被连接件的刚度。式10-9例10-1一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算受横向工作载荷的紧螺栓连接的失效形式主要为①螺栓断裂或塑性变形②被连接件接合面出现缝隙2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算为确保螺栓不发生断裂或塑性变形，当工作载荷无变化（即螺栓承受静载荷）时，其强度校核公式为

（10-10）设计公式为

（10-11）式10-11例10-1实施流程（1）一、普通螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算2．受轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算为确保被连接件接合面不出现缝隙，应使F2＞0。具体来说，当F

无变化时，F2

＝（0.2~0.6）F；当F有变化时，F2

＝（0.6~1）F

；当有密封要求时，F2

＝（1.5~1.8）F

。一、普通螺栓连接强度计算同步例题【例10-1】在图所示的气缸盖与缸体组成的紧螺栓连接中，缸体直径，缸内介质的工作压强P=1.6MPa

，缸体周围均匀分布着12只螺栓。当螺栓承受的轴向工作载荷F=3000N

时，残余预紧力F2

=8300N

；当F=1500N时，F2

=9350N。若螺栓的许用拉应力［σ］＝77MPa

，试确定螺栓的最小公称直径。气缸盖与缸体组成的紧螺栓连接（图）【解】由已知条件可得缸体周围每个螺栓所承受的轴向工作载荷为例10-1一、普通螺栓连接强度计算同步例题【例10-1】在图所示的气缸盖与缸体组成的紧螺栓连接中，缸体直径，缸内介质的工作压强P=1.6MPa

，缸体周围均匀分布着12只螺栓。当螺栓承受的轴向工作载荷F=3000N

时，残余预紧力F2

=8300N

；当F=1500N时，F2

=9350N。若螺栓的许用拉应力［σ］＝77MPa

，试确定螺栓的最小公称直径。式10-9例10-1【解】设螺栓的相对刚性系数为Kc，由式（10-9）可得螺栓承受的总拉力一、普通螺栓连接强度计算同步例题【例10-1】在图所示的气缸盖与缸体组成的紧螺栓连接中，缸体直径，缸内介质的工作压强P=1.6MPa

，缸体周围均匀分布着12只螺栓。当螺栓承受的轴向工作载荷F=3000N

时，残余预紧力F2

=8300N

；当F=1500N时，F2

=9350N。若螺栓的许用拉应力［σ］＝77MPa

，试确定螺栓的最小公称直径。例10-1【解】联立解得F0＝10400N，Kc＝0.3。则当轴向工作载荷时，螺栓承受的总拉力为一、普通螺栓连接强度计算同步例题【例10-1】在图所示的气缸盖与缸体组成的紧螺栓连接中，缸体直径，缸内介质的工作压强P=1.6MPa

，缸体周围均匀分布着12只螺栓。当螺栓承受的轴向工作载荷F=3000N

时，残余预紧力F2

=8300N

；当F=1500N时，F2

=9350N。若螺栓的许用拉应力［σ］＝77MPa

，试确定螺栓的最小公称直径。式10-11例10-1【解】由式（10-11）可得一、普通螺栓连接强度计算同步例题【例10-1】在图所示的气缸盖与缸体组成的紧螺栓连接中，缸体直径，缸内介质的工作压强P=1.6MPa

，缸体周围均匀分布着12只螺栓。当螺栓承受的轴向工作载荷F=3000N

时，残余预紧力F2

=8300N

；当F=1500N时，F2

=9350N。若螺栓的许用拉应力［σ］＝77MPa

，试确定螺栓的最小公称直径。普通螺纹的基本尺寸（表）例10-1【解】查表（普通螺纹的基本尺寸）可知，公称直径为20mm的螺纹的小径d1

＝17.294mm＞16.01mm，故螺栓的最小公称直径为20mm。二、铰制孔用螺栓连接强度计算铰制孔用螺栓连接，其特点如下①螺杆与孔壁间为过渡配合，螺杆与孔壁间几乎无间隙②螺杆直接承受剪应力③所需预紧力较小，在强度计算中可忽略不计铰制孔用螺栓连接二、铰制孔用螺栓连接强度计算铰制孔用螺栓连接铰制孔用螺栓连接的失效形式主要为①螺杆与孔壁接合面被压溃②螺杆被剪断二、铰制孔用螺栓连接强度计算螺杆与孔壁接合面不被压溃的条件为（10-12）式中：

FR——螺栓所受的横向工作载荷，单位为N；

d0——螺栓剪切面的直径，单位为mm；Lmin

——Lmin为L1和L2

中的较小值，单位为mm；［σ］——螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，选两者中的较小值，单位为MPa。二、铰制孔用螺栓连接强度计算螺杆不被剪断的强度条件为（10-13）式中：m——螺栓受剪面的数目；［τ］——许用剪应力，单位为Mpa。由式可得螺栓的设计公式为（10-14）式10-14小贴士小贴士二、铰制孔用螺栓连接强度计算由式（10-14）可知，承受同样大小的横向工作载荷时，铰制孔用螺栓比普通螺栓所需的直径小，因此铰制孔用螺栓连接具有节省材料、重量轻等优点；但铰制孔用螺栓的螺杆需要精制，螺栓孔需要铰孔，在制造及装配时不如普通螺栓方便，所以铰制孔用螺栓应用不如普通螺栓广泛。式10-14小贴士三、螺栓连接的许用应力和安全系数受载类型许用应力和安全系数普通

螺栓连接松螺纹连接

（受轴向静载荷），S=1.2~1.7（未淬火钢取较小值）紧螺纹连接

（受轴向、横向静载荷），控制预紧力时，S=1.2~1.7

；不控制预紧力时，S的值如表（不控制预紧力时）所示铰制孔用

螺栓连接受横向静载荷［τ］＝σs/2.5；被连接件为钢时，［σp］＝σs/1.25；被连接件为铸铁时，［σp］＝σs/（2~2.5）受横向变载荷［τ］＝σs/（3.5~5）；［σp］按静载荷［σp］

值降低20%～30%螺栓连接的许用应力［σ］和安全系数S不控制预紧力时安全系数许用应力和安全系数（表）三、螺栓连接的许用应力和安全系数不控制预紧力时紧螺栓连接的安全系数S（静载荷）材料安全系数

SM6～M16M16～M30M30～M60碳钢5～44～2.52.5～2合金钢5.7～55～3.43.4～3不控制预紧力时安全系数许用应力和安全系数（表）安全系数随着螺栓直径的增加如何变化？课堂互动四、提高螺栓连接强度的措施提高螺栓连接强度的措施包括减小总拉伸载荷的变化幅度改善螺纹牙间载荷分布不均的情况减小应力集中避免产生或减小附加应力四、提高螺栓连接强度的措施（一）减小总拉伸载荷的变化幅度当工作载荷在0～F变化时，螺栓总拉伸载荷F1的变化范围为

，故减小螺栓的刚度C1或增大被连接件的刚度C2都可以减小F1

的变化幅度。四、提高螺栓连接强度的措施（一）减小总拉伸载荷的变化幅度为了减小螺栓的刚度，可采用腰状杆螺栓或空心螺栓，如图（a）所示；或在螺母下面安装弹性元件，如图（b）所示。

（a）腰状杆螺栓和空心螺栓（b）在螺母下面安装弹性元件减小螺栓刚度的措施四、提高螺栓连接强度的措施（一）减小总拉伸载荷的变化幅度为了增大被连接件的刚度，可以不用垫片或采用刚度较大的垫片；当有密封要求时，可以采用金属薄垫片或采用O型密封圈，如图所示。（a）采用刚度较大的垫片

（b）采用O型密封圈增大被连接件刚度的措施四、提高螺栓连接强度的措施（二）改善螺纹牙间载荷分布不均的情况螺栓所受的总拉力是通过螺纹牙面的接触来传递的。因为螺栓和螺母的刚度和变形性质不同，所以各圈螺纹牙受力不均。四、提高螺栓连接强度的措施（二）改善螺纹牙间载荷分布不均的情况如图所示，螺栓受拉时，螺距增大；螺母受压时，螺距减小。（a）螺栓受拉，螺距增大（b）螺母受压，螺距减小旋合螺纹的变形示意图四、提高螺栓连接强度的措施（二）改善螺纹牙间载荷分布不均的情况靠近支承面的第一圈螺纹牙受力最大，此处最易发生疲劳断裂，以后各圈螺纹上的受力递减，旋合螺纹间的载荷分布如图所示。显然，采用加厚螺母，并不能提高连接强度。旋合螺纹间的载荷分布四、提高螺栓连接强度的措施（二）改善螺纹牙间载荷分布不均的情况在实际应用中，为了改善螺纹牙间载荷分布不均的情况，常采用如图所示的几种。（a）悬置螺母（b）环槽螺母（c）内斜螺母均载荷螺母改善螺纹牙间载荷分布不均的情况简图悬置螺母的旋合部分均受拉，变形性质与螺栓相同，螺纹牙受力趋于均匀四、提高螺栓连接强度的措施（二）改善螺纹牙间载荷分布不均的情况（a）悬置螺母改善螺纹牙间载荷分布不均的情况简图环槽螺母内缘下端局部受拉且富有弹性，与悬置螺母有相似的效果，但效果不及悬置螺母四、提高螺栓连接强度的措施（二）改善螺纹牙间载荷分布不均的情况（续表）（b）环槽螺母改善螺纹牙间载荷分布不均的情况简图内斜螺母下端制成10º~15º的斜角，使螺栓螺纹牙的受力面由上而下逐渐外移，这样可以减小螺纹旋合段下部的刚度，把载荷向上转移到原受力较小的螺纹上，从而使螺纹牙受力趋于均匀四、提高螺栓连接强度的措施（二）改善螺纹牙间载荷分布不均的情况（续表）（c）内斜螺母四、提高螺栓连接强度的措施（三）减小应力集中螺栓上螺纹牙、螺栓头部与螺杆的交接处都会产生应力集中。适当加大圆角半径，采用卸载槽或卸载过渡结构，都能减小应力集中，提高螺栓连接的强度。（a）加大圆角半径（b）采用卸载槽（c）采用卸载过渡结构加大圆角半径和采用卸载结构四、提高螺栓连接强度的措施（四）避免产生或减小附加应力偏心载荷会在螺栓中引起附加应力，如图所示。为了避免螺纹连接产生附加应力，应从结构和工艺上采取措施。偏心载荷引起附加应力四、提高螺栓连接强度的措施（四）避免产生或减小附加应力当在粗糙表面上安装螺栓时，应在螺栓孔处制作凸台或沉头座；当被连接件表面有斜度时，应在螺母与被连接件间加斜面垫圈等。避免产生附加应力的方法任务实施确定螺栓的公称直径气缸盖螺栓是指把气缸盖紧固在缸体机架或缸体上的螺栓。在图所示的气缸盖紧螺栓连接中，已知气缸内径D=200mm，气缸内介质的工作压强P=1.2MPa，气缸盖与缸体之间采用橡胶垫圈密封，

D0

=200mm

，螺栓数目z

=10。请确定螺栓的公称直径d

。气缸盖与缸体之间的紧螺栓连接已知条件实施流程（1）（2）（3）任务实施确定螺栓的公称直径【实施流程】（1）根据已知条件，计算螺栓的公称直径，要求写出具体的计算步骤。可按照以下步骤进行计算：①确定每个螺栓所受的轴向工作载荷F；②计算每个螺栓承受的总拉力F1；③选择螺栓的材料，确定螺栓的许用拉应力［σ

］；④根据式（10-11）计算螺栓小径d1的范围，查表（普通螺纹的基本尺寸）确定d值。式10-11普通螺纹的基本尺寸（表）已知条件实施流程（1）（2）（3）任务实施确定螺栓的公称直径【实施流程】（2）将计算过程记录下来并提交给老师。（3）老师对学生提交的作业进行点评。已知条件实施流程（1）（2）（3）课堂训练在学习完本节内容之后，请你简述如何计算螺栓连接的强度？课堂训练计算螺栓连接的强度普通螺栓连接强度计算铰制孔用螺栓连接强度计算螺栓连接的许用应力和安全系数提高螺栓连接强度的措施任务三了解键连接和销连接任务引入通过观察，小王发现在机械设备中，广泛存在着键连接和销连接，并且它们均为可拆卸连接。点击跳过案例任务引入通过查阅相关资料，小王了解到键连接主要用于轴和轴上零件的周向固定并传递转矩，有的也可实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动；销连接主要用于固定零件之间的相对位置，也可用于轴和轮毂的连接或其他零件的连接，并可传递不大的载荷。点击跳过案例任务引入那么，键连接和销连接都有哪些类型？如何设计键连接？点击跳过案例任务引入学习本任务的相关知识后，请你帮助小王解开疑惑。点击跳过案例一、键连接的类型键连接按键的种类不同平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接花键连接……一、键连接的类型（一）平键连接平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽顶面留有间隙，依靠键与键槽间两侧面的挤压力来传递转矩。平键连接具有结构简单、装拆方便、对中性好等优点，常用于传动精度要求较高的场合。一、键连接的类型（一）平键连接常用的平键连接普通平键连接导向平键连接一、键连接的类型（一）平键连接1．普通平键连接普通平键的端部有如图所示三种形状。（a）A型平键

（b）B型平键（c）C型平键普通平键连接普通平键的端部形状及其工作长度简图A型平键在键槽中固定良好，但轴上键槽端部应力集中较大，其工作长度l=L-b一、键连接的类型（一）平键连接1．普通平键连接普通平键的端部形状及其工作长度简图B型平键应力集中较小，当键的尺寸较大时，宜用紧定螺钉将键固定在键槽中，其工作长度l=L

一、键连接的类型（一）平键连接1．普通平键连接（续表）普通平键的端部形状及其工作长度简图C型平键主要用于轴端与轮毂的连接，其工作长度l=L–b/2一、键连接的类型（一）平键连接1．普通平键连接（续表）导向平键连接具有什么特点？课堂互动导向平键连接一、键连接的类型（一）平键连接2．导向平键连接导向平键较普通平键长，为防止键松动，需用螺钉将其固定在轴上的键槽中；为便于拆卸，导向平键中部制有起键螺孔，如图所示。导向平键与轮毂的键槽采用间隙配合，故轮毂可以沿键做轴向滑动。1—螺钉；2—起键螺孔导向平键连接

一、键连接的类型（二）半圆键连接半圆键连接半圆键连接一、键连接的类型（二）半圆键连接半圆键连接半圆键的两个侧面为半圆形，如图所示。工作时，半圆键靠两侧面受到的挤压力来传递转矩，键能在轴槽中摆动，以适应轮毂上键槽底部的斜度。半圆键的键槽对轴的强度削弱较大，因此半圆键连接主要用于轻载场合。半圆键连接与平键连接有哪些区别？课堂互动一、键连接的类型（三）楔键连接楔键连接楔键分为普通楔键和钩头楔键两种，楔键的上表面有1∶100的斜度，如图（a）所示。楔键的上、下表面为工作面，如图（b）所示。（a）

（b）工作面一、键连接的类型（三）楔键连接楔键连接装配时，将楔键用力打入轮毂键槽内后，可使轴与轮毂间的接触面产生很大的径向预紧力；转动时，楔键主要靠接触面间的摩擦力来传递转矩，同时还可以承受单向轴向载荷，对轮毂起到单向轴向定位作用。（a）

（b）工作面一、键连接的类型（三）楔键连接楔键连接由于楔键楔紧后，轴和轮毂间会发生偏心和倾斜，因此楔键主要用于定心精度要求不高、载荷平稳、低速的场合。（a）

（b）工作面楔键连接与平键连接的区别是什么？课堂互动一、键连接的类型（四）切向键连接切向键连接切向键由一对斜度为1∶100的楔键组成，如图（a）所示。切向键的上、下表面为工作面，如图（b）所示。工作时，切向键靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩。（a）切向键

（b）工作面一、键连接的类型（四）切向键连接切向键连接当需要传递双向转矩时，需用两对分布成120°～130°的切向键连接，如图（c）所示。由于切向键的键槽对轴的强度削弱较大，因此切向键连接主要用于轴径大于100mm、对中性要求不高的重型机械。（a）切向键（c）两对切向键连接

（b）工作面切向键连接与楔平键连接有什么区别？课堂互动一、键连接的类型（五）花键连接花键连接是指由沿周向均布多个键齿的花键轴和带有相应键齿槽的轮毂相配合构成的连接。按齿廓不同，花键连接可分为如图所示的几种。花键连接（a）矩形花键连接（b）渐开线花键连接一、键连接的类型（五）花键连接花键连接工作时，花键依靠齿侧间产生的挤压力来传递转矩。因有多个键齿传递载荷，所以与平键连接相比，花键连接具有承载能力高、对轴的强度削弱程度小、定心性好、导向性好等优点。花键连接主要用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的场合。（a）矩形花键连接（b）渐开线花键连接二、平键连接的设计平键连接的设计的任务平键连接的选择平键连接的强度计算二、平键连接的设计（一）平键连接的选择平键连接的选择主要是根据平键连接的结构特点、使用要求和工作条件等选择键的类型，然后根据轴径d从标准中选取键的宽度b和高度

h，最后根据轮毂的宽度B确定键的公称长度L。一般L应略小于轮毂的长度，且L应符合标准中规定的长度系列。（a）剖面图（b）局部放大图普通平键的剖面图二、平键连接的设计（一）平键连接的选择现根据图说明普通平键和键槽的尺寸，具体如表所示。（a）剖面图（b）局部放大图普通平键的剖面图平键和键槽的尺寸（表）剖面图二、平键连接的设计（一）平键连接的选择轴径d键的尺寸键槽bhLr6～8226～201.21.00.08～0.16＞8～10336～361.81.4＞10～12448～452.51.8＞12～175510～563.02.30.16～0.25＞17～226614～703.52.8＞22～308718～904.03.3普通平键和键槽的尺寸单位：mm平键和键槽的尺寸（表）剖面图例10-2(2)例10-2(1)二、平键连接的设计（一）平键连接的选择（续表）轴径d键的尺寸键槽bhLr＞30～3810822～1105.03.30.25～0.40＞38～4412828～1405.03.3＞44～5014936～1605.53.8＞50～58161045～1806.04.3＞58～65181150～2007.04.4＞65～75201256～2207.54.90.40～0.60＞75～85221463～2509.05.4注：L

的基本尺寸为6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200等。平键和键槽的尺寸（表）剖面图例10-2(2)例10-2(1)分析图片中平键连接传递转矩时的受力情况。课堂互动平键连接传递转矩时的受力情况二、平键连接的设计（二）平键连接的强度计算平键连接传递转矩时的受力情况不难看出，对于普通平键连接，其主要失效形式是工作面被压溃，因此只需要校核其挤压强度；对于导向平键连接，其主要失效形式是工作面的过度磨损，因此需要限制其工作面上的压强。平键连接传递转矩时的受力情况二、平键连接的设计（二）平键连接的强度计算式中：

——键的挤压应力，单位为Mpa；T ——传递的转矩，单位为；d ——轴的直径，单位为mm；h ——键的高度，单位为mm；l ——键的工作长度，单位为mm；

——键连接中强度较小的材料的许用挤压应力，单位为MPa，其值如表（许用挤压应力和许用压强）所示。假设载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接的强度条件为（10-15）许用挤压应力和许用压强（表）式10-15小贴士二、平键连接的设计在键连接中，一般轮毂材料的强度较小。二、平键连接的设计（二）平键连接的强度计算在式中，［p］为键连接中强度较小的材料的许用压强，其值如表所示。导向平键连接的强度条件为许用挤压应力和许用压强（表）式10-15（10-16）材料的许用挤压应力和许用压强单位：MPa许用值轮毂材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击［σp］钢125～150100～12060～90铸铁70～8050～6030～45［p］钢504030例10-2(2)例10-2(1)材料的许用挤压应力和许用压强受哪些因素的影响？课堂互动二、平键连接的设计（二）平键连接的强度计算如果校核结果表明键连接的强度不够，则可采取以下措施：①适当增大键和轮毂的长度，但键长不宜大于2.5d，否则载荷沿键长的分布将很不均匀②两个键相隔180º布置，考虑到载荷在两个键上分布的不均匀性，双键连接的强度按1.5个键计算二、平键连接的设计同步例题【例10-2】如图所示，半联轴器和齿轮均通过键与减速器的低速轴相连接。已知轴的材料为45钢，传递的转矩T=1000N·m，半联轴器用铸铁制造，齿轮用钢制造，工作时有轻微冲击。轴和轮毂的尺寸已在图中标出，试选择两处键的类型和尺寸，并校核键连接的强度。例10-2图例10-2(2)(1)二、平键连接的设计同步例题【解】根据结构特点，半联轴器段和齿轮段均选择A型平键。（1）确定半联轴器段键的尺寸并校核键连接的强度。由此段轴的直径d=70mm，轴的长度为130mm，查表（普通平键和键槽的尺寸）得键的剖面尺寸为b=20mm，h=12mm

，取键的公称长度L=110mm，则键的工作长度l=L–b=110-20=90（mm）。根据半联轴器材料为铸铁，载荷有轻微冲击，查表（许用挤压应力和许用压强），取许用挤压应力［σp］=55MPa

，则键的挤压应力为因为σp＜［σp］，故强度满足要求。平键和键槽的尺寸（表）许用挤压应力和许用压强（表）例10-2(2)(1)二、平键连接的设计同步例题【解】根据结构特点，半联轴器段和齿轮段均选择A型平键。（2）确定齿轮段键的尺寸并校核键连接的强度。由此段轴的直径d=85mm

，轴的长度为90mm，查表（普通平键和键槽的尺寸）得键的剖面尺寸为b=22mm，h=14mm

，取键的公称长度L=80mm，则键的工作长度l=L–b=80-22=58（mm）。根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，查表（许用挤压应力和许用压强），取许用挤压应力［σp］=110MPa

，则键的挤压应力为因为σp＜［σp］，故强度满足要求。例10-2(2)(1)平键和键槽的尺寸（表）许用挤压应力和许用压强（表）三、销连接的类型和应用按销的形状不同，销连接可分为如图所示的几种。圆柱销连接圆锥销连接（a）普通圆锥销连接（b）端部带螺纹的圆锥销连接三、销连接的类型和应用在圆柱销连接中，圆柱销主要靠过盈配合固定在销孔中。图（a）所示为带槽的圆柱销，销上有三条纵向凹槽，销被压入销孔后，凹槽即收缩变形，借助材料的弹性而固定在销孔中，多用于有振动和变载荷的场合；图（b）所示为圆管形弹簧圆柱销，销被打入销孔后，销由于弹性变形而被挤压在销孔中，多用于有冲击和变载荷的场合。圆柱销（a）带槽的圆柱销（b）圆管形弹簧圆柱销三、销连接的类型和应用在圆锥销连接中，圆锥销与销孔均有1∶50的锥度，因此圆锥销连接安装方便，定位准确。图（b）所示为端部带螺纹的圆锥销，适用于有盲孔或拆卸困难的场合。（b）端部带螺纹的圆锥销连接任务实施到实训室参观键连接和销连接通过到实训室参观键连接和销连接，加深对键连接和销连接的认识。【实施流程】（1）学生自由分组，每组5～6人。（2）以小组为单位，各小组在老师的带领下到实训室对键连接和销连接进行参观学习，深入了解键连接的类型、销连接的类型和应用等。任务实施到实训室参观键连接和销连接通过到实训室参观键连接和销连接，加深对键连接和销连接的认识。【实施流程】（3）各小组总结在参观学习过程中的体会和收获，并将这些内容以word文档的形式提交给老师。课堂训练在学习完本节内容之后，请你简述键连接的类型、销连接的类型和应用？课堂训练了解键连接和销连接键连接的类型平键连接的设计销连接的类型和应用任务四了解联轴器、离合器和制动器任务引入在汽车和火车中，经常需要将不同机构的轴连接起来，其中最常用的装置就是联轴器。点击跳过案例任务引入汽车、火车启动后，在行驶过程中速度会不断变化，有时候还要停下来且不能熄火，这就要求内燃机与变速器之间有一种可控制轴的离与合的装置来控制汽车或火车的运动，这种装置即为离合器。点击跳过案例任务引入当汽车、火车准备停止工作时，需要有一种可使汽车、火车停止运动或保持停止状态的装置，这种装置即为制动器。点击跳过案例任务引入那么，联轴器、离合器、制动器的含义是什么？它们有哪些类型？这些类型分别适用于哪些场合？点击跳过案例任务引入学习本任务的相关知识后，请你帮助小王解开疑惑。点击跳过案例一、联轴器联轴器是一种用来连接两根轴以使其一同转动并传递动力的装置。一、联轴器（一）联轴器的分类联轴器分类刚性联轴器挠性联轴器安全联轴器一、联轴器（一）联轴器的分类1．刚性联轴器刚性联轴器是一种用刚体连接，不能补偿两轴线相对位移的联轴器。刚性联轴器的主要型式如表所示。刚性联轴器的主要型式类别代号品种型式联轴器名称代号名称代号名称型号刚

性

联

轴

器G凸缘式Y基本型

凸缘联轴器GY有对中榫S有对中榫凸缘联轴器GYS有对中环H有对中环凸缘联轴器GYH带防护缘Y带防护缘凸缘联轴器GYY径向键式J基本型

径向键刚性联轴器GJ可移式Y可移式径向键刚性联轴器GJY一、联轴器（一）联轴器的分类1．刚性联轴器（续表）类别代号品种型式联轴器名称代号名称代号名称型号刚

性

联

轴

器G平行轴式P滚动轴承型G滚动轴承型平行轴联轴器GPG滑动轴承型H滑动轴承型平行轴联轴器GPH夹壳式K螺栓夹紧L螺栓夹紧夹壳联轴器GKL卡箍夹紧K卡箍夹紧夹壳联轴器GKK套筒式T

套筒联轴器GT一、联轴器（一）联轴器的分类1．刚性联轴器1）凸缘联轴器凸缘联轴器（a）普通螺栓连接（b）铰制孔用螺栓连接凸缘联轴器一、联轴器（一）联轴器的分类1．刚性联轴器凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器组成，两个半联轴器用螺栓连成一体，可实现两轴的连接。两个半联轴器既可用普通螺栓连接，也可用铰制孔用螺栓连接。1）凸缘联轴器凸缘联轴器（a）普通螺栓连接（b）铰制孔用螺栓连接凸缘联轴器的两个半联轴器可用连接及其特性简图（a）普通螺栓连接利用一个半联轴器上的对中榫与另一个半联轴器上的凹槽相配合对中，对中精度高，工作中靠凸缘端面间的摩擦力来传递转矩，拆卸时必须使轴做轴向移动，多用于不需要经常拆卸的场合一、联轴器（一）联轴器的分类1．刚性联轴器1）凸缘联轴器凸缘联轴器的两个半联轴器可用连接及其特性简图（b）铰制孔用螺栓连接利用铰制孔用螺栓对中，工作中靠螺杆受剪切和挤压来传递转矩，传递转矩的能力较强，拆卸时只需要拆卸螺栓，不需要使轴做轴向移动，可用于经常需要拆卸的场合一、联轴器（一）联轴器的分类1．刚性联轴器1）凸缘联轴器（续表）普通螺栓连接与铰制孔用螺栓连接有哪些区别？课堂互动一、联轴器（一）联轴器的分类1．刚性联轴器2）套筒联轴器套筒联轴器通过公用套筒、键或销等刚性连接件来实现两轴的连接，如图所示。套筒联轴器（a）键连接

（b）销连接一、联轴器（一）联轴器的分类1．刚性联轴器套筒联轴器结构简单，制造方便，成本较低，径向尺寸小，但装拆不方便，装拆时需要使轴做轴向移动，适用于低速、轻载、无冲击载荷、径向尺寸受限的场合。2）套筒联轴器套筒联轴器（a）键连接

（b）销连接凸缘联轴器和套筒联轴器各有何优缺点？分别适用于哪些场合？课堂互动一、联轴器（一）联轴器的分类2．挠性联轴器挠性联轴器是指能补偿两轴线相对位移的联轴器。挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器一、联轴器（一）联轴器的分类2．挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器滑块联轴器齿式联轴器链条联轴器滚子联轴器滚珠联轴器万向联轴器……一、联轴器（一）联轴器的分类2．挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器金属弹性元件挠性联轴器非金属弹性元件挠性联轴器一、联轴器（一）联轴器的分类2．挠性联轴器挠性联轴器的主要型式类别代号品种型式联轴器名称代号名称代号名称型号滑块联轴器H滑块式H基本型

滑块联轴器HH金属盘式J金属盘滑块联轴器HHJ齿式联轴器C直齿式Z基本型

直齿齿式联轴器CZ接中间轴J接中间轴直齿齿式联轴器CZJ带制动轮Z带制动轮直齿齿式联轴器CZZ万向联轴器W十字轴式S半叉B半叉十字轴式万向联轴器WSB整体叉头C整体叉头十字轴式万向联轴器WSC剖分轴承座P剖分轴承座十字轴式万向联轴器WSP一、联轴器（一）联轴器的分类2．挠性联轴器（续表）类别代号品种型式联轴器名称代号名称代号名称型号万向联轴器W十字轴式S整体轴承座Z整体轴承座十字轴式万向联轴器WSZ贯通型G贯通型十字轴式万向联轴器WSG金属弹性元件挠性联轴器J弹性杆式T普通型P普通型弹性杆联轴器JTP高速型G高速型弹性杆联轴器JTG直杆弹簧式Z恒刚度H恒刚度直杆弹簧联轴器JZH变刚度L变刚度直杆弹簧联轴器JZL非金属弹性元件挠性联轴器L梅花形式M基本型

梅花形弹性联轴器LM一、联轴器（一）联轴器的分类2．挠性联轴器（续表）类别代号品种型式联轴器名称代号名称代号名称型号非金属弹性元件挠性联轴器L梅花形式M法兰S法兰型梅花形弹性联轴器LMS带制动轮L带制动轮型梅花形弹性联轴器LML带制动盘P带制动盘型梅花形弹性联轴器LMP弹性套柱销式T基本型

弹性套柱销联轴器LT带制动轮Z带制动轮弹性套柱销联轴器LTZ弹性柱销式X基本型

弹性柱销联轴器LX带制动轮Z带制动轮弹性柱销联轴器LXZ一、联轴器（一）联轴器的分类2．挠性联轴器常用的挠性联轴器滑块联轴器齿式联轴器万向联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器滑块联轴器与刚性联轴器的区别是什么？课堂互动滑块联轴器一、联轴器（一）联轴器的分类2．挠性联轴器滑块联轴器由两个端面开有径向凹槽的半联轴器和一个两端带有凸榫的滑块组成。若两轴线不对中，当转速较高时，滑块会在凹槽内滑动，并且由于偏心将会产生较大的离心力和磨损