第7章机械连接

1、第七章机械零件的连接，主要内容是第一节连接的分类和第二节连接可以解除的第三节连接不能解除，第7.1连接的分类和要求，第7.1.1连接的分类根据连接结构的特征，1 .可以解除的连接：零件可以反复装卸，不影响设备的使用性能。 2 .永久连接(不可拆卸):分解后至少一个零件损坏。 根据连接部件的性质，可分为机械部件与机械部件的连接和光学部件与机械部件的连接。 7.1.2连接要求1 )充分的连接强度2 )连接精度(零件间的充分正确的相对位置)3)连接结构的可靠性(振动和冲击下没有松动)4)连接工艺好(连接方便)5)满足特殊要求(密封、绝缘、导电)。 7.2可装卸连接、7.2.1螺钉和螺钉连接7.2.2

2、销连接7.2.3键连接、可装卸连接的主要形式是螺钉(含螺栓)和螺钉连接、销连接和键连接等，7.2.1螺钉和螺钉连接、 螺钉连接是用连接部件连接被连接部件的a .螺栓连接b .螺钉连接c .双头螺栓连接螺钉和螺钉连接的基本要素是螺钉、螺栓连接、被连接部件不太厚、螺钉连接、连接部件中的一个较厚，或者结构上难以安装螺母时，直接在该被连接部件上安装螺钉、双头螺栓紧固，为了使带螺纹孔的被紧固零件经常拆下不损坏螺纹孔，采用双头螺栓紧固，螺纹紧固利用被紧固零件自身具有的螺钉，直接紧固，粗齿和细齿普通螺钉在粗齿螺钉和洗齿螺钉具有相同的公称直径的情况下，细齿螺钉具有小的螺纹间距和螺纹深度因为细齿螺旋的上升角小，

3、所以具有很强的防松能力。 专用连接螺钉，连接螺钉的主要类型，2 )显微镜物镜螺钉国际通用特殊标准螺钉，齿型角55o，显微镜上的物镜单元和镜管连接专用，为了更换不同倍率的物镜，3 )圆柱螺钉多用于水、气体管道、润滑和电气管道系统的连接，螺纹山形角圆柱螺钉的公称直径不等于螺钉的大直径，与管道的孔径大致相同。 一般使用的英制系列，G1/2、(1)螺钉连接部件的型号、螺栓、螺母、垫圈等从防锈、美观的观点出发，螺钉进行电镀(镀铬、锌)、发黑等处理，2 .螺钉连接部件的型号和应用，(2)基本用途连接部件和固定部件的其他用途3、螺钉连接的结构设计，1 )连接部件型号的选定(1)螺钉连接型式、圆筒头螺钉、球面

4、圆筒头螺钉、碟形螺钉、2 )确定螺钉的直径、长度、数量和排列形式，材料的厚度不足的情况下，螺钉的长度，通过贯通孔的被连接部件1的厚度h和拧入部件2的深度l， h必须大于螺纹的螺纹尾或退刀槽的长度，如果h过大，则螺纹头沉入零件1的方法可采用的l的长度由母材决定。 拧入钢或青铜时l=d，拧入铸铁时l=(1.25-1.5)d，拧入铝时l=(1.5-2.5)d。 螺钉的数量和排列形式因零件的结构和形状而异。 螺丝在圆周上排列的情况下，连接3个以上的窄片零件，可以使用12个。大而薄需要密封的零件，螺丝的数量适当地增加了。 我认为扳手空间的大小、制造很容易。 采用的螺丝的类型和规格尽量少。(3)被紧固零件

5、的定位，(1)基于两个定位销的定位，(2)基于圆柱卡合面和一个定位销的定位，基于一个螺钉的止转结构，(5)螺钉的松脱和防脱结构，(1)基于增加摩擦力的方法的松脱，(2)基于机械固定方法的松脱，(3)基于机械固定的方法的松脱螺钉防脱结构，力弱时，7.2.2销连接1 .销的类型和应用型：圆柱销、圆锥销、槽销、销、开口销的作用：定位、连接、安全、圆柱销：结构简单。 因为制造时容易实现高精度，所以主要用于定位销，用过盈量固定在被连接部件上，所以不应该多次拆下。 圆锥销：用作连接零件传递一定的扭矩。 圆锥销有1:50的锥形，锥形很小，所以在施加横向载荷时，可以进行自锁，有时也能定位部件，不会影响性能，可

6、以多次装卸。 缺点是，销孔中必须有锥形铰刀。 2 .销连接的结构设计1 )根据结构要求选择销类型2 )根据结构条件选择销尺寸(表7-1 )，3 .销连接的防松、7.2.3键连接，键主要用于轴与轴上的零件间的连接，实现周向固定来传递扭矩，根据情况，还可以确定轴方向位置1 .键的类型，特征和应用，平键，半圆键，斜键，1 )平键，普通平键：集线器和轴不会相对沿轴移动的连接(静态连接)，两侧为工作平面，平键，引导键和平滑键：集线器沿轴移动的连接(动态连接)的移动距离大时，应使用平滑键，2 )半圆键优点：工艺性好的缺点：键槽应用得很深：主要适用于锥形轴辅助装置的连接和小负荷的连接，两侧面为工作面，3 )

7、斜键楔键，通过摩擦力传递的定位精度不高，转速低的连接。 楔形结合的上下两面为工作面，2 .结合的设计和计算(1)选定(2)尺寸和材料(3)强度计算载荷大的情况下进行管理，强度条件剪切强度条件允许应力：表72，结合，花键结合齿侧面为工作面的特征：负荷能力高，轴的弱化小，结合部件和轴的对中性性好应用：定心精度高、负荷大、轴上零件容易滑动时，方形花键、渐开线花键、7.3不可拆下连接、不可拆下连接的主要连接形式为焊接、铆接、压入、铸造、粘接的主要特征：结构简单、工作可靠、结构紧凑1 )焊接定义：利用加热(有时需要加压)，将两个以上的金属件与目标原子或分子结合的不可拆卸的连接方法的分类：根据加热方法和焊

8、接过程的特征，进行焊接(气焊、电弧焊、电渣焊等)、压焊(电阻焊、摩擦焊、感应焊接精密设备中，电阻焊接(点焊、缝焊、对接焊接)、钎焊、(1)电阻焊接的定义：也称为接触焊接，利用电流通过焊接接头的接触面和邻近地区的电阻能量热，将焊接金属局部地加热至熔融或高温塑性状态，在外力的作用下形成牢固的焊接接头的过程被电阻分类：根据焊接头的形状电阻焊接，点焊，缝焊和对接焊接，点焊的定义：两个工件被棒状铜合金电极按压后通电加热，在工件间生成椭圆体状的熔化芯，切断电流后该芯凝结形成熔化芯，它具有两个工件优点：生产效率高，成本低，焊接后焊接物变形和物理性质变化小。 缺点：无法得到气密性的连接，在焊接点上留下难以去除

9、的电极痕迹，应用：焊接薄板零件。 焊接物的厚度一般为0.056mm，可以扩大到10mm，甚至30mm。 焊接物的数量优选为2个，一般为3个以下。缝焊与点焊的差异：缝焊使用圆盘状铜合金电极(辊电极)代替点焊的棒状电极。 焊接时，滚子电极在按压工件的同时波动。 移动工件。 电极在转动中通电，每次通电，工件之间就会形成熔核。 连续通电时，在工件间形成相互重叠的熔核，形成连续的圆角，断续通电或辊电极阶段性滚动时通电，也可以得到重叠的熔核。 应用：焊接接头也必须是保鲜膜。 由于焊接接头是焊接点的连续，所以用于焊接要求气密或液密的薄壁容器，例如罐、罐、蒸汽包、火焰筒等。 焊接材料的厚度：钢材零件在2mm以

10、下，有色金属在1.5mm以下。 焊接的定义：焊接焊接物的整个接触面的连接。 对接焊接一般根据加压和通电方式的不同，分为电阻焊接、闪光焊接、对接焊接。 电阻焊和闪光焊接是基本的焊接方法。 焊接时，把焊接物分别夹在两组夹具之间，把焊接物的两端对齐，在接触处通电加热进行焊接。 电阻焊和闪焊的不同：操作方法不同，电阻焊是指焊接物加加压后通电加热；闪焊是指对焊接物通电，使焊接物接触，在建立闪焊的过程中加热。 电阻焊接、闪光焊接、电阻焊接的优点： a .两金属在压力下从内部加热完成焊接，无论焊接点的形成过程或接合面的形成过程，冶金问题都很简单。 因此，焊接时不需要助焊剂和气体保护，不用金属填充焊丝和焊接棒

11、等，就能够得到品质好的焊接接头，焊接成本低。 b .由于热集中，加热时间短，热影响部分小，变形和应力也小。 通常，焊接后不需要考虑矫正和热处理工序。 c .操作简单，机械化和自动生产容易，无噪音和烟，工作条件好。 d .生产率高，可以大量生产，和其他制造工序一起编入组装线。 只有闪光焊接火花飞溅，所以需要适当隔离。 电阻焊的缺点： a .目前缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能通过工艺样品和断裂试验来检测，有各种监控技术保证。 b .点焊和缝焊需要重叠接头，部件的重量增加，该接头的拉伸强度和疲劳强度低。 c、设备功率大，机械化和自动化程度高，设备投资大，维修困难。 大电力焊机对电网负荷困难，如

12、果是单相交流焊机，对电网的正常运行有不良影响。 (2)钎焊是用钎料连接零件的连接，这与焊接方法不同，钎焊时采用母材不熔融、比母材的熔融温度低的钎料，加热温度低于母材的固相线，比钎料的液相线高的连接方法。 如果连接的部件和焊料加热到焊料熔化，则液状焊料在母材的表面润湿扩散，与母材的相互溶解和扩散，在母材的间隙润湿，毛细管流动，利用铆接和母材的相互溶解和扩散，实现部件间的连接。 钎焊也可以加热零件进行分解，再进行钎焊。 钎焊的优点：钎焊加热温度低，对母材的组织和性能的影响小的钎焊接头平坦光滑，外形美丽的焊接物的变形小，特别是通过均匀加热(炉钎焊等)的钎焊方法，能够将焊接物的变形抑制在最小限度， 容

13、易保证焊接物尺寸精度的一部分钎焊方法，可以一次进行数十根或数百根的钎焊，可以生产性高的异种金属和合金、金属和非金属的连接。 钎焊的缺点：钎焊接头的强度较低，耐热性低，耐腐蚀性差，要求组装精度。 钎料的分类钎料根据其熔融温度范围分为钎料和钎料。 前者熔点在450以下，后者的熔点在450以上。 根据构成焊料的主要元素，将这两种材料细分为各种基础。 焊锡有铋基、铟基、锡基、铅基、镉基、锌基等焊锡。 钎料有铝系、银系、铜系、锰系、镍系、金系、钛系等钎料。在钎剂、钎焊中使用的焊剂被称为钎剂(钎焊焊剂)。 是钎焊工艺顺利进行，得到致密接头不可或缺的焊接材料之一。 钎料的作用：1)除去钎料和母材表面的氧化物

14、2 )保护钎料和液态钎料在钎焊中不受氧化的影响；3 )改善液态钎料的对接焊接品的湿润性。 2 )铆接定义：在铆钉或被紧固材料之一上利用铆钉作用的铆接头局部变形，形成铆钉头，连接零件的方法。 (1)在铆接原则下制作铆钉头的过程中，由于铆接力的作用，被铆接部件的紧固部位也变形，但为了尽量减少被铆接部件铆接时的损伤，a .铆钉材料的弹性模量小于被紧固部件的弹性模量，且被紧固部件的弹性模量尽可能大，铆钉的弹性模量必须注意这一原则. b .尽量增大被连接零件的支撑面. c .尽量减小铆接力，缩小铆接力的铆接结构.盲铆钉铆接、盲铆钉铆接、盲铆钉铆接结构. (2)铆接的种类和铆接a .可动铆接(铰链铆接)可

15、动铆接的结合部位可以相互旋转，例如分为手动钳子、剪刀、企划等工具的铆接。 b .固定铆接而固定铆接的结合部没有固定。 根据铆接方法，铆接是指a .冷铆接和冷铆接时，铆钉不需要加热，直接将所有的镦铆铆钉拿出来。 因此，铆钉材料必须具有高延展性。 直径8mm以下的钢制铆钉都用冷铆钉铆接。 b .热铆接热铆接是指将整个铆钉加热到一定温度后再进行铆接。 铆钉受热塑性好，成形容易，冷却后铆钉收缩，结合强度更大。 因此，热铆接时将孔径扩大0.5mm，使铆钉在热状态下容易插入。 直径8mm以上的钢铆钉，多用热铆钉。 c .混合铆钉用混合铆钉时，只加热铆钉的铆接头部端部。 细长铆钉采用这种方法，以防止铆接时铆

16、钉棒弯曲。 (3)铆钉的直径和长度的确定a .铆钉直径的确定铆接时的铆钉直径的大小与被紧固板的厚度、紧固形式及被紧固板的材料等多种因素有关。 连接板材厚度相同的情况下，铆钉的直径一般是板厚的1.8倍。 被接合板材厚度不同的重叠接合时，铆钉的直径一般等于最小板厚的1.7倍。 标准铆钉的直径可以按GB152.1-88表中所示进行四舍五入。 b .铆钉长度的确定铆钉长度与铆接板材的厚度和铆接头部的形状有关。 铆接时铆钉所需的长度必须等于铆接板材的总厚度和铆钉的突出长度之和。 铆钉棒的伸出长度要适当，太长或太短就变成铆接废品。 经验证明：钉棒的长度由下式决定半圆头铆钉： L=(1.251.5)d盘铆钉

17、： L=(0.81.2)d式中：铆接板厚之和，mm； l钉棒长度，mm； d销的直径，毫米。 铆接头的质量要求高时，请尝试铆接并确定。 (4)手工铆接方法： a .在半圆头铆钉的铆接过程中，将工件彼此按压划线孔的孔，使其与倒角铆钉插入孔密合，用冲压冲头按压板材(图a )的压入铆钉的突出部分(图b )，用初步的锤子成形(图c )最后用盖子。 b .盘铆钉的铆接过程一个盘铆钉是用成品盘铆钉铆接，另一个是用圆钢切断子孙。 用圆钢切断的铆钉的铆接过程：前四个步骤和半圆头铆钉的铆接过程用中间的镦锻面1和2铆钉面2铆钉面1修理比平面高的部分，用成品的皿铆钉铆接的话，只要铆接铆钉一端的材料把皿座填平即可。

18、c .将空心铆钉的铆接过程铆钉插入孔中，用样品冲头(或类似的冲头)冲孔(图a )用特殊的冲头使打开的铆钉紧贴工件(图b )。 (5)铆钉的常见拆卸方式：3 )压入、定义：利用两个部件的配合面的过盈量，将部件压入另一个部件而构成的紧固。 分类：精密机械常用的压接连接是光面压接连接和滚花压接连接。光面压接连接、滚花压接连接、a .光面压接连接定义：被连接零件表面为光滑的圆柱形。 压入前的零件轴的直径比孔的直径稍大，过盈量的大小直接影响连接强度。 光面压接连接的方法：常温压入； 加热受体； 一边冷却被收容物，一边加热包子，一边冷却包子。 经常在常温下压入精密机器。 光面压接连接是能实现高精度的连接方法，连接精度主要取决于轴和孔的形状误差。 为了得到高连接精度和可靠性，连接需要足够的长度，压入部分的长度根据表7-3选定。 b .滚花压接连接定义：图案滚动到被连接部件上的压接连接。 应用：连接面尺寸小时，用过盈配合公差制造配合面公差很困难，成