工学联接g机械设计基础课件.pptx

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1、 106 螺纹联接的强度计算 107 螺纹的材料和许用应力 109 螺旋传动（不讲）108 提高螺纹联接强度的措施 1010 滚动螺旋简介（不讲）1011 键联接和花键联接 1012 销联接（简介）第1页/共94页 联接是指被联接件与联接件的组合。常见的机械联接有两类：一是机械动联接，如运动副；二是机械静联接，本章所学习内容是机械静联接问题。联联 接接不可拆联接不可拆联接装拆方便，多次装拆无损于装拆方便，多次装拆无损于使用性能。如使用性能。如螺纹联接、键联螺纹联接、键联接、销联接接、销联接在拆开联接时会损坏联接在拆开联接时会损坏联接中的零件或使用性能。如中的零件或使用性能。如焊焊接、铆接、粘接

2、接、铆接、粘接概 述可拆联接可拆联接（永久性联接）第2页/共94页一、螺纹线、螺纹、螺纹副二、螺纹分类三、螺纹的主要几何参数101 螺纹参数第3页/共94页一、螺纹线、螺纹、螺纹副1、螺纹线：、螺纹线：将一倾斜角为将一倾斜角为的直线绕在圆柱的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。体上便形成一条螺旋线。2、螺纹：、螺纹：平平面面始始终终通通过过圆圆柱柱体体轴轴线线就就得得到到螺螺纹纹。若若改改变变平平面面图图形形的的形形状状，可可得得到到三三角角形形、梯梯形、锯齿形、矩形螺纹形、锯齿形、矩形螺纹。取一个平面图形沿螺旋线运动并使3、螺纹副：、螺纹副：内外螺纹旋合组成螺旋副或称螺纹副。第4页/共94页二

3、、螺纹分类1、螺纹的牙型：2、螺纹的旋向：3、螺纹的线数（头数）：4、母体形状：6 6、按位置：三角形、梯形、锯齿形；左旋、右旋；单线、等距排列多线；圆柱螺纹、圆锥螺纹；内螺纹、外螺纹；5、按作用：联接螺纹、传动螺纹；第5页/共94页1 1、将螺纹轴线竖、将螺纹轴线竖直放置，螺旋线直放置，螺旋线自自左向右左向右逐渐逐渐升高升高的的是是右旋右旋螺纹。反之螺纹。反之也成立。也成立。2 2、从端部沿轴线从端部沿轴线看去，当螺纹看去，当螺纹顺时顺时针针方向方向旋转旋转为为旋进旋进时，此螺纹为时，此螺纹为右旋右旋螺纹。螺纹。左左旋旋右右旋旋旋向判断方法：旋向判断方法：第6页/共94页双线螺纹双线螺纹单线

4、螺纹单线螺纹第7页/共94页三、螺纹的主要几何参数：1）大径（外径）d（D）与外（内）螺纹牙顶（底）相重合的假想圆柱体直径，亦称公称直径。2）小径（内径）d1(D1)与外螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径。3）中径d2 假想圆柱面的直径，该圆柱的母线上牙形沟槽和凸起宽度相。第8页/共94页4 4）螺 距 P P 相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。5 5）导程（S S）同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离。6 6）线数n n 螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n4n4。螺距、导程、线数之间关系：S=nP S=nP 第9页/共94页7 7）螺旋升角中径圆柱面上螺旋

5、线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。t tg =nP/d=nP/d2 28 8）牙型角轴向截平面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间夹角称为牙侧角（牙型斜角）。对称牙侧角 /2/2第10页/共94页一、矩形螺纹二、非矩形螺纹102 螺旋副的受力分析、效率和自锁三、螺旋副效率第11页/共94页一、矩形螺纹（=0=0)1、螺纹受力分析、螺纹受力分析摩擦角：滑块在水平面上，受到外力R（F+Fa）作用，同时还受到法向反力Fn与摩擦力Ff的作用，令法向反力与摩擦力的总反力为FR，则FR与Fn方向之间所夹的锐角被称为摩擦角。FnFRFfRFaFtg=Ff/Fn；Ff=Fntg=Fnf

6、 f=tg称为摩擦系数。第12页/共94页FaFFnFrf Fn （1）把螺旋副在）把螺旋副在力矩力矩和和轴向载荷轴向载荷作用下的运动，作用下的运动，看看 成作用在中径的水平力推动滑块沿螺纹运动。成作用在中径的水平力推动滑块沿螺纹运动。（2）将矩形螺纹沿中径）将矩形螺纹沿中径d2展开得一斜面。展开得一斜面。图中图中为螺旋升角，为螺旋升角，Fa为轴向载荷，为轴向载荷，F为水平推力，为水平推力，Fn为法向反力，为法向反力，Ff为为摩擦力，摩擦力，f为摩擦系数，为摩擦系数，为为摩擦角，摩擦角，法向反力法向反力Fn与摩擦力与摩擦力Ff的的总反力为总反力为Fr。第13页/共94页F=Fa tg(+)（3

7、）其受力状况可以理解为：）其受力状况可以理解为：作用在滑块上F为一驱动力，轴向载荷 Fa为一阻力，总反力为Fr。FaFFnFrf Fn v若使滑块等速沿斜面上升，滑块所受三力平衡：+FaFFrF+Fa+Fr=0拧紧时：第14页/共94页F=Fa tg(-)松开时：相当于使滑块等速沿斜相当于使滑块等速沿斜面面下滑下滑，轴向载荷轴向载荷 FaFa变为驱动力，变为驱动力，F F变为维变为维持持滑块等速运动所需的滑块等速运动所需的平衡力。平衡力。FaFFrf Fnv Fn FFrFa-可得：（1）-0，F 0分析：0，F 0分析：说明滑块在重力作用下下滑，必须给以止动力，防止加速下滑。（2）-0，F

8、0 说明滑块不能在重力作用下下滑。这一现象称为自锁现象。螺旋千斤顶就是利用这一原理工作的。2、螺纹、螺纹自锁自锁：FaFFrf Fnv Fn 第16页/共94页二、非矩形螺纹（=0=0)三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹1、螺纹受力分析：、螺纹受力分析：唯一差别是：唯一差别是：法向力比矩形螺纹大。法向力比矩形螺纹大。（忽略升角（忽略升角的影响）的影响）第17页/共94页这时螺纹的摩擦阻力为：在Fa的作用下，法向反力比矩形螺纹大为：f 称为当量摩擦系数称为当量摩擦角这时把法向力的增加看成摩擦系数的增加。为牙型斜角第18页/共94页 用f 取代f，用取代，就可像矩形螺

9、纹那样对非矩形螺纹进行受力分析上升：F=Fa tg(+)下滑：F=Fa tg(-)2、螺纹、螺纹自锁自锁条件为：条件为：第19页/共94页三、螺旋副效率为：螺旋副的效率问题是由于摩擦引起的：上升：在同样的载荷Fa，同样的牵引速度V，走过同样的距离S情况下：F=Fa tg()若不考虑摩擦时：若考虑摩擦时：F=Fa tg(+)没有摩擦时，需要的输入功=FS=Fa S tg()考虑摩擦时，需要的输入功=FS=Fa Stg(+)理论上实际上 FaFFr+FaFFr第20页/共94页所以：从上式可以看出：当 不变时，与的关系如右图所示。取：可得：当=45-时效率最高。常取25左。太大会引起制造困难，且效

10、率增高也不显著。第21页/共94页下滑：第22页/共94页一、三角形螺纹二、梯形和锯齿形螺纹103 机械制造常用螺纹三、螺纹标注四、例题1第23页/共94页 三角形螺纹，主要有普通螺纹和管螺纹，前者多用于紧固联接和后者用于紧密联接。三角形螺纹三角形螺纹1、普通螺纹 在我国的国家标准中，把牙型角=60=60的三角形米制螺纹称为普通螺纹，以大径d为公称直径。（1）普通螺纹种类 因为同一公称直径可以有多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的称为细牙螺纹。一、三角形螺纹第24页/共94页（2）粗、细螺纹特点、适用范围细牙螺纹：升角小，小径大，自锁性能好，强升角小，小径大，自锁性能好，强度高，

11、但不耐磨损，易滑扣，用于度高，但不耐磨损，易滑扣，用于薄壁零件、受动载荷的联接和微调薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构的调整。机构的调整。粗牙螺纹：应用最广。应用最广。粗牙螺纹粗牙螺纹细牙螺纹细牙螺纹第25页/共94页2、管螺纹管螺纹种类：管螺纹除普通细牙螺纹外，还有60、55的圆柱管螺纹和60、55的圆锥管螺纹。管螺纹广泛用于水、汽、油管路联接中。管螺纹公称直径是管子的公称通径。第26页/共94页二、梯形（双向）和锯齿形（单向）螺纹 梯形螺纹与锯齿形螺纹一般用于传动，效率高。它们的牙侧角 比三角形螺纹小的多，可以减少摩擦和提高效率。梯形螺纹牙侧角=15=15效率比锯齿形螺纹低。锯齿形螺纹梯形

12、螺纹锯齿形螺纹牙侧角=3=3。锯齿形螺纹只能用于承受单向轴向载荷。第27页/共94页有粗牙普通螺纹M10和M68，请说明在静载荷下这两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数f=0.10.15）例题11、首先求螺纹升角。解：M10螺纹：M68螺纹：由P135表10-1查得：螺距P=1.5mm，中径d2=9.026mm；螺距P=6mm，中径d2=64.103mm。M10螺纹升角：M68螺纹升角：第28页/共94页2、求当量摩擦角 。则当量摩擦角 为：普通螺纹牙型角=60o牙侧角 =30o摩擦系数f取为：0.1因为:同理:10=3.03o，所以能够自锁。68=1.707o，所以能够自锁。第29页/共94页一、

13、螺纹联结基本类型二、螺纹紧固件 104 螺纹联接的基本类 型及螺纹紧固件 第30页/共94页一、螺纹联接的基本类型a)普通螺栓联接普通螺栓联接：1、螺栓联接 被连接件通孔不带螺纹，被联接件不太厚，被连接件通孔不带螺纹，被联接件不太厚，装拆方便。装拆方便。螺杆带钉头，螺杆穿过通孔与螺母配合螺杆带钉头，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，可多次装拆，应用较广。失，结构简单，可多次装拆，应用较广。第31页/共94页第32页/共94页b)精密螺栓联接：精密螺栓联接：装配后无间隙，主要装配后无间隙，主要承受垂直于螺栓

14、轴线的横承受垂直于螺栓轴线的横向载荷，也可作定位用，向载荷，也可作定位用，采用采用基孔制过渡配合基孔制过渡配合铰制铰制孔螺栓联接孔螺栓联接第33页/共94页2、螺钉联接 螺钉直接旋入被连接的螺钉直接旋入被连接的螺孔，结构比较简单，这种连螺孔，结构比较简单，这种连接接不宜经常装拆，以免被连件不宜经常装拆，以免被连件的螺纹孔磨损而修复困难的螺纹孔磨损而修复困难。第34页/共94页3、双头螺柱联接 多用于较厚的被连接件或为了结构紧凑而采用盲孔的连接。允许多次装拆，而不会损坏被连接零件。其中一被连接件需要切制螺纹螺杆，螺柱两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，另一端配以螺母。拆装时只需拆螺母

15、，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。第35页/共94页4、紧定螺钉联接 常用来固定两零件的常用来固定两零件的相对位置，并可用来传递相对位置，并可用来传递不大的力和力矩。不大的力和力矩。第36页/共94页二、螺纹紧固件1、螺栓2、双头螺柱3、螺钉、紧定螺钉4、螺母5、垫圈垫圈作用：增加被连接件的支撑面积以减少接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被连接件的表面。第37页/共94页平垫圈 弹簧垫圈 圆螺母用止动垫圈 圆螺母六角头螺栓六角头螺栓双头螺柱双头螺柱六角螺母六角螺母六角开槽螺母六角开槽螺母内六角圆柱头螺钉内六角圆柱头螺钉开槽圆柱头螺钉开槽圆柱头螺钉开槽沉头螺钉开槽沉头螺钉紧定螺钉紧定螺钉第38页/

16、共94页一、拧紧力矩二、螺纹连接的防松 10-510-5 螺纹联接的预紧和防松三、例题2第39页/共94页一、拧紧力矩T=T1+T2 =一般情况下，螺纹联接都需要拧紧，对重要的螺一般情况下，螺纹联接都需要拧紧，对重要的螺纹，必须控制预紧力的大小，以保证工作的可靠性。纹，必须控制预紧力的大小，以保证工作的可靠性。拧紧力矩T主要包括：螺纹副相对转动的阻力矩T1;螺母支承面上的摩擦阻力矩T2。T1T2T第40页/共94页对于对于M10M68的普通粗牙螺纹：取的普通粗牙螺纹：取 f=tg=0.15，fc=0.15则上式简化为：则上式简化为：T=0.2 Fa d(N.mm)式中，d为螺纹公称直径；Fa

17、Fa为预紧力。Fa由螺纹联接的要求决定。一般是取螺栓材料屈服极限的50%70%。重要的螺纹（大于M12M16)应采用有效的措施控制预紧力。测力矩板手测力矩板手第41页/共94页二、螺纹联接的防松 螺纹防松是防止螺纹副的相对转动。常用的方法见螺纹防松是防止螺纹副的相对转动。常用的方法见表表10-310-3。实实际际工工作作中中，外外载载荷荷有有振振动动、变变化化、材材料料高高温温蠕蠕变变等等会会造造成成摩摩擦擦力力减减少少，螺螺纹纹副副中中正正压压力力在在某某一一瞬瞬间间消消失失，摩摩擦擦力力为为零零，从从而而使使螺螺纹纹联联接接松松动动，如如经经反反复复作作用用，螺螺纹纹联联接接就就会会松松驰

18、驰而而失失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故 1 1、防松目的、防松目的 消消除除（或或限限制制）螺螺纹纹副副之之间间的的相相对对运运动动，或或增增大大相相对对运动的难度。运动的难度。2 2、防松原理、防松原理3 3、防松办法及措施、防松办法及措施 第42页/共94页1）利用附加摩擦力防松 第43页/共94页2 2）采用专门防松元件防松：）采用专门防松元件防松：槽形螺母与开口销槽形螺母与开口销圆螺母用带翅垫片圆螺母用带翅垫片止动垫片止动垫片第44页/共94页3 3）其他方法防松：）其他方法防松：第45页/共94页已知梯形螺纹

19、Fa=30KN,n=1,d=36mm,P=6mm,f=0.08,fc=0.1,rf=20mm求：1.能否自锁，2.举起重物的驱动力矩 3.起重例题器的总效率。例题2 第46页/共94页解：第47页/共94页第48页/共94页一、松螺栓联接二、紧螺栓联接连接松 10-6 10-6 螺栓联接的强度计算螺栓联接的强度计算第49页/共94页螺栓的强度计算就是确定小径螺栓的强度计算就是确定小径d d1 1。1.螺栓杆拉断；2.螺纹的压溃和剪断；3.磨损后的滑扣螺栓的主要失效形式有：一、松螺栓联接 工作时不需要将螺母拧紧。如吊钩螺栓如吊钩螺栓.螺栓所受拉力螺栓所受拉力工作载荷工作载荷=第50页/共94页松

20、螺栓联接强度条件：其中：其中：许用拉应力许用拉应力,MPad1螺纹小径螺纹小径例题例题3第51页/共94页例题3如下图所示，起重吊钩的起吊重量是如下图所示，起重吊钩的起吊重量是25kN25kN，吊钩材料为，吊钩材料为3535钢，许用应力为钢，许用应力为60MPa60MPa，求，求吊钩尾部螺纹直径。吊钩尾部螺纹直径。根据：有解：第52页/共94页 查出的查出的d1比根据强度计算求得的比根据强度计算求得的d1值略大，强度合适。故吊钩尾部螺纹可采值略大，强度合适。故吊钩尾部螺纹可采用用M27。由由P136表表10-1查得：查得：d=27mm时，时，d1=23.752mmd1=23.033mm第53页

21、/共94页二、紧螺栓联接 螺栓在工作前拧紧，便受到预紧力F0（等于Fa）和螺纹摩擦力矩T1的作用。预紧力预紧力F0产生拉伸应力产生拉伸应力：螺纹摩擦力矩螺纹摩擦力矩T1产生剪应力产生剪应力第54页/共94页 拉、扭联合作用时，拉、扭联合作用时，根据材料力学的第四根据材料力学的第四强度理论，其当量应力为：强度理论，其当量应力为：螺栓螺纹部分的强度条件为：螺栓螺纹部分的强度条件为：第55页/共94页1、受横向工作载荷的螺栓强度 杆杆孔孔间间有有间间隙隙，为为保保证证联联接接可可靠靠即即被被连连接接件件之之间间不不产产生生相相对对滑滑移移，应应满足的条件为：满足的条件为：使接合面摩擦力大于工作载荷使

22、接合面摩擦力大于工作载荷F摩擦力：摩擦力：f FaFC特点：特点：m 接合面数目接合面数目f 摩擦系数摩擦系数 （0.10.15）C 可靠性系数（可靠性系数（1.11.3）F0 预紧力预紧力m螺栓预紧力为：第56页/共94页分分析析：当当f=0.15,C=1.2,m=1f=0.15,C=1.2,m=1时,F F0 0 8F8F，这这说说明明螺螺栓栓联联接接靠靠摩摩擦擦力力来来承承担担横横向向载载荷荷时时,其其直直径径尺尺寸寸较较大大。为为了了减减小小直直径径，简简化化结结构构，提提高高联联接接承承载能力载能力,可以采用以下减载装置可以采用以下减载装置:c)c)减载销减载销a)a)减载键减载键b

23、)b)减载套筒减载套筒第57页/共94页d)d)采用铰制孔用螺栓联接采用铰制孔用螺栓联接 这些减载装置中的键、套筒、销和铰制孔用螺栓这些减载装置中的键、套筒、销和铰制孔用螺栓可按受剪切和受挤压进行强度计算。可按受剪切和受挤压进行强度计算。第58页/共94页 螺螺杆杆与与孔孔间间紧紧密密配配合合，无无间间隙隙，由由光光杆杆直直接接承承受受挤挤压压和和剪剪切切来来传传递外载荷递外载荷F F进行工作进行工作FFd0补充：补充：铰制孔螺栓联接强铰制孔螺栓联接强度度螺栓的剪切强度条件为：螺栓的剪切强度条件为：m m 螺栓剪切面数螺栓剪切面数 螺栓许用剪应力，螺栓许用剪应力，MPaMPam特点：特点：第5

24、9页/共94页螺栓与孔壁接触表面的挤压强度条件为：螺栓与孔壁接触表面的挤压强度条件为：铰铰制制孔孔螺螺栓栓能能承承受受较较大大的的横横向向载载荷荷，但但被被加加工件孔壁加工精度较高，成本较高工件孔壁加工精度较高，成本较高FFd0 F F 横向载荷（N N）d d0 0 螺栓剪切面直径（mmmm）螺栓杆与被联接件孔壁间接触受压的最小轴向长度（mmmm）第60页/共94页2、受轴向工作载荷的紧螺栓强度：工作特点：工作特点：工作前拧紧，有预紧力工作前拧紧，有预紧力F F0 0工作后加上工作载荷工作后加上工作载荷F FE E工作前、工作中螺栓所受工作前、工作中螺栓所受总载荷发生变化总载荷发生变化下面以

25、气缸为例进行分析：下面以气缸为例进行分析：右图所示的缸体中，右图所示的缸体中，设流体压强为设流体压强为p，螺栓，螺栓数为数为z，则缸体周围每，则缸体周围每个螺栓平均承受的轴个螺栓平均承受的轴向工作载荷为：向工作载荷为：FEFE 在受轴向工作载荷的螺栓中，在受轴向工作载荷的螺栓中，螺栓实际承受的总拉伸载荷螺栓实际承受的总拉伸载荷Fa并并不等于预紧力不等于预紧力F0与轴向工作载荷与轴向工作载荷FE之和。之和。第61页/共94页1 1、如右图所示，当、如右图所示，当螺母未拧紧时，螺螺母未拧紧时，螺栓螺母松驰状态栓螺母松驰状态.、拧紧拧紧预紧状态预紧状态 凸缘凸缘F0 压压c0栓杆栓杆F0 拉拉b0b

26、0c0F0F0F0F0FaFa第62页/共94页螺栓杆螺栓杆受力变形图受力变形图被联接件受力变形图受力变形图第63页/共94页螺栓杆螺栓杆凸缘凸缘3 3、加载加载F FE E后后工作状态工作状态b0c0D DlF0F0F0F0FaFab0+D DD Dc0D DFEFRFRFEFaFa凸缘变形缩小变形缩小 拉力增加拉力增加 变形增加变形增加 继续拉长继续拉长压力减小压力减小第64页/共94页合合成成受受力力变变形形图图从图线可看出，螺栓受工作载荷从图线可看出，螺栓受工作载荷F F时，时，螺栓总载荷螺栓总载荷：F FR R残余预紧力残余预紧力 第65页/共94页为保证联接的紧密性（即结合面不出现

27、间隙）：为保证联接的紧密性（即结合面不出现间隙）：残余预紧力FR必须大于零；对FE没有变化时，FR=(0.20.6)FE;对FE有变化时，FR=(0.61.0)FE;对重要的有紧密性要求的联接，FR=(1.51.8)FE;在一般计算中，先根据联接的工作要求定出在一般计算中，先根据联接的工作要求定出F FR R,再计算再计算F Fa a=F=FE E+F+FR R ,最后最后带入强度计算式：带入强度计算式：第66页/共94页 若轴向工作载荷FE在0 FE间周期性变化，则螺栓所受总拉伸载荷应在F0 Fa间变化。受变载荷螺栓的计算也按总拉伸载荷Fa进行，带入强度计算式，带入强度计算式，不同的是许用应

28、力应按表不同的是许用应力应按表10106 6和和10107 7选取选取。第67页/共94页螺栓刚度和被联接件刚度对螺栓受力的影响：变形力FaF0FRFE b0 c0D D 螺栓刚度 Kb=F0/b0被联接件刚度Kc=F0/c0D DFbD DFc又因为：第68页/共94页称为螺栓的相对刚度系数。螺栓的相对刚度系数与螺栓及被联接件的材料、尺寸和结构有关，其值在01变化，可按表10-5查取。式中：第69页/共94页FEFE例题:油缸壁厚10mm,p=1.6MPa,D=160mm,共有8个螺栓均布于凸缘中部,求螺栓强度及其分布.第70页/共94页例题、图示螺栓连接中采用2个M20的螺栓，其许用拉应力

29、为【】=160Mpa，结合面的摩擦系数f=0.2，可靠系数C=1.2求该连接允许传递的静载荷第71页/共94页一、螺栓的常用材料（螺栓的常用材料（P145）10-7 10-7 螺栓的材料和许用应力螺栓的材料和许用应力二、螺栓联接的许用应力二、螺栓联接的许用应力三、紧螺栓联接的安全系数三、紧螺栓联接的安全系数一般用途：碳素钢；一般用途：碳素钢；重要联接：合金钢重要联接：合金钢许用应力：见表许用应力：见表10-6安全系数：见表安全系数：见表10-7第72页/共94页 螺栓联接承受轴向螺栓联接承受轴向变载荷时，螺栓的损坏变载荷时，螺栓的损坏多为螺栓杆部分的疲劳多为螺栓杆部分的疲劳断裂，通常发生在应力

30、断裂，通常发生在应力集中较严重的地方，如：集中较严重的地方，如：螺栓头部、螺纹收尾部螺栓头部、螺纹收尾部和螺母支撑平面所在处和螺母支撑平面所在处的螺纹。的螺纹。10-8 提高螺栓联接强度的措施 下面说明影响螺栓强度的因素和提高强下面说明影响螺栓强度的因素和提高强度的措施。度的措施。65%20%15%第73页/共94页一、降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围F0F0FaminFRFaFamaxFamaxFamin减小螺栓刚度减小螺栓刚度kb；增大被联接件刚度增大被联接件刚度kc；措施：第74页/共94页第75页/共94页二、改善螺纹牙间的载荷分布第76页/共94页三、避免或减少应力集中第77页/共9

31、4页四、避免或减少附加应力 引起附加应力的原因：避免附加应力的措施：第78页/共94页一、键联接的类型：（P151）10-11 10-11 键联接和花键联接二、平键联接的强度校核二、平键联接的强度校核三、花键联接三、花键联接第79页/共94页一、键联接的类型：键：1、平键联接（1）主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩；（2）有些键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向移动；是标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键平键:分为普通平键和导向平键两种。特点:定心性较好、装拆方便，应用最广。2、半圆键联接3、楔键联接和切向键联接第80页/共94页普通平键的端部有A型（圆头）、B型（方头）和C型（

32、单圆头）三种。轴上键槽用指形铣刀加工，键在槽中固定良好，但轴上键槽端部的应力集中较大。用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。常用于轴端。第81页/共94页作用：作用：实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。第82页/共94页定心性较好、装拆方便。定心性较好、装拆方便。第83页/共94页 能在键槽中摆动，开较深的键槽，对键的强度有所装配方便，但需削弱，只适用于轻载联结，一般用于锥形轴端。两侧面为工作面，定心性较好。两侧面为工作面，定心性较好。第84页/共94页 键的上表面是斜面，将键打入后，有很大的预紧力，迫使轴与轮毂产生偏心。主要靠摩擦力传递转矩。fFaFafFaFa 由于轴与轮毂产生偏心，仅适用于定

33、心精度不高、载荷平稳和低速的联接。上下面是工作面，键的上面有1：100的斜度。第85页/共94页 切向键由一对楔切向键由一对楔键组成，窄面是工作键组成，窄面是工作面。当双向传递转矩面。当双向传递转矩时，需用两对切向键时，需用两对切向键并分布成并分布成120130。第86页/共94页键是标准件，采用碳素钢制造。根据工作要求先确定键的种类，然后按照轴的直径从标准中查得键的结构尺寸。第87页/共94页二、平键的强度校核普通平键主要的失效形式是：主要的失效形式是：工作面的压溃和磨损，有严重工作面的压溃和磨损，有严重过载时，会出现键的剪断。过载时，会出现键的剪断。设计平键时：设计平键时：根据轴径从标准中

34、查取键的截面尺寸，根据轴径从标准中查取键的截面尺寸，键的长度参照轮毂长度从标准中选取。键的长度参照轮毂长度从标准中选取。若校核强度不够，平键可采用两个键按若校核强度不够，平键可采用两个键按180o布置，按布置，按1.5个键校核其强度。个键校核其强度。校核中：校核中：许用应力根据键、轴、轮毂中，材料较许用应力根据键、轴、轮毂中，材料较弱的代入计算，弱的代入计算，l为键的工作长度为键的工作长度。根据挤压强度条件和剪切强度对普通平键进行校核：第88页/共94页导 向 平 键主要的失效形式是：主要的失效形式是：磨损。磨损。强度校核：强度校核：根据挤压强度计算式进行。根据挤压强度计算式进行。计算挤压强度

35、中，注意挤压面的计算和工作长度计算挤压强度中，注意挤压面的计算和工作长度的计算。的计算。第89页/共94页三、花键联结 轴和轮毂周向均布多个键齿构成的联结，承载能力强，定心及导向性能强。花键可以做成静联接，也可以做成动联接。适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接。第90页/共94页 铆 钉 联 结 利用具有钉杆和预制头的铆钉，穿过被联结件的预制孔经铆合而成。第91页/共94页10-12 销 联 结 主要用于固定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。放大俯视图第92页/共94页学习要求：了解各种联接的主要类型、结构和性能；掌握螺纹联接、键联接的失效形式和强度计算；重点：1 螺旋副的受力分析、效率和自锁；2 受轴向工作载荷的紧螺栓联接的分析和计算；3 平键联接的选用和校核。第93页/共94页感谢您的观看。第94页/共94页