机械设计基础 第9章 联接

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1、第第9 9章联接章联接第第9 9章章 联接联接9-1 9-1 概述概述 一、联接一、联接将两个或两个以上零件联成一体的结构。将两个或两个以上零件联成一体的结构。二、联接的类型二、联接的类型可拆性联接可拆性联接螺纹连接，键联接和销联接。螺纹连接，键联接和销联接。不可拆性联接不可拆性联接焊接，粘结，铆接。焊接，粘结，铆接。第第9 9章联接章联接9-2 9-2 螺纹参数螺纹参数一、螺纹的形成与参数一、螺纹的形成与参数1.形成形成2.2.分类分类按轴平面内牙形按轴平面内牙形三角形，矩形，梯形和锯齿形螺纹三角形，矩形，梯形和锯齿形螺纹第第9 9章联接章联接2.2.分类分类按螺旋线旋绕方向按螺旋线旋绕方向

2、右旋螺纹和左旋螺纹。右旋螺纹和左旋螺纹。按螺旋线数目按螺旋线数目单线，双线和多线螺纹。单线，双线和多线螺纹。 按螺纹存在位置按螺纹存在位置内螺纹和外螺纹：两者旋合在一起形成螺旋副。内螺纹和外螺纹：两者旋合在一起形成螺旋副。 按圆柱体的形状按圆柱体的形状圆锥螺纹和圆柱螺纹。圆锥螺纹和圆柱螺纹。第第9 9章联接章联接2.2.分类分类第第9 9章联接章联接二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数1 1径向尺寸径向尺寸大径大径d：螺纹的公称直径：螺纹的公称直径 小径小径d1中径中径d22 2轴向尺寸轴向尺寸snp螺距螺距P P导程导程S：2tannPd3 3角度尺寸角度尺寸螺纹升角：螺纹升角： 牙型角牙型

3、角 ： 牙型斜角：三角形螺纹牙型斜角：三角形螺纹 普通螺纹普通螺纹 230第第9 9章联接章联接9-3 9-3 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁一、矩形螺纹一、矩形螺纹 （ 0 ） 旋紧螺纹副时的受力旋紧螺纹副时的受力 驱动力：驱动力：对螺母施加一转矩对螺母施加一转矩1TF三力平衡：三力平衡：tanaFF22tan22addTFF 为摩擦角为摩擦角第第9 9章联接章联接2 2旋紧螺纹副时的效率旋紧螺纹副时的效率将螺母等速旋紧一周将螺母等速旋紧一周有用功：有用功：2aWF S输入功：输入功： 1122()aWTF tgd 效率效率：21()WtgWtg最大效率：最大效率：

4、0452dd一般一般 角角不大于不大于2525 snp2tannPd第第9 9章联接章联接 3 3松退时的自锁松退时的自锁aF当螺母在当螺母在 作用等速松退。作用等速松退。 相当于滑块在相当于滑块在 作用下沿斜面下作用下沿斜面下 滑。滑。aFF滑块平衡，加入一平衡力滑块平衡，加入一平衡力tanaFF平衡力矩平衡力矩T2tan2adTF螺旋副自锁条件：螺旋副自锁条件：第第9 9章联接章联接二、非矩形螺纹二、非矩形螺纹coscosafnaaFFF fffFf F牙侧角牙侧角0 的三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹 定义定义：当量摩擦角当量摩擦角 tantancosc

5、osfffarc第第9 9章联接章联接当滑块沿非矩形螺纹等速上升时，水平推力当滑块沿非矩形螺纹等速上升时，水平推力tanaFF22tan22addTFF21()WtgWtg螺旋副自锁条件：螺旋副自锁条件：效率效率：水平推力：水平推力：二、非矩形螺纹二、非矩形螺纹联接：单线、小螺距提高自锁性。联接：单线、小螺距提高自锁性。传动：多线、大螺距提高传动效率。传动：多线、大螺距提高传动效率。结论结论第第9 9章联接章联接三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩预紧：预紧：安装时将螺母拧紧，使联接受到一定的预紧力安装时将螺母拧紧，使联接受到一定的预紧力aFu对预紧力不加控制对预紧力不加控

6、制u对预紧力控制对预紧力控制120.2aTTTF d式中：式中： T1克服螺纹阻力矩。克服螺纹阻力矩。 T2克服螺母与承压面间的摩擦阻力矩。克服螺母与承压面间的摩擦阻力矩。21012tan()24acaF dDdTTf F第第9 9章联接章联接三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩测力矩扳手测力矩扳手 第第9 9章联接章联接三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩定力矩扳手定力矩扳手 第第9 9章联接章联接 四、螺纹联接的防松四、螺纹联接的防松 在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹具有自锁性，但在冲击、在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹具有自锁性，但在冲击、振动

7、、高温和变载的作用下，连接可能发生松脱。振动、高温和变载的作用下，连接可能发生松脱。 防松的方法防松的方法弹簧垫圈弹簧垫圈对顶螺母对顶螺母 尼龙圈锁紧螺母尼龙圈锁紧螺母 第第9 9章联接章联接 四、螺纹联接的防松四、螺纹联接的防松 在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹具有自锁性，但在冲击、在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹具有自锁性，但在冲击、振动、高温和变载的作用下，连接可能发生松脱。振动、高温和变载的作用下，连接可能发生松脱。 防松的方法防松的方法槽形螺母和开口销槽形螺母和开口销止动垫片止动垫片 圆螺母用带翅垫片圆螺母用带翅垫片第第9 9章联接章联接 四、螺纹联接的防松四、螺纹联接的防松 在

8、静载荷和工作温度变化不大时，螺纹具有自锁性，但在冲击、在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹具有自锁性，但在冲击、振动、高温和变载的作用下，连接可能发生松脱。振动、高温和变载的作用下，连接可能发生松脱。 防松的方法防松的方法冲点法防松冲点法防松第第9 9章联接章联接9-4 9-4 螺纹联接和螺纹联接件螺纹联接和螺纹联接件一、螺纹连接件的基本类型一、螺纹连接件的基本类型1 1螺栓联接螺栓联接第第9 9章联接章联接9-4 9-4 螺纹联接和螺纹连接件螺纹联接和螺纹连接件一、螺纹连接的基本类型一、螺纹连接的基本类型2 2铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接第第9 9章联接章联接3 3螺钉联接螺钉联接9-4

9、9-4 螺纹联接和螺纹连接件螺纹联接和螺纹连接件第第9 9章联接章联接9-4 9-4 螺纹联接和螺纹连接件螺纹联接和螺纹连接件4 4双头螺柱联接双头螺柱联接第第9 9章联接章联接5 5紧定螺钉紧定螺钉 9-4 9-4 螺纹联接和螺纹连接件螺纹联接和螺纹连接件第第9 9章联接章联接二、螺纹连接件的主要类型二、螺纹连接件的主要类型1.1.螺栓、螺母螺栓、螺母螺栓头部常做成六角头。螺栓头部常做成六角头。 螺栓杆部可制出一段螺纹或全螺纹。螺栓杆部可制出一段螺纹或全螺纹。第第9 9章联接章联接2.2.双头螺柱双头螺柱二、螺纹连接件的主要类型二、螺纹连接件的主要类型第第9 9章联接章联接3 3螺钉、紧定螺

10、钉螺钉、紧定螺钉二、螺纹连接件的主要类型二、螺纹连接件的主要类型第第9 9章联接章联接二、螺纹连接件的主要类型二、螺纹连接件的主要类型4 4螺母、垫圈螺母、垫圈第第9 9章联接章联接9-5 9-5 螺栓联接的强度计算螺栓联接的强度计算一、螺栓的失效形式及受力形式一、螺栓的失效形式及受力形式1.1.失效形式失效形式 u拉断拉断u压溃和剪断压溃和剪断u因磨损而发生滑扣因磨损而发生滑扣2.2.受力形式受力形式u受拉螺栓受拉螺栓u受剪螺栓受剪螺栓 第第9 9章联接章联接二、受拉螺栓联接的强度计算二、受拉螺栓联接的强度计算1.1.只受工作载荷的螺栓强度计算只受工作载荷的螺栓强度计算 条件条件：装配时不需

11、要预紧且忽略零件的自重。装配时不需要预紧且忽略零件的自重。螺栓的强度条件：螺栓的强度条件： 214aFd螺栓设计公式螺栓设计公式 14aFd Fa：螺栓轴向工作压力。螺栓轴向工作压力。N N d1: : 螺纹小径。螺纹小径。mm ：螺栓材料的许用应力。：螺栓材料的许用应力。MPa 式中式中第第9 9章联接章联接二、受拉螺栓联接的强度计算二、受拉螺栓联接的强度计算2.2.只受预紧力的螺栓强度计算只受预紧力的螺栓强度计算条件条件：装配时产生预紧力装配时产生预紧力aF 受横向工作载荷的紧螺栓联接受横向工作载荷的紧螺栓联接 在拧紧力矩作用下在拧紧力矩作用下受到轴向拉力受到轴向拉力FaFa螺纹副中摩擦阻