第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接.
过盈配合
五、过盈联接的设计计算 过盈联接的主要用来承受轴向力、传递扭矩、或者 同时承受这两种载荷。为了保证过盈联接的工作能力， 须作以下两方面的分析计算：
1) 已知载荷时，配合面需要多大的径向压力？以及产 生这个压力需要多大的过盈量？ 2)若选定了标准的过盈配合，校核联接件在最大过 盈量时的强度。 F
1.配合面所需压力的计算 a)传递轴向载荷时 要求联接件在轴向载荷F的作 用下，不产生轴向滑移。
7．合理布置焊缝及长度； 8．对于那些有强度要求的重要焊缝，必须按照有关行 业的强度规范进行焊缝尺寸校核，明确工艺要求和 技术条件，并在焊后仔细进行质量检验。
六、焊接在机器零件中的应用 由于焊接具有强度高、工艺简单、因联接而增加 的质量小等特点，焊接技术的应用日益广泛。 在技术革新、单件生产、新产品试制等情况下， 采用焊接制造箱体、机架等，一般比较经济。 随着焊接技术的发展，许多零件已改变了它们的 传统制造方法。一向是铸造出的机座、机壳、大齿轮 等零件，已有很大一部分改用了焊接。
焊接齿轮
§7－3 胶 接
一、概述
胶接是用胶粘剂直接把被联接件联接在一起且具有一定强度且 不可拆卸的联接，利用胶粘剂凝固后出现的粘附力来传递载荷。
应用实例：
胶接组合蜗轮
螺纹接套与管件胶接
蒙皮与型材胶接
蜂窝结构填料
二、胶粘剂 胶粘剂的品种繁多，通常按其使用目的分为三类： 种类 结构胶粘剂； 非结构胶粘剂；
▲工艺设备简单; ▲工艺过程比较容易控制， 质量稳定; ▲铆接结构抗振、耐冲击，联接牢固可靠。
因此，在承受严重冲击和振动载荷的金属结构的联 接中，如桥梁、建筑、造船、重型机械及飞机制造等 工业部门中得到应用。
三、铆缝的受力与破坏形式
F 剪 断
机械设计-07过盈联接
考核承受最大应力的表层是否处于弹性变形 被包容件内表层: 被包容件内表层:
机械设计 第七章 过盈连接
pmax
d 2 − d12 σ s1 ≤ 2 2d
河北工程大学 机电工程学院 机械设计系
包容件内表层: 包容件内表层
pmax ≤
d −d
2 2 4 2
2
3d + d
σs 2 4
4、装拆压力
机械设计 第七章 过盈连接
河北工程大学 机电工程学院 机械设计系
3、强度计算
一是联接的强度； 一是联接的强度； 压入法装配， 压入法装配，为δmax－2u 二是联接零件本身的强度计算 ①、由最大δmax求得最大pmax 由最大δ 求得最大p
pmax =
δ max
C1 C2 3 d( + ) ×10 E1 E2
机械设计 第七章 过盈连接 河北工程大学 机电工程学院 机械设计系
二、过盈配合联接的工作原理
轴径d1大于孔径 轴径 大于孔径d 特点： 特点：构造简单 定心性好 承载能力高 在振动下能可靠工作 装配困难。 装配困难。
机械设计 第七章 过盈连接 河北工程大学 机电工程学院 机械设计系
三、 过盈联接的装配方法
H7／g6的最小间隙 ／ 的最小间隙 δmax—标准配合的最大过盈量，µm 标准配合的最大过盈量， 标准配合的最大过盈量 防擦伤而留的最小装配间隙， △0—防擦伤而留的最小装配间隙， µm 防擦伤而留的最小装配间隙 α1、α2—材料的线膨胀系数 材料的线膨胀系数 t0—装配的环境温度，℃ 装配的环境温度， 装配的环境温度
1、压入法 利用压力机直接把被包容件 压入包容件，在压入过程中， 压入包容件，在压入过程中， 用于联接要求高、 用于联接要求高、 配合表面微观不平度的峰尖会 载荷较大的场合。 载荷较大的场合。 受到擦伤或压平。 受到擦伤或压平。 用于被联接件的配 2、温差法 合尺寸和过盈量不 、 大的场合。 大的场合。 加热包容件（或冷却被包容件） 加热包容件（或冷却被包容件）。 加热法用于较大配合直径冷 却法用于较小配合直径
铆接焊接胶接和过盈联接
当被焊接件厚度大时，为了保证焊透，需要预 制各种形式的坡口，如图14－2c～g所示。
70°
20~50
2~3
2~4
(e)
(c)
5~40
>50
12~50
70°
2~4 (d)
2~3
(f) 35°~40°
(g)
20~50
图14－2 焊缝与各种形式的坡口 po kou xi第n5g页s/共hi2.0s页wf（单击打开）
焊条的材生产、新产 品试制及复杂零件结构情况下，采用焊接替代铸造，可以 提高生产效率，减少成本。但焊接后常常有残余应力和变 形存在，不能承受严重的冲击和振动；此外轻金属的焊接 技术还有待进一步完善，因此焊接还不能完全替代铆接。
应力，N/mm2。
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填角焊接：如图14－3所示，主要用来联接不要同一 平面上的被焊接件，焊缝剖面通常是等腰三角形。
垂直于载荷方向的焊 缝称为横向焊缝，如图14 －3a所示；
F
K a F
a 45°
平行于载荷方向的焊
缝称为纵向焊缝，如图14
－3b所示； a
K
K
a
a
m
aF a
F
L
F
max
180（210）
140
140
注：1.本表适用于常用的手工电弧焊条T42，也适用于熔剂层下表中材料的自 动焊接；
2.括号中数值用于精确方法检查焊接质量； 3.对于单面焊接的角钢元件，上述许用值均降低25％。
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焊接一般用于低碳钢、低碳合金钢和中碳钢。一般地， 低碳钢无淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性好。
14.2 焊接
焊接：利用局部加热方法使两个金属元件在联接处熔 融而构成的不可拆卸联接。
7-过盈连接
3)同时承受轴向载荷与扭矩
d2
沿轴向和周向都不产生滑移。
d
径向压力p应满足：
p
F
2
2T
2
d
dlf
2、最小有效过盈量δmin
由材料力学厚壁圆筒可知，
d 潘存云教授研制
1
最小过盈量：
min
pd
C1 E1
C2 E2
103
其中：E1、E2—被包容件和包容件材料的弹性模量；
孔公差带
δma x δmi n
基孔制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
基轴制常用与优先配合的选用
潘存云教授研制
3、过盈连接的强度计算
● 连接的强度 (选择标准 过盈量及径向力) ；
● 连接件本身的强度。
过盈连接装配后，包容件 胀大，被包容件缩小。
在包容件上将产生周向拉 应力和径向压应力；
在被包容件上则产生周向 压应力和径向压应力。
min min 0.8(Rz1 Rz2 )
Rz1 、Rz2 —分别为被包容件和包容件配合表面上微观 不平度的十点高度，单位为: 微米。
根据计算得到的最小有效过盈量δmin 选择一个标准过盈量配合代号。
轴公差带
应注意尽量选择优先配合代号。
最小过盈量：δmin = 轴min - 孔max 最大过盈量: δmax = 轴max - 孔min
圆锥面过盈连接在机床主轴的轴端上应用比较 普遍。装配时，借助转动端螺母并通过压板施力 使轮毂作微量轴向移动以实现过盈连接。 优点：定心性好，装拆方便，压紧程度容易调整， 配合表面不宜擦伤，传递载荷大，尤其是适用于大 型被连接件。 缺点：对配合面的精度要求高，加工成本大。
濮良贵《机械设计》章节题库(铆接、焊接、胶接和过盈连接)【圣才出品】
第7章铆接、焊接、胶接和过盈连接一、填空题1．设计胶接接头时，应尽可能使胶缝受______或______载荷。
【答案】剪切；拉伸【解析】胶接接头的受力状况有拉伸、剪切、剥离与扯离等。
胶缝的抗剪切及抗拉伸能力强，而抗扯离及抗剥离能力弱。
所以应尽可能使胶缝受剪切或拉伸载荷作用。
2．电弧焊缝大体上可分为______与______两类，前者用于连接______的被焊件，后者用于连接______的被焊件。
【答案】对接焊缝；角焊缝；同一平面内；不同平面内【解析】焊件经焊接后形成的结合部分叫做焊缝。
有同一平面拼接形成的对接焊缝和不同平面拼接形成的角焊缝。
3．在焊接现场，常见焊接工人在焊接结束后，用火焰烘烤焊缝并不断敲击焊接部位，这是为了______。
【答案】降低内应力，改善焊接接头的性能【解析】焊接过程的温度变化以及结构的塑性形变会在焊接的构件内产生焊接应力，常用敲击法降低焊接应力，改善焊缝质量。
4．过盈连接是利用轮毂与轴之间存在______量靠______传递载荷的一种连接。
【答案】过盈；摩擦【解析】过盈连接是一种利用零件间的配合过盈来达到连接目的的连接，过盈配合使得在配合面上产生径向压力，配合面上便产生摩擦阻力或摩擦阻力矩以抵抗和传递外载荷。
5．过盈连接同轴性______，对轴的削弱______，耐冲击的性能______，对配合面加工精度要求______。
【答案】好；少；好；高【解析】过盈配合的特点是结构简单、对中性好、承载能力大、承受冲击性能好、对轴削弱少，但配合面加工精度要求高、装拆不便。
二、问答题1．胶接与铆接、焊接的比较有什么优缺点。
答：（1）与铆接、焊接相比，胶接的优点有：①可以胶接不同性质的材料；②可以胶接异型、复杂部件和大的薄板结构件，以避免焊接产生的热变形和铆接产生的机械变形；③胶接是面连接，不易产生应力集中，故耐疲劳、耐蠕变性能较好；④胶接容易实现密封、绝缘、防腐蚀，可根据要求使接头具有某些特种性能，如导电、透明、隔热等；⑤胶接工艺简单，操作方便，能节约能源，降低成本，减轻劳动强度；⑥胶接件外形平滑，比铆接、焊接和螺纹连接等可减轻重量（一般可减轻20%左右）。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(铆接、焊接、胶接和过盈连接)【圣才出品
第7章 铆接、焊接、胶接和过盈连接7.1 复习笔记一、铆接铆钉连接（简称铆接）是将铆钉穿过被连接件的预制孔经铆合后形成的不可拆卸连接。
1．铆缝的分类、特性和应用（1）分类按铆钉的排数可分为：单排、双排和多排；按铆缝的性能可分为：强固铆缝、强密铆缝和紧密铆缝；按接头情况可分为：有搭接逢、单盖板对接缝和双盖板对接缝。
（2）特性和应用铆接工艺设备简单、抗振、耐冲击、传力均匀、牢固可靠，但结构一般较为笨重，被铆件的强度削弱较大，铆接时噪音大，劳动条件差。
因此，目前除在桥梁、建筑、飞机制造等部门中采用外，应用已渐减少，并为焊接、胶接所代替。
2．铆缝的受力及破坏形式、强度计算（1）受力及破坏形式铆接主要靠铆钉的剪切和与孔壁间的挤压传递作用力，其失效形式主要有铆钉被剪断、板边被剪坏或被撕裂、钉孔接触面被压坏、板沿钉孔被拉断。
（2）强度计算对于单排搭接铆缝的强度，主要进行静强度分析，包括以下几个方面：①被铆件的拉伸强度条件[]1()F t zd δσ=-②被铆件上孔壁的挤压强度条件2p []F dz δσ=③铆钉的剪切强度条件23[]4d z F πτ=式中，为被铆接件厚度；b 为板宽；d 为铆钉直径；z 为铆钉数目；、、δ[]σp σ⎡⎤⎣⎦分别为被铆接件的许用拉应力、许用挤压应力和铆钉的许用切应力。
[]τ3．铆缝的强度系数被铆件遭到钉孔削弱后的强度与完整时的强度之比，称为铆缝的强度系数，用表示。
ϕ二、焊接焊接是利用局部加热(或加压)的方法使被连接件接头处的材料熔融连接成一体。
1．类型、特性和应用（1）焊接的类型如图7-1（a ）所示，其中，电弧焊中焊缝的基本类型如图7-1（b ）所示。
图7-1（2）特性和应用与铆接相比，焊接具有强度高、工艺简单、附加质量小、劳动条件较好等优点。
另外，以焊代铸可节约金属，降低成本。
因此应用日益广泛。
2．焊接件常用材料及焊条（1）焊接的金属结构件常用的材料：Q215、Q235、Q255等；（2）焊接的零件常用的材料：Q275、15～50号碳钢，以及50Mn、50Mn2、50SiMn2等合金钢。
铆接、焊接、胶接和过盈连接.
过盈连接是利用零件间的协作过盈来达到连接目的的。 这种连接也叫干涉协作连接或紧协作连接。
7-4 过盈连接
优点：结构简洁、对中性好、承载实力大、对轴减弱少。 缺点：协作面加工精度要求高、装拆不便。 • 过盈连接的工作原理
过盈连接的装配方法
过盈连接的装配方法
压入法
胀缩法（温差法）
胶接接头的结构形式
板件接头
圆柱形接头
锥形及盲孔接头
角接头
受力状况及设计要点
拉伸
剪切
剥离
扯离
实践证明：胶缝的抗剪切及抗拉伸实力强 抗扯离及抗剥离实力弱
设计要点： （1）选择胶粘剂； （2）选定接头形式； （3）选取工艺参数； （4）充分利用胶缝的承载特性。
胶接与铆接、焊接的比较
•优 • • • • • • • •缺 • •
点 （1）质量小，材料的利用率高； （2）不会变更胶缝旁边母体材料的金相组织； （3）应力分布匀整，耐疲惫、耐蠕变性较好。 （4）胶接面形态不受限制； （5）所需设备简洁，操作便利； （6）密封性好； （7）能满足防锈、绝缘、透亮等特殊要求。 点 （1）工作温度不能过高； （2）牢靠性差。
7-4 过盈连接
焊接件常用材料 和焊条
• 焊接件常用材料
•
（1）焊接的金属结构件常用的材料：Q215、A235、
Q255等；
•
（2）焊接的零件常用的材料：Q275、15～50号碳钢，
以及50Mn、50Mn2、50SiMn2等合金钢；
•
在焊接中，广泛地运用各种型材、板材和管材。
•焊条
•
焊条的种类很多，应针对具体要求从手册中选取。常
用的焊条型号为：E4301、E4303、E5001、E5003等。焊接件的工艺及设计留意要点
铆接、焊接、胶接和过盈连接.
• 应用：桥梁、建筑、造船、重型机械、飞机制造。
铆钉的主要类型和标准
• 铆钉的类型是多种多样的而且多已标准化。
铆缝的受力及破坏形式
铆钉被剪断
板边被剪坏
钉孔接触面被压坏
铆缝的受力及破坏形式
板沿钉孔被拉断
板边被撕裂
7-2 焊
接
• 焊接的方法很多，机械制造业中常用的属于熔融焊的有： （1）电焊； （2）气焊； （3）电渣焊。 其中尤以电焊应用最广。
《机械设计》（第八版）
第7章 铆接、焊接、胶接 和过盈连接
7-1 铆接… 7-2 焊接… 7-3 胶接… 7-4 过盈连接…
7-1 铆
接
• 铆接主要是由联接件铆钉和被联接件板所组成。
铆缝的种类、特性及应用
搭接缝 单盖板对接缝 双盖板对接缝
铆缝的种类、特性及应用
• 铆钉排数 ：单排；双排；多排。 • 铆缝性能的不同 ：强固铆缝 ；强密铆缝 ；紧密铆缝 。 • 铆接的优点：工艺设备简单；抗震、耐冲击；牢固可靠。 • 铆接的缺点：笨重；制有钉孔，削弱强度；噪声很大。
圆柱形接头
锥形及盲孔接头
角接头
受力状况及设计要点
拉伸
剪切
剥离
扯离
实践证明：胶缝的抗剪切及抗拉伸能力强 抗扯离及抗剥离能力弱
设计要点： （1）选择胶粘剂； （3）选取工艺参数； （2）选定接头形式； （4）充分利用胶缝的承载特性。
胶接与铆接、焊接的比较
• 优 点 （1）质量小，材料的利用率高； （2）不会改变胶缝附近母体材料的金相组织； （3）应力分布均匀，耐疲劳、耐蠕变性较好。 （4）胶接面形状不受限制； （5）所需设备简单，操作方便； （6）密封性好； （7）能满足防锈、绝缘、透明等特殊要求。 • 缺 点 （1）工作温度不能过高； （2） 焊接件常用材料 （1）焊接的金属结构件常用的材料：Q215、A235、 Q255等；
机械零件设计总论：ch07 铆焊胶接过盈联接
单盖板对接缝
双盖板对接缝
潘存云教授研制 潘存云教授研制
分 类
按铆钉 排数分
单排 双排 多排
潘存云教授研制
按铆缝 性能分
强固铆缝 --满足强度要求 强密铆缝 --满足强度和紧密性要求 紧密铆缝 --满足紧密性要求的。
新疆大学专用
作者： 潘存云教授
二、铆钉的主要类型和标准 铆钉有空心的和实心的两大类，且大部分都以标准化。 （GB863.1-86 、 GB876-86）。 在设计铆接结构时应优先选用已标准化的铆钉。 铆钉头的结构：
第7章 铆接、焊接、胶接和过盈联接
§7－1 铆接 §7－2 焊接 §7－3 胶接 §7－4 过盈联接
新疆大学专用
作者： 潘存云教授
一、概述
§7－1 铆接
铆接是将铆钉穿过被联接件的预制孔中经铆合而成
的联接方式。其联接部分称为铆缝。
铆缝的结构分类：
搭接缝
按接头 型式分
单盖板对接缝
双盖板对接缝
潘存云教授研制 潘存云教授研制
对接焊缝----两被焊件在同一平面内；
正接角焊缝 对接角焊缝
新疆大学专用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ潘存云教授研制
封 底 焊 缝
潘存云教授研制
V型焊缝
潘存云教授研制
搭接角焊缝 双面式 单面式
潘存云教授研制
榫头式
潘存云教授研制
卷边焊缝
潘存云教授研制
塞焊缝
作者： 潘存云教授
三、焊接件常用材料 在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和低
新疆大学专用
拉断 F
F
潘存云教授研制 潘存云教授研制
撕裂 F
作者： 潘存云教授
四、铆缝的设计要点 设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算。 强度计算的假设前提： ▲ 联接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中 各个铆钉受力均等； ▲ 被铆件危险剖面上的拉(压)应力，铆钉的剪应力， 工作挤压应力都是均匀分布的。 ▲ 被铆件结合面摩擦力略去不计； ▲ 铆缝不受弯矩作用；
铆接、焊接、胶接和过盈联接
铆接、焊接、胶接和过盈联接§1 铆接如图1所示，铆钉联接（简称铆接）是将铆钉穿过被联接件的预制孔经铆合后形成的不可拆卸联接。
铆接的工艺简单、耐冲击、联接牢固可靠，但结构较笨重，被联接件上有钉孔使其强度削弱，铆接时噪声很大。
目前，铆接主要用于桥梁、造船、重型机械及飞机制造等部门。
图1 铆钉联接§2 焊接焊接是利用局部加热方法使两个金属元件在联接处熔融而构成的不可拆卸联接。
常用的焊接方法有电弧焊、气焊和电渣焊等，其中电弧焊应用最为广泛。
电弧焊是利用电焊机的低压电流通过焊条（一个电极）与被焊接件（另一个电极）形成的电路，在两极之间产生电弧来熔化被联接件的部分金属和焊条，使熔化金属混合并填充接缝而形成焊缝。
常用的焊缝形式有对接焊缝和填角焊缝。
如图14-2a 所示为对接焊缝，它用来联接在同一平面内的焊件，焊缝传力较均匀。
当被焊接件厚度不大时，用平头型对接焊缝，如图14-2b 所示；当被联接件厚度较大时，为了保证焊透，需要预制各种形式的坡口，如图14-2c ~ g 所示。
a)图2 焊缝与各种形式的坡口对接焊缝的主要失效形式是联接沿焊缝断裂。
当焊缝受拉或者受压时，其强度条件为[][]''y LF σσδ或≤ 式中： F 为作用力，N ；b) c) d)e) f) g)δ为被焊接件厚度，mm；L为焊缝长度，mm；[σ]’和[σy]’分别为焊缝的抗拉、抗压许用应力，N/mm2。
如图14-3所示，填角焊缝主要用来联接不在同一平面上的被焊接件，焊缝剖面通常是等腰直角三角形。
垂直于载荷方向的焊缝称为横向焊接，如图14-3a所示；平行于载荷方向的焊缝称为纵向焊缝，如图14-3b所示；焊缝兼有横向、纵向或者斜向的称为混合焊缝，如图14-3c所示。
a) b) c)图3 各种焊接形式填角焊缝的应力情况复杂，其主要失效形式是焊缝沿计算截面a-a被剪断。
因此，通常按焊缝危险截面高度h=K cos45︒=0.7K来计算焊缝总截面积S，即S=0.7K∑L，对焊缝强度作抗剪切条件性计算。
焊接 铆接
铆接1
铆 接
二、铆钉的主要类型 铆钉有空心的和实心的两大类，且大部分都以标准化。 铆接 铆接分冷铆和热铆。 2 钉杆直径 d≥12mm 的钢制铆钉，通常是将铆钉加热后进行铆接。 钉杆直径 d＜10mm 的钢制铆钉和塑性较好的有色金属、轻金属及其合金 制成的铆钉一般在常温下进行冷铆。 各类铆钉 三、铆缝的设计要点 设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算。
F2 = dδ[σp ]
（3）由铆钉的剪切强度确定的铆钉能 承受的静载荷
4 对于一般的强固铆缝，上述式中的许用应力可根据组成铆缝各元件的材 料选取。 许用应力
F = 3
πd 2[τ ]
焊 接
一、概述 焊接是利用局部加热(或加压)的方法使被联接件接头处的材料熔融 联接成一体。 焊接可分为： 熔化焊： 电弧焊、气焊、电渣焊。 压力焊： 电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。 钎 焊： 锡焊、铜焊。 在机械制造中最常用的是电弧焊。电弧焊是 利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化 的焊接方法。
原理说明
焊接1
与铆接相比较，焊接结构重量轻，节约金属材料，施工方便，生产率高， 易实现自动化，且焊接结构的成本低，应用很广。
焊 接
二、电弧焊缝的基本形式 焊接件经焊接后形成的结合部分叫做焊缝。电弧焊常见的焊缝有： 对接焊缝和角焊缝两类。 焊缝形式 三、焊接件常用材料 在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和低合金钢(如Q215、 Q235、15、20、16Mn等) 。焊条的材料最好与被焊件的材料相同。 四、 焊缝的受力及破坏形式 1．对接焊缝 对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉（压）力或弯矩， 对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂； 破坏形式 2．搭接角焊缝 通常正面角焊缝只用来承受拉力；侧面角焊缝和混合角焊缝可用来承 受拉力或弯矩。实践证明，在静载荷作用下，搭接角焊缝的破裂通常从沿 破坏形式 着与垂直平分线重合的最小剖面上开始。
第7章 铆接、焊接、胶接和过盈联接
单排搭接铆缝的静强度分析： 单排搭接铆缝的静强度分析： 取图中宽度等于垂直与受载方 向的钉距t的阴影部分进行计算 进行计算。 向的钉距 的阴影部分进行计算。 节距； 设：e—边距； t—节距； 边 节距 F δ--板厚；d—铆钉直径； --板厚 --板厚； 铆钉直径； F—阴影部分载荷。 阴影部分载荷。 （1）由被铆件的拉伸强度确 ） 定的铆缝承受的静载荷： 定的铆缝承受的静载荷： ( t-d )δ为板的截面积 （2）由被铆件上孔壁的挤压强 ） 度确定的被铆件能承受的静载荷： 度确定的被铆件能承受的静载荷：
湖南农业大学专用
作者： 潘存云教授
一、概述 铆接是将铆钉穿过被联接件的预制孔中经铆合而成 的联接方式。其联接部分称为铆缝。 的联接方式。其联接部分称为铆缝。 铆缝的结构分类： 铆缝的结构分类： 按接头 型式分 分 类 按铆钉 排数分 按铆缝 性能分
湖南农业大学专用
§7－1 铆接
搭接缝 单盖板对接缝 双盖板对接缝 单 排 双 排 多 排 --满足强度要求 强固铆缝 --满足强度要求 --满足强度和紧密性要求 强密铆缝 --满足强度和紧密性要求 --满足紧密性要求的 满足紧密性要求的。 紧密铆缝 --满足紧密性要求的。
侧面角焊缝 B A h L
作者： 潘存云教授 潘存云教授研制
A
B k
k M
k
B---B
h
F
B
F
五、焊接件的工艺及设计注意要点 1．焊缝应按被焊件厚度制成相应坡口，或进行一般的 ．焊缝应按被焊件厚度制成相应坡口， 侧棱、修边工艺。在焊接前， 侧棱、修边工艺。在焊接前，应对坡口进行清洗整 理； 坡口型式及适用的焊件厚度: 坡口型式及适用的焊件厚度
07铆接、焊接、胶接和过盈连接
三、焊缝的受力及破坏形式 对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉 力或弯矩，其正常的破坏形式是沿焊缝断裂。 （压）力或弯矩，其正常的破坏形式是沿焊缝断裂。
§7—3 胶 接 一、胶接及其应用
§7—4 过盈连接 一、过盈连接的特点应用 结构简单、对中性好、承载能力大、承受冲击性能好、 结构简单、对中性好、承载能力大、承受冲击性能好、对 轴削弱小；但加工精度要求高、拆装不方便。 轴削弱小；但加工精度要求高、拆装不方便。 应用 车轴与车轮、齿圈与轮芯、滚动轴承与轴等。 车轴与车轮、齿圈与轮芯、滚动轴承与轴等。 三、过盈连接的设计计算 1、确定配合面间所需的径向压力p 、确定配合面间所需的径向压力 2、确定过盈连接的最小有效过盈量δmin 、确定过盈连接的最小有效过盈量
铆接、焊接、胶接和过盈连接 第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接 §7—1 铆 接 三、铆缝的受力及破坏形式、 铆缝的受力及破坏形式、 设计计算要点 1、失效形式 、 （a）铆钉被剪断 ） （b）板边被剪坏 ） （c）钉孔接触面被压坏 ） （d）板沿钉孔被拉断 ） （e）板边被撕裂 ）
§7—2
焊接
一、电弧焊缝的基本形式、特性及应用示例 电弧焊缝的基本形式、 （a）正接角焊缝 ） （b）搭接角焊缝 ） c） （c）对接焊缝 （d）卷 边 焊 缝 ） （e）塞焊缝 ）
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3、过盈连接的强度计算 、 ⑴、根据结构选择标准配合种类，查表并 算出最大过盈量 根据结构选择标准配合种类， ⑵、求出最大径向压力pmax。 求出最大径向压力 来校核连接零件本身的强度。（强度计算） 。（强度计算 ⑶、按 pmax来校核连接零件本身的强度。（强度计算） 校核被包容件的强度。 校核被包容件的强度。 校核包容件的强度。 校核包容件的强度。 4、计算过盈连接最大压入力、压出力 、计算过盈连接最大压入力、 或计算包容件加热、 或计算包容件加热、被包容件冷却温度
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§7-1 铆 §7-2 焊 §7-3 胶
接 接 接
§7-4 过盈连接
一、概述 铆接是将铆钉穿过被连接件的预制孔中经 铆合而成的连接方式。其连接部分称为铆缝。 铆缝的结构通常以下面三个方面来分类： 1．按接头型式分有：搭接缝、单盖板对接缝 和双盖板对接缝。 图片说明 2．按铆钉的排数分有：单排、双排和多排。 3．按铆缝性能分有： 以强度为基本要求的强固铆缝。 要求有足够的强度和足够紧密性的强密铆缝。 要求有足够的紧密性的紧密铆缝。
铆
接
铆接1
铆接具有工艺设备简单，工艺过程比较容易控制，质量稳定，铆接结 构抗振、耐冲击，连接牢固可靠等特点。因此，在承受严重冲击和振动载 荷的金属结构的连接中，如桥梁、建筑、造船、重型机械及飞机制造等工 业部门中得到应用。
二、铆钉的主要类型 铆接 铆钉有空心的和实心的两大类，且大部分都以标准化。 铆接分冷铆和热铆。 2
焊 接
不对称侧面角焊缝及混合角焊缝的强度计算 1）当焊接结构中有角钢等构件时，因外力F的作用线应通过角 钢截面的形心c，作用线在焊接平面上的投影线与两侧面焊 缝间的距离不等（即a不等于b），故两侧焊缝受力亦不等， 因而对这种焊接结构应设计成不对称侧面角焊缝来承受外载 荷。设两侧面焊缝分别承担的载荷为F1及F2. F a F F1 F2 , 1 F2 b a b F1 F , F2 F ab ab F1 Fa l1 ' 0.7 k 0.7 k ' ( a b) F2 Fb l2 0.7 k ' 0.7 k ' ( a b)
原理说明
与铆接相比较，焊接结构重量轻，节约金属材料，施工方便，生产率高， 易实现自动化，且焊接结构的成本低，应用很广。
焊 接
焊接件常用材料及焊条 1、金属结构件的焊接常用材料 Q215、Q235、Q255等 2、机械零件的焊接材料 Q275、15钢、20钢、35钢、45钢、50钢、50Mn、 50Mn2、50SiMn2等 3、焊条 焊条的种类很多，应针对具体要求从手册中选取。 常用的焊条型号为：E4301、E4303、 E5001、E5003等。 型号中前二位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度极 限，如“43”表示:σ B≈430MPa；第三位“0”或“1”表示 适用于各种位置的焊接，第四位表示焊条药皮类型及焊 接电源，第三、四位组合时，01表示钛铁矿型，03表示 钛钙型，二者的电源为交流或直流正反接。
（3）由铆钉的剪切强度确定的铆钉能 承受的静载荷
F3
d 2 [ ]
4
对于一般的强固铆缝，上述式中的许用应力可根据组成铆缝各元件的材 料选取。 许用应力
铆 接
等强度设计 如令上面的F1=F2=F3，由式（7-1）、（7-2）、（73）可解出d、t、δ 之间的关系，并按此关系选择d、t、δ 时，叫做该铆缝的等强度设计。 等强度设计是机械设计中的一项重要原则，从强度观 点来看，根据这原则所求出的铆缝是最合理的 ，但结合到 具体实施的便利性，铆缝的紧密性和其它技术条件的要求， 还时常要作一些必要的修正。因此规范中所规定的d、t、 δ 的关系并不完全与等强度条件符合。 铆缝的强度系数 强度系数φ 就是被铆件被钉孔削弱以后强度与完整时 的强度之比。以A代表被铆件的全部面积，A0代表净剩面 积，则
1．对接焊缝 对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉（压）力或弯矩， 破坏形式 对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂；
2．搭接角焊缝
通常正面角焊缝只用来承受拉力；侧面角焊缝和混合角焊缝可用来承 受拉力或弯矩。实践证明，在静载荷作用下，搭接角焊缝的破裂通常从沿 着与垂直平分线重合的最小剖面上开始。 破坏形式
铆 接
钉杆直径 d≥12mm 的钢制铆钉，通常是将铆钉加热后进行铆接。 钉杆直径 d＜10mm 的钢制铆钉和塑性较好的有色金属、轻金属及其合金 制成的铆钉一般在常温下进行冷铆。 各类铆钉
三、铆缝的设计要点 设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算。 破坏形式 强度计算时，一般假设： 连接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中各个铆钉受力均等。 铆缝不受弯矩作用。 被铆件结合面摩擦力略去不计。 被铆件危险剖面上的拉(压)应力，铆钉的剪应力，工作挤压应力都是均 匀分布的。
焊 接
当混合角焊缝受弯矩时，可按“力矩独立作用原理”来进行 计算，即作用在对称侧面角焊缝上的力矩（由两侧面焊缝产 生的力偶矩来平衡）为：
M1 0.7kl(h k )
作用在正面角焊缝上的力矩（有焊缝危险截面模拟的承担弯矩， 即取其抗弯截面承受切应力）为：
焊 接
二、电弧焊缝的基本形式
焊接件经焊接后形成的结合部分叫做焊缝。电弧焊常见的焊缝有： 对接焊缝和角焊缝两类。 焊缝形式
三、焊接件常用材料 在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和低合金钢(如Q215、 Q235、15、20、16Mn等) 。焊条的材料最好与被焊件的材料相同。
焊接2
四、 焊缝的受力及破坏形式
强度计算主要是材料力学的基本公式。
铆 接
单排搭接铆缝的静强度分析： （1）由被铆件的拉伸强度确定的铆缝 承受的静载荷 F 1 (t d ) 取图中宽度等于垂直与受载方向的钉距t的阴影部分进行计算。
铆接3
（2）由被铆件上孔壁的挤压强度确定 的被铆件能承受的静载荷
F2 d [ p ]
(t d ) t d 1 t t
的大小由t与d的比值决定；排数增多 当铆钉排数一定时， 时，t可以取大些，即 可以提高，但是材料及工时增多， 结构的质量也增大。
铆 接
一、概述
焊 接
焊接1
焊接是利用局部加热(或加压)的方法使被连接件接头处的材料熔融连接 成一体。 焊接可分为： 熔化焊：电弧焊、气焊、电渣焊。 压力焊：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊是电弧焊。电弧焊是 利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化 的焊接方法。