第6章 联接
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第六章 常用机械零件
二﹑滚动轴承
1.滚动轴承的基本构造 如图所示，滚动轴承一般由内圈1、 外圈2、滚动体3和保持架4组成。内外 圈上通常制有沟槽，其作用是限制滚 动体轴向位移和降低滚动体与内外圈 间的接触应力。内外圈分别与轴颈和 轴承座配合，通常是内圈随轴颈转动 而外圈固定不动，但也有外圈转动而 内圈固定不动，当内、外圈相对转动 时，滚动体就在滚道内滚动。保持架 的作用是使滚动体等距分布，并减少 滚动体间的摩擦和磨损。
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
一﹑螺纹连接
（二）标准螺纹联接件 1.螺栓 最常用的有六角头和小六角头两种。 2.双头螺柱 两端都制有螺纹，旋入被联接件螺纹孔的一端称为底端， 另一端为螺母端。 3.螺钉 六角头﹑圆头﹑十字头 4.紧定螺钉 紧定螺钉分为柱端、锥端和平端三种。
第六章 常用机械零件
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
二﹑键联接
花键联接已经标准化。按其齿形不同，分为矩形花键、渐开线 花键和三角形花键三种(图2)，其中以矩形花键应用最广。 ①矩形花键 它的齿侧面为两 平行平面，如图a所示。 ②渐开线花键 它的齿形为压力角 a=30°（或45°）的渐 开线，如图b所示。 ③三角形花键 内花键齿形为直线齿形，外花键齿形为压力角45°的渐开线， 如图c所示。
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
二﹑键联接
②切向键联接 由两个单边楔键组成一个切向键，其上下面（窄面）为工作面。 装配时，两个键分别从轮毂两端楔入。工作时靠工作面的挤压传递 转矩。一个切向键只能传递单向转矩；传递双向转矩时，必须用两 个切向键，两键应错开120°～135°，如图2c所示。切向键联接用 于载荷较大，对同心精度要求不高的重型机械上。
第六章 常用机械零件
1.滚动轴承的基本构造 如图所示，滚动轴承一般由内圈1、 外圈2、滚动体3和保持架4组成。内外 圈上通常制有沟槽，其作用是限制滚 动体轴向位移和降低滚动体与内外圈 间的接触应力。内外圈分别与轴颈和 轴承座配合，通常是内圈随轴颈转动 而外圈固定不动，但也有外圈转动而 内圈固定不动，当内、外圈相对转动 时，滚动体就在滚道内滚动。保持架 的作用是使滚动体等距分布，并减少 滚动体间的摩擦和磨损。
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
一﹑螺纹连接
（二）标准螺纹联接件 1.螺栓 最常用的有六角头和小六角头两种。 2.双头螺柱 两端都制有螺纹，旋入被联接件螺纹孔的一端称为底端， 另一端为螺母端。 3.螺钉 六角头﹑圆头﹑十字头 4.紧定螺钉 紧定螺钉分为柱端、锥端和平端三种。
第六章 常用机械零件
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
二﹑键联接
花键联接已经标准化。按其齿形不同，分为矩形花键、渐开线 花键和三角形花键三种(图2)，其中以矩形花键应用最广。 ①矩形花键 它的齿侧面为两 平行平面，如图a所示。 ②渐开线花键 它的齿形为压力角 a=30°（或45°）的渐 开线，如图b所示。 ③三角形花键 内花键齿形为直线齿形，外花键齿形为压力角45°的渐开线， 如图c所示。
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
二﹑键联接
②切向键联接 由两个单边楔键组成一个切向键，其上下面（窄面）为工作面。 装配时，两个键分别从轮毂两端楔入。工作时靠工作面的挤压传递 转矩。一个切向键只能传递单向转矩；传递双向转矩时，必须用两 个切向键，两键应错开120°～135°，如图2c所示。切向键联接用 于载荷较大，对同心精度要求不高的重型机械上。
第六章 常用机械零件
材料力学 第6章 连接件的实用计算
故销钉安全
6.2 连接件的实用计算
D
思考题
(1)销钉的剪切面面积 A
h
(2)销钉的挤压面面积 AbS
d
F
6.2 连接件的实用计算
D
挤压面
思考题
(1)销钉的剪切面面积 A
h
(2)销钉的挤压面面积 AbS
A = πdh
d
剪切面
π(D2 - d2)
F
Abs =
4
挤压面
6.2 连接件的实用计算
冲床的最大冲压力F=400kN，冲头材料的许用压应力[]=440MPa，钢板的
对错动。
F
5. 连接处的破坏形式
6.1 引言
一、基本概念和实例
5. 连接处的破坏形式
FS n
(1)剪切破坏 连接件沿剪切面的剪断
(2)挤压破坏 连接件与被连接件在
相互接触面上因挤压 挤压面
而使连接松动，发生 破坏。
(3)拉伸破坏 被连接件在受连接件 处削弱的截面处，应 力增大，易在连接处 拉断。
F n
挤压面和挤压力为：
F AQ
b
仰视图
Abs
Fbs
F ：切应力和挤压应力
τ Fs F 40 107 0.952MPa
AQ bh 12 35
F
σbs
=
Fbs Abs
=
F cb
=
40 ×107 4.5×12
=
7.4MPa
6.2 连接件的实用计算
例6-2 齿轮与轴由平键连接,已知轴的直径d=70mm， 键的尺寸为b×h×L=20
2. 工程实例
(1) 螺栓连接
可拆卸
M
特点：可传递一般力
第6章 键联接解读
安全销
类
型
圆柱销
按形状分
特点： 靠过盈配合固定在销孔中，经多次拆装后，定
位精度和可靠性会降低。
§6－4 销连接
定位销
按用途分 连接销
安全销
拆装
类
方便
型
圆柱销
用于
圆锥销
盲孔
按形状分
特点：
有1:50的锥度， 可反复多次拆装。
螺母锁紧 抗冲击
§6－4 销连接
定位销
按用途分 连接销
安全销
类
型
圆柱销
按形状分
§6-1 键连接
薄型平键与普通平键的主要区别：
键的高度约为普通平键的70%~ 60%，因而传递 扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径 向尺寸受到限制的场合。
普通平键应用最广。
导向平键 滑键
----用于动连接 如变速箱内的滑移齿轮
固固定定螺螺钉钉
潘存云教授研制
起起键键螺螺孔孔
导向平键
特点： ● 长度较长，需用螺钉固定。 ● 可实现轴上零件的轴向移动，
30 ~ 45
钢
50
40
30
§6-1 键连接
（1） 平键连接强度计算
（2） 半圆键连接强度计算
按工作面的挤压应力进行强度校核计算
---只用于静连接，失效形式为工作面被压溃 注意：
● 接触高度 k 应根据键的尺寸从标准中查取。
● 工作长度近似地取其等于键的公称长度：l = L。
l k
b F
T
y≈d/2
F
F d
h
d
2
b h
k= 2
d
T
§6-1 键连接
普通平键连接的挤压强度条件：
机械设计习题集6-9章
第六章 螺纹联接选择题6-1在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是______。
(A) 三角形螺纹 (B) 梯形螺纹 (C) 锯齿形螺纹 (D)矩形螺纹6-2在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是_______。
(A)三角形螺纹 (B)梯形螺纹 (C)锯齿形螺纹 (D)矩形螺纹6-3当两个被联接件不太厚时，宜采用______。
(A)双头螺柱联接 (B)螺栓联接 (C)螺钉联接 (D)紧定螺钉联接6-4当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用_____。
(A)螺栓联接 (B)螺钉联接 (C)双头螺柱联接 (D)紧定螺钉联接6-5当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用______。
(A)螺栓联接 (B)螺钉联接 (C)双头螺柱联接 (D)紧定螺钉联接6-6普通螺纹牙型角a 为60，当摩擦系数=0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数uv____。
(A)0.105 (B)0.115 (C)0.1115 (D)0.1046-7在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如_______。
(A)增加拧紧力 (B)增加扳手力臂 (C)使用测力矩扳手或定力矩扳手6-8螺纹联接防松的根本问题在于_______。
(A)增加螺纹联接的轴向力 (B)增加螺纹联接的横向力(C)防止螺纹副的相对转动 (D)增加螺纹联接的刚度。
6-9螺纹联接预紧的目的之一是________。
(A)增强联接的可靠性和紧密性 (B)增加被联接件的刚性(C)减小螺纹的刚性 （D ）增加螺纹的刚性6-10承受预紧力F '的紧螺栓联接在受工作拉力F 时，残余锁紧力为F "，其螺栓所受的总拉力F 0为________。
(A) F 0=F+F ' (B)F 0=F+F " (C)F 0=F '+F " (D)F 0=F+m b bc c c + F6-11承受预紧力的轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F 和被联接件的刚度c m 不变时，螺栓的刚度c b 愈小，则 。
第六章键联接
第六章 键、花键、无键连接和销联接一．典型例题分析【例题一】直径d=80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L=1.5d ，工作时有轻微冲击。
试确定平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。
[解题要点]（1）根据直径以及轮毂长在键长系列中选键；（2）将键的强度条件公式变形，可得到键所能传递的转矩。
[解题过程]根据轴径d=80mm ，查表得键的尺寸为剖面b=22mm ，h=14mm根据轮毂的长度L=1.5d=1.5×80=120mm从键长系列中，取键的公称长度100mm键的标记 键22×100 GB 1096-79键的工作长度为l=L-b=100-22=78mm键与轮毂键槽接触高度为k=h/2=7mm根据齿轮材料为钢,工作时有轻微冲击,取许用挤压应力[]a p MP 110=σ 根据普通平键联接的强度条件公式[]p p kld T σσ≤⨯=3102 可求得键连接传递的最大转矩为[]m N kld T p ⋅=⨯⨯⨯==4.24022000110807872000max σ【例题二】图示变速箱中的双联滑移齿轮采用矩形花键联接。
已知：传递转矩T ＝140N·m，齿轮在空载下移动，工作情况良好，轴径D ＝28mm ，齿轮轮毂长L=40mm ，轴及齿轮均采用钢制并经热处理，硬度值≤40HRC，试选择矩形花键尺寸及定心方式，校核联接强度。
[解题要点]（1）根据轴径选择花键型号；（2）根据花键连接强度条件公式对连接强度进行校核，然后判断是否满足强度。
[解题过程]由手册查得中系列矩形花键的齿数为6，外径28mm ，内径23mm ，花键型号：6×23×28×6，采用小径定心。
齿顶倒角3.0=Cmm ，2.0=r mm 。
平均直径mm d D d m 5.25223282=+=+= 齿的接触高度mmC dD h 9.13.022232822=⨯--=--= 取齿的接触线长度mm l40= 载荷不均匀系数8.0=ψ由轴和齿轮的材料及热处理方式，查表[]a p MP 120=σ根据花键静连接强度条件公式：a m p MP zhld T 1.305.25409.168.010********3=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=ψσ<a MP 120强度足够。
机械零件第六章
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§6-2
花键联接
（一）花键联接的类型、特点和应用
组成： 由具有内花键的花键孔和具有外花键的花键轴构成。
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特点： 优点： a）因为在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多 的齿与槽，故联接受力较为均匀； b）因槽较浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的 强度削弱较少； c）齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较 大的载荷； d）轴上零件与轴的对中性好，这对高速及精密 机器很重要； e）导向性好，这对动联接很重要； f） 可用磨削的方法提高加工精度及联接质量。
dm d f
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f
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§6-3
（一）型面联接
无键联接
非圆截面柱体的型面联接 ： 由光滑非圆剖面的轴与相应的毂孔构成的联接
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特点： 优点： 装拆方便、能保证良好的对中性；型接面上没有应 力集中源造成的影响；能比平键联接传递更大的转矩。 缺点： 加工复杂。所以实际中应用较少。
动联接时许用压 强[p]
钢
50
40
30
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2.半圆键联接
2T 10 p [ ] p kld
3
（MPa）
注意:在进行强度计算校核后，如果强度不够，可采用双键。 这时应考虑键的合理布置。两个平键最好布置在沿周向相隔 180°；考虑到两个键上载荷分配的不均匀性,在进一步的强度 校核中只按1.5个键计算。
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1.矩形花键： 按齿高的不同，矩形花键的齿形尺寸在标准中规定两个系 列，即轻系列和中系列。轻系列的承载能力较低，多用于静联 接或轻载联接；中系列用于中等载荷。
第6章键、花键联接
杜永平 键和花键联接
2、分类（按齿形划分） 、分类（按齿形划分） 矩形花键(parallel-sided spline) ① 矩形花键 渐开线花键（ ② 渐开线花键（involute spline） ） 定心精度高 定心稳定性好 工艺性好 工 三角形花键(triangular spline) 艺性好 ③ 三角形花键 齿根强度低 制造精度高 齿数多 应力集中较大 根部强度大 对轴强度削弱小 适用于轻载或薄壁零件 应力集中较小 易于对中
杜永平 键和花键联接
6、胀大量和缩小量 、 包容件外径的胀大量： 包容件外径的胀大量：
2
∆ d 2 max
2 p max d 2 d = 2 2 E 2 (d 2 − d )
2
被包容件内径的缩小量： 被包容件内径的缩小量：
∆d1min
杜永平
2 pmax d1d = 2 2 E1 ( d − d1 )
d +d C1 = 2 − µ1 d −d
2 2 1 2 1
2 d2 + d 2 C2 = 2 − µ2 2 d2 − d
d1、d2—被包容件的内径和包容件的外径 被包容件的内径和包容件的外径 µ1、µ2—被包容件和包容件的波桑比 被包容件和包容件的波桑比
杜永平 键和花键联接
压入法装配 δmin=∆min+2u =∆min+0.8（Rz1+Rz2） （ 2u——配合面被擦去部分的高度之 配合面被擦去部分的高度之 和，µm Rz1 、 Rz2——配合表面微观不平度 配合表面微观不平度 的十点高度， 的十点高度，µm
键和花键联接
Hale Waihona Puke l——键的工作长度 键的工作长度 d——轴的直径 轴的直径 [σp]——最弱零件的许用挤压应力，查表 最弱零件的许用挤压应力， 最弱零件的许用挤压应力 p——最弱零件的许用压力，查表。 最弱零件的许用压力， 最弱零件的许用压力 查表。
2、分类（按齿形划分） 、分类（按齿形划分） 矩形花键(parallel-sided spline) ① 矩形花键 渐开线花键（ ② 渐开线花键（involute spline） ） 定心精度高 定心稳定性好 工艺性好 工 三角形花键(triangular spline) 艺性好 ③ 三角形花键 齿根强度低 制造精度高 齿数多 应力集中较大 根部强度大 对轴强度削弱小 适用于轻载或薄壁零件 应力集中较小 易于对中
杜永平 键和花键联接
6、胀大量和缩小量 、 包容件外径的胀大量： 包容件外径的胀大量：
2
∆ d 2 max
2 p max d 2 d = 2 2 E 2 (d 2 − d )
2
被包容件内径的缩小量： 被包容件内径的缩小量：
∆d1min
杜永平
2 pmax d1d = 2 2 E1 ( d − d1 )
d +d C1 = 2 − µ1 d −d
2 2 1 2 1
2 d2 + d 2 C2 = 2 − µ2 2 d2 − d
d1、d2—被包容件的内径和包容件的外径 被包容件的内径和包容件的外径 µ1、µ2—被包容件和包容件的波桑比 被包容件和包容件的波桑比
杜永平 键和花键联接
压入法装配 δmin=∆min+2u =∆min+0.8（Rz1+Rz2） （ 2u——配合面被擦去部分的高度之 配合面被擦去部分的高度之 和，µm Rz1 、 Rz2——配合表面微观不平度 配合表面微观不平度 的十点高度， 的十点高度，µm
键和花键联接
Hale Waihona Puke l——键的工作长度 键的工作长度 d——轴的直径 轴的直径 [σp]——最弱零件的许用挤压应力，查表 最弱零件的许用挤压应力， 最弱零件的许用挤压应力 p——最弱零件的许用压力，查表。 最弱零件的许用压力， 最弱零件的许用压力 查表。
第6章 键、花键、无键 联接和销联接
二. 键的选择
1. 类型的选择：据联接的结构、使用特性、工作条件来选择。选 择时应考虑的因素有：
1）需传递扭矩的大小； 2）是否有相对运动； 3）滑动距离的长短； 4）联接中对心性的要求； 5）是否有轴向定位； 6）键在轴上的位置（中、端）等。 2. 尺寸的选择：
由轮毂的长度定：略 小于轮毂的长度 所选长度应符合国标 中规定的长度系列。
1： 100
工作面
方头楔键
钩头楔键
圆头楔键
4.切向键： 两个楔键成对布置在轴断面的切线上，一个切向键
可承受很大的单向转矩。当要传递双向转矩时，需 采用两个切向键。
工作面
工作面：相互平行的两个窄面 工作原理：靠工作面的挤压力和轴与轮毂的摩擦力传递转矩 特点及应用： 对轴的强度削弱较大。一般用于轴径大于100mm的轴 上 。
4）滑键
2.半圆键联接
工作面：键的两侧面 工作原理：靠键与键槽的互压传递转矩。 特点及应用：工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度 削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。
工作面
3.楔键
工作面：键的上下表面 工作原理：靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向 的轴向力，起单向轴向固定。 特点及应用：联接可靠，但对中精度差。适用于定心精度 要求不高，低转速的场合。
3
式中：—载荷系数， = 0.70.8；
l
--为齿的工作长度，mm；
假设各齿的压力的合力作用在平均半径dm处： d D d m
h--为齿的工作高度, 30 时h m 45 时h 0.8m ，
2
§6-3 无键联接
1.形面联接：光滑的非圆形截面 装拆方便；对中性好；应力集中小，但加工复杂。
2T 103 p [ p] kld L
机械设计第6章 键联接
（二）胀紧联接
胀紧联接是在轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧 联接套，在轴向力的作用下，同时胀紧轴与毂产生压 紧力，靠摩擦力传递转矩和轴向力的一种静联接。
结构类型：Z1型胀套、Z2型胀套
1) Z1型胀套
两个胀紧套
一个胀紧套 2) Z2型胀套
Z2型胀套中，与轴或毂孔贴合的 套筒均有纵向间隙，以利于变形和 胀紧。拧紧联接螺钉，便可以将轴 和毂胀紧。
销联接
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。
按用途分 类 型
按形状分
安全销：作为安全装置中的过载剪切元件。安全销在 过载时被剪断，因此，销的直径应按剪切条件确定。 为了确保安全销被剪断而不提前发生挤压破坏，通常 可在安全销上加一个销套。
§6－4
定位销 联接销 安全销
销联接
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。
键联接
普通平键联接的挤压强度条件： σp = F 2T ≤[σp ] = dhl kl T=F d 2 F
d
----（6-1）
b h
d
F
d 2
h k= 2
T
§6-1
σp =
键联接
计算依据是磨损，应限制压强：
普通平键联接的挤压强度条件：
F kl
2T ≤[σp ] = dkl
----（6-1） A型
b l L
l
k
b F T y≈d/2
σp =
2T kl d
d
≤[σp ]
MPa
----（6-1）
§6-1
键联接
若强度不时，可采用双键联接。考虑到载荷分布的
不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。 双键布置规则： 平键： 按180˚布置； 半圆键： 同一条母线上； 楔键： 夹角成120˚ ~ 130˚
机械设计6 章 键、花键、无键联接和销联接
Chapter 6
design of keys, splines, pins、
§6-1 Key joints §6-2 Spline joints §6-3 Pin joints
Key joints
一、The types of key joints 1．straight key 平键的两侧面是工作面，上表面 与轮毂上的键槽底部之间留有间隙， 键的上、下表面为非工作面。工作时 靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩， 故定心性较好。 根据用途，平键又可分为 普通平键 导向平键 详细说明 滑键
详细说明
Key joints
设键侧面的作用力沿键的工作长度 和高度均匀分布，则普通平键的强度条 件为: F 2T
键联接5
p
导向平键和滑键联接的强度条件为：
kl
kld
[ p ]
式中： k
h 2 l L b （圆头平键） （平头平键） lL
2T p p kld
l L
型面联接 型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合 以传递运动和转矩的可拆联接，它是无键联接的一种型式。
由于型面联接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接 的应用。 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑 出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应 用较多的是带切口圆形和正六边形型面。
详细说明
Key joints
键联接3
楔键的上、下表面为工作面，两侧面 为非工作面。键的上表面与键槽底面均有
1:100 的斜度。工作时，键的上下两工作
面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠 其摩擦力和挤压传递扭矩。 4．tangent key
design of keys, splines, pins、
§6-1 Key joints §6-2 Spline joints §6-3 Pin joints
Key joints
一、The types of key joints 1．straight key 平键的两侧面是工作面，上表面 与轮毂上的键槽底部之间留有间隙， 键的上、下表面为非工作面。工作时 靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩， 故定心性较好。 根据用途，平键又可分为 普通平键 导向平键 详细说明 滑键
详细说明
Key joints
设键侧面的作用力沿键的工作长度 和高度均匀分布，则普通平键的强度条 件为: F 2T
键联接5
p
导向平键和滑键联接的强度条件为：
kl
kld
[ p ]
式中： k
h 2 l L b （圆头平键） （平头平键） lL
2T p p kld
l L
型面联接 型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合 以传递运动和转矩的可拆联接，它是无键联接的一种型式。
由于型面联接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接 的应用。 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑 出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应 用较多的是带切口圆形和正六边形型面。
详细说明
Key joints
键联接3
楔键的上、下表面为工作面，两侧面 为非工作面。键的上表面与键槽底面均有
1:100 的斜度。工作时，键的上下两工作
面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠 其摩擦力和挤压传递扭矩。 4．tangent key
第6章 键花键无键联接销连接
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01.
02.
03.
04.
05.
06.
定义：键花键无键联接销连接是一种机 械连接方式，通过在销轴上设置键花， 使销轴与销孔之间形成紧密的连接。
应用：广泛应用于各种机械设备、汽车、 航空航天等领域。
作用：键花键无键联接销连接可以提高 连接的可靠性和稳定性，防止销轴在销 孔中松动或脱落，保证机械设备的正常 工作。
确保键花键无键联接销连接的尺寸和规格符合设计要求 注意键花键无键联接销连接的安装位置和方向，避免错误安装 检查键花键无键联接销连接的紧固程度，确保连接牢固可靠 定期检查键花键无键联接销连接的磨损情况，及时更换磨损严重的部件
定期检查：检查键花键无键联接销连接的紧固情况，确保连接牢固 清洁保养：定期清洁键花键无键联接销连接，保持清洁，防止锈蚀 润滑保养：定期润滑键花键无键联接销连接，保持润滑，防止磨损 更换保养：定期更换磨损严重的键花键无键联接销连接，确保连接安全可靠
市场需求：随着工业自动化和智能化的发 展，键花键无键联接销连接的市场需求将 不断增加。
技术进步：随着科技的不断进步，键花键 无键联接销连接的技术水平将不断提高， 满足更多应用场景的需求。
应用领域：键花键无键联接销连接的应用 领域将不断扩大，包括汽车、航空航天、 医疗等领域。
市场竞争：随着市场竞争的加剧，键花 键无键联接销连接的生产企业需要不断 提高产品质量和降低成本，以保持竞争 优势。
优点：结构简单、安装方便、成本低廉、 易于维护。
适用于各种机械设备、汽车、航空、 航天等领域
适用于需要快速拆卸和安装的场合
添加标题
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添加标题
添加标题
适用于需要高强度、高可靠性连接 的场合
目录
01.
02.
03.
04.
05.
06.
定义：键花键无键联接销连接是一种机 械连接方式，通过在销轴上设置键花， 使销轴与销孔之间形成紧密的连接。
应用：广泛应用于各种机械设备、汽车、 航空航天等领域。
作用：键花键无键联接销连接可以提高 连接的可靠性和稳定性，防止销轴在销 孔中松动或脱落，保证机械设备的正常 工作。
确保键花键无键联接销连接的尺寸和规格符合设计要求 注意键花键无键联接销连接的安装位置和方向，避免错误安装 检查键花键无键联接销连接的紧固程度，确保连接牢固可靠 定期检查键花键无键联接销连接的磨损情况，及时更换磨损严重的部件
定期检查：检查键花键无键联接销连接的紧固情况，确保连接牢固 清洁保养：定期清洁键花键无键联接销连接，保持清洁，防止锈蚀 润滑保养：定期润滑键花键无键联接销连接，保持润滑，防止磨损 更换保养：定期更换磨损严重的键花键无键联接销连接，确保连接安全可靠
市场需求：随着工业自动化和智能化的发 展，键花键无键联接销连接的市场需求将 不断增加。
技术进步：随着科技的不断进步，键花键 无键联接销连接的技术水平将不断提高， 满足更多应用场景的需求。
应用领域：键花键无键联接销连接的应用 领域将不断扩大，包括汽车、航空航天、 医疗等领域。
市场竞争：随着市场竞争的加剧，键花 键无键联接销连接的生产企业需要不断 提高产品质量和降低成本，以保持竞争 优势。
优点：结构简单、安装方便、成本低廉、 易于维护。
适用于各种机械设备、汽车、航空、 航天等领域
适用于需要快速拆卸和安装的场合
添加标题
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添加标题
适用于需要高强度、高可靠性连接 的场合
第6章螺纹联接
螺纹联接
二、减小附加弯曲应力 弯曲应力 螺纹牙根 ——————→ 断裂 引起附加弯曲应力因素： 螺纹孔不正、被联件表面不平、发生变形等。
松动
螺纹联接
3、防松方法
——防止螺旋副相对转动。
10
按防松原理不同，分为三类：
螺 栓 上螺母 下螺母
a ）摩擦防松
对顶螺母
自锁螺母
螺纹联接
弹簧垫圈
开口方向：斜向右下方
11
弹性增压
尖端抵住
螺纹联接
b ）机械防松（直接锁住）
12
开口销与槽形螺母
螺纹联接
13
止动垫圈
螺纹联接
串联金属丝
14
注意金属丝穿入方向 正确
i 1
4、受翻转力矩M（倾覆力矩） 的螺栓组联接
特点：在M作用下，底板有
绕螺栓组形心轴翻转的趋势。
作用M前：各螺栓受相同F’ 作用M后：左侧：F拉(不均匀)， 右侧：F压(不均匀) →F’↓
螺纹联接
工作条件：
35
F1r1 F2 r2 Fz rz M
变形协调条件：
Fmax
F1 F2 Fz Fmax r1 r2 rz rmax
4F dc [ ]
mm ——设计式
查手册，选螺栓
螺纹联接
2、紧联接 （1）只受预紧力F’的紧联接 外载荷FR——对螺栓为横向力——靠摩擦力传递 a. FR作用下，板不滑移：FR≤Ff，而Ff—→F’。
18
F b. 按F’计算： F’为螺栓轴向负荷—→拉应力 d c2 / 4 c. 拧紧过程中，在T1作用下螺栓受扭—→产生τ T
第六 章 螺 纹 联 接
螺纹联接的类型 螺纹联接的拧紧与防松 单个螺栓的受力分析 与强度计算 螺纹组受力分析与讨论
相关主题
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R2
标记示例：Tr48X8
(梯形螺纹，直径48，螺距8)
d D2 d2 d3
H1
螺距 螺纹牙高 牙顶间隙
公称直径d
P
h3=H4
ac
第1系列
第2系列
4
2.25 0.25 16、20
18
5
2.75 0.25 24、28
22、26
6
2.25 0.5
32、36
30、34
8
6.5
0.5
48、52
46、50
10
（7）牙型角α、牙型斜角 β 在螺纹的轴向剖面内，螺纹牙型相 邻两侧边的夹角称为牙型角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的 夹角称为牙型斜角β ，对称牙型的 β =α/2 。
（8）螺纹牙的高度h 内外螺纹旋合后，螺纹 接触面在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
§6-1 螺纹的形成和主要参数
四 、机械制造常用螺纹
（2）小径d1 与外螺纹牙底或 内螺纹牙顶相重合的假想圆柱 体的直径，是螺纹的最小直径。 常作为强度计算直径。
（3）中径d2 在螺纹的轴向剖面内，牙厚 和牙槽宽相等处的假想圆柱体的直径。
§6-1 螺纹的形成和主要参数
三、 圆柱螺纹的主要参数
（4）螺距p 螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
（1）普通螺栓联接
用于被联接件厚度不大并开有通孔，通孔 和螺栓杆之间留有间隙的场合。
（2）铰制孔用螺栓联接
其被联接件上为铰制孔，螺栓杆和通孔之间 为过渡配合，可对被联接件进行准确的定位，主 要用于传递横向载荷。
§6.2 螺纹联接
2.双头螺柱联接
主要用于被联接件之一太厚而又需经常装拆或结构上受限制不能采 用螺栓联接的场合。
第6章 联接
第6章 联 接
基本要求：了解联接的类型和应用；掌握螺纹联接的受力析、效 率和自锁、螺纹副当量摩擦系数；了解螺纹联接的基本类型及螺 纹紧固件；掌握螺旋传动的基本原理；了解滚动螺旋的结 构、优 缺点及使用场合。 重 点：联接的类型和应用。 难 点：螺纹联接的受力析、效率和自锁、螺
纹副当量摩擦系数。
学时：课堂教学：6学时；作业：P157 10-2、10-4、10-5、10-9～11
知识目标
1．了解螺纹的类型、参数、常用螺纹联接 件及应用；
2. 了解螺旋副的受力分析、效率及自锁条 件：
3. 掌握螺纹联接的类型、预紧及防松方法； 4. 熟悉螺旋传动的类型和应用。
能力目标
1．能对螺纹连接进行受力分析。结构分析 并进一步进行强度校核或者进行强度设计。
双头螺柱连接的装配过程
§6.2 螺纹联接
3.螺钉联接
主要用于被联接件之一太厚或结构上受限制不能采用螺 栓联接，且不需经常装拆的场合。
螺钉连接的装配过程
§6.2 螺纹联接
4.紧定螺钉联接 用于轴与轴上零件
的联接，可以传递较小 的轴向或周向载荷。
紧定螺钉连接的装配过程
二、螺纹紧固件
螺栓
螺
纹
紧
固
件
L
P
P
粗牙
d
细牙 d
细牙 d
§6-1 螺纹的形成和主要参数
四 、机械制造常用螺纹
三角形螺纹
普通螺纹α = 60˚ 管螺纹α = 55˚
普通细牙螺纹 非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚） 用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α = 55˚）
60˚圆锥管螺纹
公称直径----管子的公称通径(DN )。强调与普通螺纹不同
四、螺纹副的受力分析、效率和自锁
当螺纹拧紧(滑块等速上升)时：
F为阻力，Ft为驱动力，摩擦力F’沿斜面朝下。
Ft F tan( v)
驱动力矩：
T
F d2 2
d2 2
Fatg( )
当螺纹拧松(滑块等速下滑)时：
F为驱动力，Ft成为阻力，摩擦力F’沿斜面朝上。
Ft F tan( v)
件
螺母 国标罗列有六十余种不同结构的螺母
用于经常拆装 易磨损之处。
六角螺母
六角扁螺母
六角厚螺母
用于尺寸受限制之处。
圆螺母
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹 双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉 固
件
螺母
A型平垫圈
垫圈
作用：增加支撑面积以减小压强，避 免拧紧螺母擦伤表面、防松。
平垫圈 弹簧垫圈
B型平垫圈 薄平垫圈 斜垫圈
d-1+0.513
d-1+0.188
d-1+0.35
d-2+0.918
d-1+0.188
d-2+0.647
d-1+0.026
d-2+0.376
d-2+0.701
d-3+0.835
d-2+0.052
d-4+0.752
§6-1 螺纹的形成和主要参数
P
R1
30˚
ac R2
ac
外螺纹
D1
H4
D4
表10-3 梯形螺纹基本尺寸 mm 内螺纹
二、 螺纹的类型
2.根据牙型不同
三角形螺纹 梯形螺纹
——用于联接
普通螺纹 （粗牙、细牙）
管螺纹
锯齿形螺纹 矩形螺纹
主要用于传动
§6-1 螺纹的形成和主要参数
二、 螺纹的类型
3.根据螺旋线的绕行方向，螺纹分为右旋螺纹和左旋螺纹，其中 右旋螺纹应用较为广泛，左旋螺纹只用于有特殊要求的场合。
右旋
左旋
§6-1 螺纹的形成和主要参数
驱动力矩：
T F d2 2
d2 2
Fatg( )
当λ>ρν时， Ft>0，
当λ=ρν时， Ft=0，
当λ<ρν时， Ft<0，
要使滑块下移，必须施加与图示方向相反的驱动力，否则，无论有多大，滑块都不会自行
下滑，这种现象称为自锁。
自锁条件为 λ≤ρν
§6-1 螺纹的形成和主要参数
四、螺纹副的受力分析、效率和自锁 螺杆转动2π角时，驱动力矩输入功为
公称直径（大径）
粗
牙
Dd
3 4 5 6 8 10
螺距P
0.5 0.7 0.8
1 1.25 1.5
中径 D2 d2 2.675 3.545 3.545 5.350 7.188
9.026
12
1.75
10.863
(14) 16ห้องสมุดไป่ตู้
2
12.701
2
14.701
(18) 20 (20) 24 (27) 30
2.5
§ 6.7 其他联接 本章小结
第章 联 接
联接
可拆联接:当拆开时,无须破坏或损伤联接中的零件 (如:键、花键、螺纹联接等）
不可拆联接:当拆开时,至少要破坏或损伤联接中的一 个零件（如：焊接、铆接等）
过盈配合：介于以上两种联接之间，主要取决于过盈量的大小； 大多数情况下是不可拆卸，但过盈量不大的配合， 又可视为可拆联接（如：滚动轴承内圈与轴的配合）。
16.376
2.5
18.376
2.5
20.376
3
22.052
3
25.052
3.5
27.727
注：括号内的公称直径为第二系列
小径 D2 d2 2.459 3.242 4.134 4.918 6.647 8.376
10.106
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
A1 2T F d 2 tan( v)
输出功为
A2 FS Fd 2 tan
螺旋副的效率
A2 tan A1 tan( v)
导程角λ越小或当量摩擦角ρν越大，螺纹的自锁性越好，传动效率越低。
§6.2 螺纹联接
1.螺栓联接
主要用于被联接件不太厚并能从两边进行装配的场合。
三角形螺纹
普通螺纹α = 60˚ 管螺纹α = 55˚
普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为 粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。
粗牙螺纹应用最广 细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高， 缺点：不耐磨易滑扣。 应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。
P 60˚
L0
六角头 L
L0
小六角头
螺栓的结构形式
d d
二、螺纹紧固件
螺栓 螺 纹 双头螺柱 紧 固 件
L
L1
L0
d L1 -----座端长度 L0 -----螺母端长度
二、螺纹紧固件
螺栓 螺 纹 双头螺柱 紧 螺钉、紧定螺钉 固 件
头部结 构
末端结 构
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹 双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉 固
圆螺母用止动垫圈
§6.2 螺纹联接
6.2.3 螺纹联接的预紧和防松 1. 螺纹联接的预紧
预紧力：螺纹联接在承受工作载荷之前预先受到的一个拧紧
作用力Fp 。
二、 螺纹的类型
4.根据螺旋线的线数，螺纹分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹。
§6-1 螺纹的形成和主要参数
二、 螺纹的类型
5.根据螺纹所处位置，可分为内（阴）螺纹和外（阳）螺纹。
6.根据用途不同，螺纹分为联接螺纹和传动螺纹。
§6-1 螺纹的形成和主要参数
三、 圆柱螺纹的主要参数
（1）大径d 与外螺纹牙 顶或内螺纹牙底相重合的 假想圆柱体的直径，是螺 纹的最大直径。在螺纹的 标准中称为公称直径。
P/8
P/8
H=0.866P d2=d-0.6495P d1=d-1.0825P D、d ----内、外螺纹大径 D2、d2----内、外螺纹中径 D1、d1----内、外螺纹小径
标记示例：Tr48X8
(梯形螺纹，直径48，螺距8)
d D2 d2 d3
H1
螺距 螺纹牙高 牙顶间隙
公称直径d
P
h3=H4
ac
第1系列
第2系列
4
2.25 0.25 16、20
18
5
2.75 0.25 24、28
22、26
6
2.25 0.5
32、36
30、34
8
6.5
0.5
48、52
46、50
10
（7）牙型角α、牙型斜角 β 在螺纹的轴向剖面内，螺纹牙型相 邻两侧边的夹角称为牙型角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的 夹角称为牙型斜角β ，对称牙型的 β =α/2 。
（8）螺纹牙的高度h 内外螺纹旋合后，螺纹 接触面在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
§6-1 螺纹的形成和主要参数
四 、机械制造常用螺纹
（2）小径d1 与外螺纹牙底或 内螺纹牙顶相重合的假想圆柱 体的直径，是螺纹的最小直径。 常作为强度计算直径。
（3）中径d2 在螺纹的轴向剖面内，牙厚 和牙槽宽相等处的假想圆柱体的直径。
§6-1 螺纹的形成和主要参数
三、 圆柱螺纹的主要参数
（4）螺距p 螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
（1）普通螺栓联接
用于被联接件厚度不大并开有通孔，通孔 和螺栓杆之间留有间隙的场合。
（2）铰制孔用螺栓联接
其被联接件上为铰制孔，螺栓杆和通孔之间 为过渡配合，可对被联接件进行准确的定位，主 要用于传递横向载荷。
§6.2 螺纹联接
2.双头螺柱联接
主要用于被联接件之一太厚而又需经常装拆或结构上受限制不能采 用螺栓联接的场合。
第6章 联接
第6章 联 接
基本要求：了解联接的类型和应用；掌握螺纹联接的受力析、效 率和自锁、螺纹副当量摩擦系数；了解螺纹联接的基本类型及螺 纹紧固件；掌握螺旋传动的基本原理；了解滚动螺旋的结 构、优 缺点及使用场合。 重 点：联接的类型和应用。 难 点：螺纹联接的受力析、效率和自锁、螺
纹副当量摩擦系数。
学时：课堂教学：6学时；作业：P157 10-2、10-4、10-5、10-9～11
知识目标
1．了解螺纹的类型、参数、常用螺纹联接 件及应用；
2. 了解螺旋副的受力分析、效率及自锁条 件：
3. 掌握螺纹联接的类型、预紧及防松方法； 4. 熟悉螺旋传动的类型和应用。
能力目标
1．能对螺纹连接进行受力分析。结构分析 并进一步进行强度校核或者进行强度设计。
双头螺柱连接的装配过程
§6.2 螺纹联接
3.螺钉联接
主要用于被联接件之一太厚或结构上受限制不能采用螺 栓联接，且不需经常装拆的场合。
螺钉连接的装配过程
§6.2 螺纹联接
4.紧定螺钉联接 用于轴与轴上零件
的联接，可以传递较小 的轴向或周向载荷。
紧定螺钉连接的装配过程
二、螺纹紧固件
螺栓
螺
纹
紧
固
件
L
P
P
粗牙
d
细牙 d
细牙 d
§6-1 螺纹的形成和主要参数
四 、机械制造常用螺纹
三角形螺纹
普通螺纹α = 60˚ 管螺纹α = 55˚
普通细牙螺纹 非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚） 用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α = 55˚）
60˚圆锥管螺纹
公称直径----管子的公称通径(DN )。强调与普通螺纹不同
四、螺纹副的受力分析、效率和自锁
当螺纹拧紧(滑块等速上升)时：
F为阻力，Ft为驱动力，摩擦力F’沿斜面朝下。
Ft F tan( v)
驱动力矩：
T
F d2 2
d2 2
Fatg( )
当螺纹拧松(滑块等速下滑)时：
F为驱动力，Ft成为阻力，摩擦力F’沿斜面朝上。
Ft F tan( v)
件
螺母 国标罗列有六十余种不同结构的螺母
用于经常拆装 易磨损之处。
六角螺母
六角扁螺母
六角厚螺母
用于尺寸受限制之处。
圆螺母
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹 双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉 固
件
螺母
A型平垫圈
垫圈
作用：增加支撑面积以减小压强，避 免拧紧螺母擦伤表面、防松。
平垫圈 弹簧垫圈
B型平垫圈 薄平垫圈 斜垫圈
d-1+0.513
d-1+0.188
d-1+0.35
d-2+0.918
d-1+0.188
d-2+0.647
d-1+0.026
d-2+0.376
d-2+0.701
d-3+0.835
d-2+0.052
d-4+0.752
§6-1 螺纹的形成和主要参数
P
R1
30˚
ac R2
ac
外螺纹
D1
H4
D4
表10-3 梯形螺纹基本尺寸 mm 内螺纹
二、 螺纹的类型
2.根据牙型不同
三角形螺纹 梯形螺纹
——用于联接
普通螺纹 （粗牙、细牙）
管螺纹
锯齿形螺纹 矩形螺纹
主要用于传动
§6-1 螺纹的形成和主要参数
二、 螺纹的类型
3.根据螺旋线的绕行方向，螺纹分为右旋螺纹和左旋螺纹，其中 右旋螺纹应用较为广泛，左旋螺纹只用于有特殊要求的场合。
右旋
左旋
§6-1 螺纹的形成和主要参数
驱动力矩：
T F d2 2
d2 2
Fatg( )
当λ>ρν时， Ft>0，
当λ=ρν时， Ft=0，
当λ<ρν时， Ft<0，
要使滑块下移，必须施加与图示方向相反的驱动力，否则，无论有多大，滑块都不会自行
下滑，这种现象称为自锁。
自锁条件为 λ≤ρν
§6-1 螺纹的形成和主要参数
四、螺纹副的受力分析、效率和自锁 螺杆转动2π角时，驱动力矩输入功为
公称直径（大径）
粗
牙
Dd
3 4 5 6 8 10
螺距P
0.5 0.7 0.8
1 1.25 1.5
中径 D2 d2 2.675 3.545 3.545 5.350 7.188
9.026
12
1.75
10.863
(14) 16ห้องสมุดไป่ตู้
2
12.701
2
14.701
(18) 20 (20) 24 (27) 30
2.5
§ 6.7 其他联接 本章小结
第章 联 接
联接
可拆联接:当拆开时,无须破坏或损伤联接中的零件 (如:键、花键、螺纹联接等）
不可拆联接:当拆开时,至少要破坏或损伤联接中的一 个零件（如：焊接、铆接等）
过盈配合：介于以上两种联接之间，主要取决于过盈量的大小； 大多数情况下是不可拆卸，但过盈量不大的配合， 又可视为可拆联接（如：滚动轴承内圈与轴的配合）。
16.376
2.5
18.376
2.5
20.376
3
22.052
3
25.052
3.5
27.727
注：括号内的公称直径为第二系列
小径 D2 d2 2.459 3.242 4.134 4.918 6.647 8.376
10.106
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
A1 2T F d 2 tan( v)
输出功为
A2 FS Fd 2 tan
螺旋副的效率
A2 tan A1 tan( v)
导程角λ越小或当量摩擦角ρν越大，螺纹的自锁性越好，传动效率越低。
§6.2 螺纹联接
1.螺栓联接
主要用于被联接件不太厚并能从两边进行装配的场合。
三角形螺纹
普通螺纹α = 60˚ 管螺纹α = 55˚
普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为 粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。
粗牙螺纹应用最广 细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高， 缺点：不耐磨易滑扣。 应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。
P 60˚
L0
六角头 L
L0
小六角头
螺栓的结构形式
d d
二、螺纹紧固件
螺栓 螺 纹 双头螺柱 紧 固 件
L
L1
L0
d L1 -----座端长度 L0 -----螺母端长度
二、螺纹紧固件
螺栓 螺 纹 双头螺柱 紧 螺钉、紧定螺钉 固 件
头部结 构
末端结 构
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹 双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉 固
圆螺母用止动垫圈
§6.2 螺纹联接
6.2.3 螺纹联接的预紧和防松 1. 螺纹联接的预紧
预紧力：螺纹联接在承受工作载荷之前预先受到的一个拧紧
作用力Fp 。
二、 螺纹的类型
4.根据螺旋线的线数，螺纹分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹。
§6-1 螺纹的形成和主要参数
二、 螺纹的类型
5.根据螺纹所处位置，可分为内（阴）螺纹和外（阳）螺纹。
6.根据用途不同，螺纹分为联接螺纹和传动螺纹。
§6-1 螺纹的形成和主要参数
三、 圆柱螺纹的主要参数
（1）大径d 与外螺纹牙 顶或内螺纹牙底相重合的 假想圆柱体的直径，是螺 纹的最大直径。在螺纹的 标准中称为公称直径。
P/8
P/8
H=0.866P d2=d-0.6495P d1=d-1.0825P D、d ----内、外螺纹大径 D2、d2----内、外螺纹中径 D1、d1----内、外螺纹小径