最新2019-机械设计基础联接-PPT课件
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机械设计基础PPT课件第章联接ppt课件
螺纹联接的预紧与防松
预紧
在装配时，对螺纹联接施加预紧力，使其产生预紧应力，以提高联接的刚性和紧密性。 预紧力的大小应根据联接的重要性和使用要求来确定。
防松
为了防止螺纹联接在振动或冲击载荷作用下发生松动，需要采取防松措施。常见的防松 方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。其中，摩擦防松是通过增加 螺纹副间的摩擦力来防止松动；机械防松是利用止动件来阻止螺纹副间的相对转动；破
坏螺旋副运动关系防松是将螺纹副转变为非运动副，从而消除松动的可能性。
03
键、花键和销联接
键联接的类型与特点
平键联接
结构简单，装拆方便，对中性好，适合高速、承受变 载和冲击载荷的场合。
斜键联接
适用于传递较大转矩和轴向力，但装拆较困难，对中 性较差。
半圆键联接
适用于锥形轴端与轮毂的联接，能自动适应轴的锥度 ，但轴上键槽较深，削弱了轴的强度。
02 03
抽芯铆接
使用抽芯铆钉连接两个被连接件的方法，也属于不可拆连接。抽芯铆钉 由钉杆和钉套组成，通过专用设备将钉杆拉断后，钉套留在连接处，形 成紧密的连接。
压铆连接
利用压铆机将压铆螺母或压铆螺钉等紧固件牢固地压接在工件上的连接 方式。具有操作简便、高可靠性、高抗振性等优点。
06
联轴器与离合器
联轴器的类型与特点
联接的功能与要求
功能
实现零部件之间的连接和固定，传递运动和动力，保证机器或设备的正常运转 。
要求
联接应具有足够的强度、刚度和稳定性，能够承受工作载荷和振动；同时应满 足装配、调整和维修的方便性。
联接的设计原则
根据工作条件和要求，选择 合适的联接类型和结构形式 。
考虑制造工艺和经济性，选 择合适的材料和加工方法。
机械设计基础 第十章 联接
§10—4 螺纹联接的基本类型及 螺纹紧固件
一、螺纹联结基本类型 二、螺纹紧固件
一、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接 a) 普通螺栓联接：
被连接件通孔不带螺纹，被联接件不太厚， 装拆方便。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 失，结构简单，可多次装拆，应用较广。
牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替。
梯形螺纹特点： =2=30。比矩形螺纹效率略低。 牙根强度高，易于对中，易于制造，剖分螺母 可消除间隙，在螺旋传动中有广泛应用。
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 = 0.1~0.15） 查得： 解： 1、首先求螺纹升角λ 。
粗牙螺纹
细牙螺纹
2、管螺纹 特点：用于管件连接的三角螺纹，=55,螺纹面间 没有间隙，密封性好，适用于压强在1.6MPa以下的 连接。管螺纹广泛用于水、汽、油管路联接中。
管螺纹除普通细牙螺纹外，还有60º 55º 、 的圆柱 管螺纹和60º 55º 、 的圆锥管螺纹。 管螺纹公称直径是管子的公称通径。
L=nP(n=2) L=nP(n=2) L=nP(n=2)
dd d dd 2 2 d2 dd 1 1 d1
P P P
d 1 1 d 1 d d 2 2 d 2 d d d d
hh h
LL L
4）螺 距 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）导程（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）线数n —螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。 螺距、导程、线数之间关系：S=nP
M10螺纹： 螺距P=1.5mm，中径d2=9.026mm； M68螺纹： 螺距P=6mm， 中径d2=64.103mm。 M10螺纹升角：
机械设计基础课件-联接
联接的分类
静联接：在机器工作中，不允许零部件之间存 在相对运动的联接。
动联接：机器工作时，零部件之间可以有相对运动。 例如：机构中，各种运动副之间的联接。
静联接
可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆
开的联接。例如：螺纹联接、键联接。
不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开
的联接。例如：铆接、焊接等。
重点学习—螺纹联接、键联接
§10.1 螺纹联接
一、螺纹形成及主要参数
1、形成原理：
2、类型
三角螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
外螺纹 内螺纹
单线 双线 三线 多线
左旋 右旋
二者旋合组成螺旋副或螺纹副
3、主要参数
d — 螺纹大径 d1 — 螺纹小径 d2 — 螺纹中径 z — 螺纹线数 p — 螺距
v
ρ
F fFn
ψ
Fa
πd2
FR
ψ+ρ
Fa F
2）斜块等速下降
FR ψ-ρ
Fa F
ψ
FR
Fn
v
ρ
fFn
F
ψ
Fa
πd2
（阻抗力）F = Fatan(ψ -ρ）
螺母——滑块，螺杆——斜面
2、螺旋副力分析、效率和自锁
1） 矩形螺纹
• 拧紧螺纹
T1
F
d2 2
Fa d2 2
tan(
)
效率
输出功 输入功
Fa s
表10-4）： 1.摩擦防松：弹簧垫圈、对顶双螺母、自锁螺母 2. 机械防松：采用专门的防松元件 3.变性法－不可拆卸防松（铆冲；粘接； 焊接）
1. 摩擦防松
弹簧垫圈防松
对顶螺母（双螺母）防松
静联接：在机器工作中，不允许零部件之间存 在相对运动的联接。
动联接：机器工作时，零部件之间可以有相对运动。 例如：机构中，各种运动副之间的联接。
静联接
可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆
开的联接。例如：螺纹联接、键联接。
不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开
的联接。例如：铆接、焊接等。
重点学习—螺纹联接、键联接
§10.1 螺纹联接
一、螺纹形成及主要参数
1、形成原理：
2、类型
三角螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
外螺纹 内螺纹
单线 双线 三线 多线
左旋 右旋
二者旋合组成螺旋副或螺纹副
3、主要参数
d — 螺纹大径 d1 — 螺纹小径 d2 — 螺纹中径 z — 螺纹线数 p — 螺距
v
ρ
F fFn
ψ
Fa
πd2
FR
ψ+ρ
Fa F
2）斜块等速下降
FR ψ-ρ
Fa F
ψ
FR
Fn
v
ρ
fFn
F
ψ
Fa
πd2
（阻抗力）F = Fatan(ψ -ρ）
螺母——滑块，螺杆——斜面
2、螺旋副力分析、效率和自锁
1） 矩形螺纹
• 拧紧螺纹
T1
F
d2 2
Fa d2 2
tan(
)
效率
输出功 输入功
Fa s
表10-4）： 1.摩擦防松：弹簧垫圈、对顶双螺母、自锁螺母 2. 机械防松：采用专门的防松元件 3.变性法－不可拆卸防松（铆冲；粘接； 焊接）
1. 摩擦防松
弹簧垫圈防松
对顶螺母（双螺母）防松
机械设计基础课件!联接解析
联接 传动
旋向(螺旋线方向)：常用右旋，特殊要求时用左旋
问题：旋向判断 ？ 2020/11/1
编制：吕亚清
5
牙型:
60 ° 普通 α =60 ° β＝30°
矩形 α =0 ° β＝0°
2020/11/1
30 ° 梯形
α =30 ° β＝15°
锯齿形
3° 30 ° β工＝3°, β非＝30°
牙 α =60 ° 非
→合反力FR ∵(滑块) 合力＝０
FR与Fn夹角→摩擦角ρ: tgρ＝ f ＝ Ff /Ｆn ∴ＦR与Ｆa 夹角＝φ＋ρ
∴Ｆ＝Ｆa·tg(φ ＋ρ)
作用在螺旋副上的驱动力矩：
2020/11/1
T
F
d2 2
Hale Waihona Puke Fa tg (编制：吕亚清
)
d2 2
13
2. 当匀速下降 :
→施加水平支持力Ｆ
FnFR Ff
(匀速下滑)
2020/11/1
编制：吕亚清
8
螺 内螺纹 纹 外螺纹
螺旋副→ 螺纹联接(静联接→构件) 螺旋传动(动联接→机构)
2020/11/1
编制：吕亚清
9
2. 主 要 参 数
大径d、D： 最大直径—公称直径
小径d1： 外螺纹的危险剖面直径——强度直径
中径d2、D2：假想直径，牙型沟槽宽与牙的宽度相 等 ——计算直径
机械设计基础
2020/11/1
编制：吕亚清
主讲：吕亚清 机电工程学院 机械设计研究室
1
第十章 连接
总论 螺纹联接 键联接和花键联接 销联接
2020/11/1
编制：吕亚清
2
总
机械设计基础课件——第二章联接
2.半圆键联接（图2-4）
▪ 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动， 键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。其特点是工 艺性好，装配方便，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接，但是轴槽对轴 的强度削弱较大，只适宜轻载静联接。
▪ 3.楔键联接（图2-5）
▪ 键的上、下面为工作表面，键的上表面和轮毂槽底面均制成1∶100的 斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传 递小部分单向轴向力。
第三节 螺纹联接和螺旋传动
▪
一、螺纹的主要参数
▪ 1.大径d
▪ 它是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。一般定为螺纹的公称 直径。
▪ 2.小径d1 ▪ 它是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。一般为外螺纹危险剖
面的直径。
▪ 3.中径d2 ▪ 它是一个假想圆柱的直径，该圆柱母线上的螺纹牙厚等于牙间宽。
▪
图 2-6
▪ 二、平键联接的选择计算
▪ 1.类型选择
▪ 键的类型应根据键联接的结构、使用特点及工作条件来选择。选择 时应考虑以下方面的情况：联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑 动距离的长短；键在轴上的位置等。
▪ 2.尺寸选择
▪ 根据轴的公称直径d,从相关手册中选择平键的尺寸b×h。根据轮毂 长度选择键长：静联接时键长应略小于轮毂长度，动联接时要考虑移 动距离；另外键长还应符合表中的标准长度系列。
▪ 7.牙型角（α）和牙侧角（β）
▪ 在轴向剖面内，螺纹牙型两侧边的夹角，用α表示。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的 夹角称为牙侧角，用β表示。
▪
二、螺纹的类型、特点和应用
▪ 1.三角螺纹
▪ 公制三角形螺纹的牙型角α＝60°，其大径d为公称直径。三角形螺纹的当 量摩擦系数大，自锁性能好,螺纹牙根部较厚，牙根强度高，广泛应用于各种 紧固联接。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， 其余都称为细牙螺纹。由图2-9a可见，细牙螺纹的螺距小且中径及小径均较 粗牙螺纹的大，故细牙螺纹的升角小，自锁性能好，但牙的工作高度小，不 耐磨、易滑扣，适用于薄壁零件、受振动或变载荷的联接，还可用于微调机 构中。
▪ 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动， 键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。其特点是工 艺性好，装配方便，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接，但是轴槽对轴 的强度削弱较大，只适宜轻载静联接。
▪ 3.楔键联接（图2-5）
▪ 键的上、下面为工作表面，键的上表面和轮毂槽底面均制成1∶100的 斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传 递小部分单向轴向力。
第三节 螺纹联接和螺旋传动
▪
一、螺纹的主要参数
▪ 1.大径d
▪ 它是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。一般定为螺纹的公称 直径。
▪ 2.小径d1 ▪ 它是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。一般为外螺纹危险剖
面的直径。
▪ 3.中径d2 ▪ 它是一个假想圆柱的直径，该圆柱母线上的螺纹牙厚等于牙间宽。
▪
图 2-6
▪ 二、平键联接的选择计算
▪ 1.类型选择
▪ 键的类型应根据键联接的结构、使用特点及工作条件来选择。选择 时应考虑以下方面的情况：联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑 动距离的长短；键在轴上的位置等。
▪ 2.尺寸选择
▪ 根据轴的公称直径d,从相关手册中选择平键的尺寸b×h。根据轮毂 长度选择键长：静联接时键长应略小于轮毂长度，动联接时要考虑移 动距离；另外键长还应符合表中的标准长度系列。
▪ 7.牙型角（α）和牙侧角（β）
▪ 在轴向剖面内，螺纹牙型两侧边的夹角，用α表示。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的 夹角称为牙侧角，用β表示。
▪
二、螺纹的类型、特点和应用
▪ 1.三角螺纹
▪ 公制三角形螺纹的牙型角α＝60°，其大径d为公称直径。三角形螺纹的当 量摩擦系数大，自锁性能好,螺纹牙根部较厚，牙根强度高，广泛应用于各种 紧固联接。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， 其余都称为细牙螺纹。由图2-9a可见，细牙螺纹的螺距小且中径及小径均较 粗牙螺纹的大，故细牙螺纹的升角小，自锁性能好，但牙的工作高度小，不 耐磨、易滑扣，适用于薄壁零件、受振动或变载荷的联接，还可用于微调机 构中。
《机械设计基础》第10章轴及轴毂联接PPT课件
光轴
阶梯轴
②按轴的轴线形状可分为:直轴、曲轴、挠性轴
直轴
曲轴
挠性钢丝轴
③按轴功用和承载情况，可分为三种类型： 转轴—既传递扭矩又承受弯矩 心轴—只承受弯矩 传动轴—只传递扭矩
自行车前轴--心轴
汽车的传动轴
减速器轴—转轴 此外，轴还可以分为实心轴和空心轴。
二、轴的材料
1.选择轴的材料时应主要考虑的因素： （1）轴的强度、刚度及耐磨性要求； （2）轴的热处理方法及机加工工艺性的要求； （3）轴的材料来源和经济性等。 2.轴的常用材料
⑺刚度校核计算（略） ❖5.绘制轴的工作图。
10.5 轴毂连接
轴毂连接：实现轴和轴上零件周向固定的连接。 轴毂连接的主要形式：键连接和花键连接。
一、键连接、花键和销连接
（2）实例：
圆轴表面上任意一点A在任一瞬时的弯曲正应力为：
AM Iz yAM Iz Rsint
应力循环（或周期）：交变应力从最大变到最小、 再从最小变到最大的变化过程。
(3)交变应力的参数
①最大应力σmax ②最小应力σmin
③循环特征系数 r min max
④平均应力
max min 2 m
➢截面C右侧的合成弯矩为：
M C 2 M h 2 C M v 2 2 C 9 . 6 2 3 8 2 . 1 2 1 1 8 . 9 2 N m 2 3
⑸绘制扭矩图 ➢齿轮与联轴器之间的扭矩为：
T 95P 4 995 1 4 0 9 4.7 7N 2 3 m
n 2
202
⑹确定危险截面，强度校核计算 ➢绘制当量弯矩图（图11.6.15f）因为轴为单向转动， 所以扭矩为脉动循环，折合系数为α=0.6，危险截 面C处的弯矩为 ：
机械设计基础课件!联接
对顶螺母防松
2019/12/16
编制：吕亚清
32
2 .机械防松
用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们 之间相对转动的可能性
开口销、止动垫圈、串联钢丝防松
螺栓
2019/12/16
开槽螺母 开口销 编制：吕亚清
装配图 33
止动垫圈防松
用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们 之间相对转动的可能性
一．失效形式 二．设计步骤 三．松螺栓联接强度设计 四．紧螺栓联接强度设计
1. 仅受预紧力的紧螺栓联接 2. 受横向载荷的紧螺栓联接 3. 受轴向载荷的紧螺栓联接
2019/12/16
编制：吕亚清
37
一. 失效形式
失效形式： 1. 螺栓杆拉断（普通螺栓） 2. 螺纹压溃和剪断（受剪螺栓） 3. 经常装拆因磨损而发生滑扣 普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂 受剪螺栓(铰制孔螺栓)主要为压溃和剪切
2019/12/16
编制接、吊环螺栓联接、 T形槽螺栓联接
2019/12/16
编制：吕亚清
25
二. 螺纹紧固件
螺栓 一．普通螺栓 二．铰制孔螺栓
双头螺栓 螺钉
一．联接螺钉 二．紧定螺钉、自攻螺 钉 螺母：六角螺母、圆螺母 垫圈：平垫圈、斜垫圈
T1
Fａd 2 2
tan(
v )
螺母与支承面间摩擦力矩 T2 ：
T T1 T2
T2 f z Fａrm
施加在扳手上的力FT
2019/12/16
编制：吕亚清
T T1 T2 FT L
27
控制拧紧力矩的扳手
定力矩扳手
测力矩扳手
2019/12/16
2019/12/16
编制：吕亚清
32
2 .机械防松
用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们 之间相对转动的可能性
开口销、止动垫圈、串联钢丝防松
螺栓
2019/12/16
开槽螺母 开口销 编制：吕亚清
装配图 33
止动垫圈防松
用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们 之间相对转动的可能性
一．失效形式 二．设计步骤 三．松螺栓联接强度设计 四．紧螺栓联接强度设计
1. 仅受预紧力的紧螺栓联接 2. 受横向载荷的紧螺栓联接 3. 受轴向载荷的紧螺栓联接
2019/12/16
编制：吕亚清
37
一. 失效形式
失效形式： 1. 螺栓杆拉断（普通螺栓） 2. 螺纹压溃和剪断（受剪螺栓） 3. 经常装拆因磨损而发生滑扣 普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂 受剪螺栓(铰制孔螺栓)主要为压溃和剪切
2019/12/16
编制接、吊环螺栓联接、 T形槽螺栓联接
2019/12/16
编制：吕亚清
25
二. 螺纹紧固件
螺栓 一．普通螺栓 二．铰制孔螺栓
双头螺栓 螺钉
一．联接螺钉 二．紧定螺钉、自攻螺 钉 螺母：六角螺母、圆螺母 垫圈：平垫圈、斜垫圈
T1
Fａd 2 2
tan(
v )
螺母与支承面间摩擦力矩 T2 ：
T T1 T2
T2 f z Fａrm
施加在扳手上的力FT
2019/12/16
编制：吕亚清
T T1 T2 FT L
27
控制拧紧力矩的扳手
定力矩扳手
测力矩扳手
2019/12/16
机械设计基础课件第8章联接
8.1.2
螺纹的主要参数
1.大径d（D）：螺纹的最大直径在标准中也作公称 直径。 2.小径d1(D1) ：即螺纹的最小直径。 3.中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的 假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径 d2≈0.5(d+d1)。 4.螺距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。
H H H H
(b) (b) (b) (b)
4. 螺钉联接 适用于被联接件之一较厚，不需经常装拆的地方。 一端有螺钉头，不需螺母，适合于受载较小场合。
l1l1
dd
l3l3 l2l2
H H
(b) (b)
5.紧定螺钉联接
拧入后，利用杆末端顶住另一零件表
面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的
相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩。
8.2
8.2.1
1. 螺栓联接
普通螺纹联接
普通螺纹联接的基本类型及应用
当被联接件不太厚时，被联接件加工出通孔，不带螺纹，螺 杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙。结构简 单，装拆方便，可多次装拆，应用较广。
d0 d0 d0
a
a
a
l1 l1 l1
d
d d (a) (a)
(b) (b)
2. 铰制孔用螺栓联接 装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定 位用，用基孔制配合的铰制孔螺栓联接。
3. 双头螺柱联接 螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入 被联接件，另一端配以螺母。适用于常拆卸而被联接 件之一较厚的场合。折装时只需拆螺母，而不将双头 螺柱从被联接件中拧出。
dd d d
l1l1 l1l1
dd d d
H H H H
l2l2 l2l2
机械设计基础PPT课件第章联接ppt课件
一、 螺纹联接的基本类型
e
基 本 类 型
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H，当螺孔材料为： 钢或青铜 H=d; 铸铁 H=(1.25~1.5)d 铝合金 H=(1.5~2.5)d 螺纹孔深度 H1=H+(2~2.5)P; 钻孔深度 H2=H1+(0.5~1)d;
l1
螺纹余留长度l1 静载荷l1>=(0.3~0.5)d; 变载荷l1>=0.75d; 冲击载荷或弯曲载荷l1≥ d; 铰制孔用螺栓l1≈ 0; 螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d; 螺栓轴线到边缘的距离 e=d+(3~6) mm
长沙交通学院专用
a
d 铰制孔螺栓
§10－4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
d d2 d1
相邻两牙在中径线上对应两点间
(5) 导程S S = nP
同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
(6) 螺纹升角ψ
的平面的夹角
ψ α β β
中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
(7)牙型角 α
轴线的垂线间的夹角。
轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹
nP tgψ= πd 2
FR
F
列出力平衡方程：
FR + Fa +F =0 作力多边形可得：
v
ρ
ψ
ψ -ρ
Fa F F’ d2
Fa
F=Fatg(ψ-ρ )
驱动力矩：
ψ-ρ
Fa
FR
F
d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
长沙交通学院专用
F
d2 T Fa tg ( ) 2
若ψ >ρ ，则T为正值，其方向与螺 F 母运动方向相反，是阻力； 若 ψ ≤ ρ ， 则 T 为负值，方向相反， 其方向与预先假定的方向相反，而与螺 T 母运动方向相同，成为放松螺母所需外 加的驱动力矩。
e
基 本 类 型
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H，当螺孔材料为： 钢或青铜 H=d; 铸铁 H=(1.25~1.5)d 铝合金 H=(1.5~2.5)d 螺纹孔深度 H1=H+(2~2.5)P; 钻孔深度 H2=H1+(0.5~1)d;
l1
螺纹余留长度l1 静载荷l1>=(0.3~0.5)d; 变载荷l1>=0.75d; 冲击载荷或弯曲载荷l1≥ d; 铰制孔用螺栓l1≈ 0; 螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d; 螺栓轴线到边缘的距离 e=d+(3~6) mm
长沙交通学院专用
a
d 铰制孔螺栓
§10－4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
d d2 d1
相邻两牙在中径线上对应两点间
(5) 导程S S = nP
同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
(6) 螺纹升角ψ
的平面的夹角
ψ α β β
中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
(7)牙型角 α
轴线的垂线间的夹角。
轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹
nP tgψ= πd 2
FR
F
列出力平衡方程：
FR + Fa +F =0 作力多边形可得：
v
ρ
ψ
ψ -ρ
Fa F F’ d2
Fa
F=Fatg(ψ-ρ )
驱动力矩：
ψ-ρ
Fa
FR
F
d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
长沙交通学院专用
F
d2 T Fa tg ( ) 2
若ψ >ρ ，则T为正值，其方向与螺 F 母运动方向相反，是阻力； 若 ψ ≤ ρ ， 则 T 为负值，方向相反， 其方向与预先假定的方向相反，而与螺 T 母运动方向相同，成为放松螺母所需外 加的驱动力矩。
机械设计基础课件+联接
机械设计基础课件 联接
汇报人：
202X-12-29
目录
CONTENTS
• 联接的定义与分类 • 机械联接： • 活动联接： • 固定联接： • 特殊联接方式：
01
联接的定义与分类
定义
联接
在机械设计中，联接指的是将两 个或多个零件组合在一起，以实 现一定的运动关系或固定的相对 位置。
目的
联接的主要目的是确保机械系统 的稳定性和可靠性，同时满足设 计要求的各种运动和力的传递。
05
特殊联接方式：
过盈配合
总结词
过盈配合是一种利用零件间的过盈量来实现紧密联接的方 式。
详细描述
过盈配合通过选择合适的过盈量，使两个零件在装配时产 生压力，从而实现联接。这种配合方式适用于传递扭矩、 承受一定轴向力或防止轴向位移的场合。
特点
过盈配合具有较高的承载能力、稳定性好、寿命长等优点 ，但装配和拆卸较为困难，需要专用工具和设备。
详细描述
粘合剂在连接过程中起到媒介的作用，通过粘合剂的粘附力和内聚力将两个物体紧密结合在一起。粘 接具有工艺简单、成本低廉、适用范围广等优点，但粘接的耐久性和承重能力相对较低。
铆接与胀接
要点一
总结词
铆接和胀接都是通过机械方式将两个金属件永久性连接在 一起的工艺。
要点二
详细描述
铆接是通过将金属钉或铆钉插入两个金属件的连接处，然 后进行挤紧或锻打，使金属件之间形成紧密的结合。胀接 则是通过在管子或筒体上施加压力，使管子或筒体的一部 分扩张并紧紧地贴合在另一部件上，形成牢固的连接。铆 接和胀接都具有较高的耐久性和承重能力，适用于各种金 属结构的制造和维修。
过渡配合具有较好的装配性能和拆卸性能，同时能够提供较好的联接刚 度和稳定性。但需要注意控制孔和轴的尺寸公差和表面粗糙度，以保证 装配效果。
汇报人：
202X-12-29
目录
CONTENTS
• 联接的定义与分类 • 机械联接： • 活动联接： • 固定联接： • 特殊联接方式：
01
联接的定义与分类
定义
联接
在机械设计中，联接指的是将两 个或多个零件组合在一起，以实 现一定的运动关系或固定的相对 位置。
目的
联接的主要目的是确保机械系统 的稳定性和可靠性，同时满足设 计要求的各种运动和力的传递。
05
特殊联接方式：
过盈配合
总结词
过盈配合是一种利用零件间的过盈量来实现紧密联接的方 式。
详细描述
过盈配合通过选择合适的过盈量，使两个零件在装配时产 生压力，从而实现联接。这种配合方式适用于传递扭矩、 承受一定轴向力或防止轴向位移的场合。
特点
过盈配合具有较高的承载能力、稳定性好、寿命长等优点 ，但装配和拆卸较为困难，需要专用工具和设备。
详细描述
粘合剂在连接过程中起到媒介的作用，通过粘合剂的粘附力和内聚力将两个物体紧密结合在一起。粘 接具有工艺简单、成本低廉、适用范围广等优点，但粘接的耐久性和承重能力相对较低。
铆接与胀接
要点一
总结词
铆接和胀接都是通过机械方式将两个金属件永久性连接在 一起的工艺。
要点二
详细描述
铆接是通过将金属钉或铆钉插入两个金属件的连接处，然 后进行挤紧或锻打，使金属件之间形成紧密的结合。胀接 则是通过在管子或筒体上施加压力，使管子或筒体的一部 分扩张并紧紧地贴合在另一部件上，形成牢固的连接。铆 接和胀接都具有较高的耐久性和承重能力，适用于各种金 属结构的制造和维修。
过渡配合具有较好的装配性能和拆卸性能，同时能够提供较好的联接刚 度和稳定性。但需要注意控制孔和轴的尺寸公差和表面粗糙度，以保证 装配效果。
机械设计基础课件!联接(含多款)
机械设计基础课件!联接(含多款)机械设计基础课件：联接一、概述机械设计是机械工程领域的重要组成部分，涉及将理论知识应用于解决实际工程问题。
机械设计基础课件旨在为学习者提供机械设计的基本原理和方法，使他们对机械设计有全面、系统的了解。
本文主要讨论机械设计中的联接问题，包括联接的定义、分类、设计和分析等方面。
二、联接的定义和分类1.定义联接是指将两个或多个零件固定在一起，使它们在相对位置和运动关系上保持一定的约束关系。
在机械设计中，联接是确保机械系统正常运行的重要环节。
2.分类（1）固定联接：通过焊接、铆接、螺纹联接等方式将两个零件固定在一起，使其在相对位置和运动关系上保持不变。
（2）可动联接：通过销轴联接、槽轴联接、铰链联接等方式将两个零件连接在一起，使其在相对位置和运动关系上具有一定的可动性。
（3）滑动联接：通过滑动轴承、导轨、滑块等方式实现两个零件之间的相对滑动。
（4）弹性联接：利用弹性元件（如弹簧、橡胶等）实现两个零件之间的相对运动和力的传递。
三、联接的设计1.设计原则（1）满足使用要求：联接应满足机械系统在运行过程中的强度、刚度、精度、稳定性等要求。
（2）结构简单、紧凑：在满足使用要求的前提下，尽量简化结构，减小尺寸，降低成本。
（3）便于制造、安装和维护：联接应易于加工、装配和维修，以提高生产效率和降低使用成本。
（4）具有良好的工作性能和可靠性：联接应在预定的使用寿命内，保持良好的工作性能和较低的故障率。
2.设计步骤（1）分析联接的工作条件：了解联接在工作过程中所承受的载荷、运动方式、环境条件等。
（2）选择合适的联接形式：根据工作条件，选择合适的联接形式，如固定联接、可动联接等。
（3）确定联接的尺寸和参数：根据载荷和强度要求，确定联接的尺寸和参数，如螺纹直径、销轴直径等。
（4）进行联接的强度校核：对联接进行强度校核，确保其在工作过程中不发生破坏。
（5）绘制联接的工程图：根据设计结果，绘制联接的工程图，包括联接的形状、尺寸、公差等。
《机械设计基础》第十章 联接
二、螺纹联接的防松
在静载荷和工作温度变化不大的情况下，拧紧的螺纹联接件因满足 自锁性条件，一般不会自动松脱。 但在冲击、振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联 接仍有可能松脱。高温的螺纹联接，由于温差变形差等原因，也可能发 生松脱现象。
螺纹防松的根本问题在于防止螺纹副转动。 螺纹防松的措施 1、摩擦防松 弹簧垫圈 对顶螺母 尼龙圈锁紧螺母
用于较厚的被联接件或为了结构紧凑必须采用盲孔的 联接。装配时一端拧入被联接件的螺纹孔中，另一端 穿过被联接件的通孔，再拧上螺母。允许多次拆装而 不损坏联接零件。
3、螺钉联接 (screw)
螺钉直接旋入被联接件的螺纹孔中，省去了螺母，结构 上比双头螺柱简单。但这种联接不宜经常拆装，以免被 联接件的螺纹孔磨损而导致修复困难。
当推动滑块沿斜面等速上升时，可得水平推力 F＝Qtg（λ＋ρ′）
d 2 Qd 2 tg( ) 2 2 驱动力矩用来克服螺旋副的摩擦阻力和升起重物。
驱动力矩 T F
螺纹副的效率是有效功与输入功之比。若按螺旋传动一圈计算，输入 功为2πT，此时升举滑块（重物）所作的有效功为QS，故螺旋副效率为
§10-1 螺 纹
(screw thread)
一、螺纹的形成
将一个直角三角形沿底边与 一圆柱体底面圆周复合而绕在圆 柱体上，则其斜边在圆柱体表面 形成一条螺旋线。取一平面图形， 使它沿着螺旋线运动，运动时保 持此图形通过圆柱体的轴线，就 得到螺纹。按平面图形的形状， 螺纹分为三角形、矩形、梯形、 锯齿形等。
例10－1 试计算粗牙普通螺纹M10和M68的螺纹升角；说明在静载荷下这 两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数f＝0.1～0.15） 解：（1）螺纹升角 由表10－1查得M10的螺距P＝1.5mm，中径d2＝ 9.026mm；M68的P＝6mm，d2＝64.103mm。 对于M10 arc tg 对于M68 arc tg
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1 12 20 0°C°C 1 1 d d0 0
3 30 0° ° 1 15 5° °
应d d0用0 时带翅1 垫15 5° ° 圈内舌嵌入轴
第十章 联 接 (connection)
§10—1 螺 纹 (screw thread)
一、螺纹的形成
如用一个三角形K沿螺旋线运
动并使K平面始终通过圆柱体轴线
YY-这样就构成了三角形螺纹。同
LLL
样改变平面图形K，可得到矩形、
梯形、锯齿形、管螺纹
dddd
yyyy
KKKK yyyy dddd
二、螺纹的类型
2、双头螺柱联接(stud)——螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装
dd
配时一端旋入被联接件，另一端配以螺
母。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。
l1 l1
H H
折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从 被联接件中d d 拧出。
l3 l3
l2 l2
H H
l2 l2
( a( )a )
dd
( b( b) )
3、螺钉联接(screw)——适于被联接件
n n
d d
nn dd
RR
tt
XX
bb ll
tt
RR
9900°°
ll
4）紧定螺钉 锥 端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 平 端——接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大 的平面，适于经常拆卸 圆柱端——压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置 轻材料和金属薄板
5）自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹
按牙型: 三角形螺纹、管螺纹 ——联接螺纹 矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹
按位置： 内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹 外螺纹——在圆柱孔的外表面形成的螺纹
三角形螺纹： 粗牙螺纹——用于紧固件 细牙螺纹——同样的公称直径下，螺距最小，自锁性 好，适于薄壁细小零件和冲击变载等
根据螺旋线绕行方向： 左旋——如图 右旋——常用
3）中径d2 (pitch diameter)——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等 处的假想圆柱面的直径，
d2≈0.5(d+d1)
ddd dd2d22 dd1d11
PPP LL=L=n=nPnP(P(n(n=n2=)2=)2) LLL
ddddd2d22dd1d11
hhh
PPP LL=L=n=nPnP(P(n(n=n2=)2=)2) LLL
ddd dd2d22 dd1d11
PPP LL=L=n=nPnP(P(n(n=n2=)2=)2) LLL
ddddd2d22dd1d11
hhh
螺旋副的自锁条件为： v tg1cofsarctgfr
螺旋副的传动效率为： tg tg( v )
克服轴向力Q匀速上升所需的圆周力：
F Q tg (v) T F d 2 2 Q tg (v)d 2 2
特殊联接：地脚螺栓联接 , 吊环螺钉联接
二、螺纹联接件
1）螺栓 普通螺栓 ——六角头，小六角头，标准六角头， 大六角头, 内六角
铰制孔螺栓——螺纹部分直径较小螺母
1155°°~~3300°° rr
辗辗制制末末端端
倒倒 角角 端端
A A型型
倒倒 角角 端端
ds ds
d d
dada dsds dd ee
螺距、导程、线数之间关系：L=nP
7）螺旋升角ψ(lift angle)——中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋
线轴线的平面的夹角
arctgL/d2 arctgnd P2
8）牙型角α(thread angle)——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角 9）牙型斜角β——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角
dddd2dd22 dd1d11
hhh
ddddd2d22dd1d11
4）螺 距 P(pitch) ——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）导程S (lead)——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）线 数 n (number of line)——螺纹螺旋线数目，一般为便于 制造n≤4
l1 l1 1 l1
a a a
ddd
( a( )a( )a )
( b( )b( )b )
d d0 d0 0
b) 精密螺栓联接——装配后无间隙，主要承受横 向载荷，也可作定位用，采用基孔 制配合铰制孔螺栓联接
l1 l l1 1 l1
a a a a
ddd ( a( )a( )a )
(ห้องสมุดไป่ตู้b( )b( )b )
kk' ' lsls lglg
ss
kk
ll
2）双头螺柱——两端带螺纹
XX b bm m
辗辗 制制 末末 端端
B B型型 XX b bm m
XX bb
ll
辗辗 制制 末末 端端
XX bb
ll
ds ds
d d
A型——有退刀槽 B型——无退刀槽
3）螺钉 与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
dk dk
1155°°~~3300°°
ee dd
ss
mm
t t
d d
D1 D1
ee dd
d d
D1 D1
6）螺母(nut)
3 30 0° ° C C× × 4 45 5° °
DD
1 12 20 0°C°C1 1
DD
bb
Hb Hb ss
C C × × 41415 55°53°°3°0 ~0°~°33003°六30°0° ° 角螺圆母螺：母标+准止，3 30 0退° °扁3 3垫0 ，0° ° 圈厚——带有缺口，
l1 l1
之一较厚（上带螺纹孔），
不需经常装拆，一端有螺
H H
dd
l3 l3
l2 l2
H H
钉头，不需螺母，适于受
l2 l2
载较小情况
4、紧定螺钉联接——拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或 旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对 位置。可传递不大的轴向力或扭矩。
( b( b) )
( b( b) )
根据螺旋线头数： 单头螺纹（n=1）——用于联接 双头螺纹（n=2）——如图 多线螺纹（n≥2）——用于传动
三、螺纹的主要参数
1）外径（大径）d(major diameter)——与外螺纹牙顶相重合的 假想圆柱面直径，亦称公称直径
2）内径（小径）d1 (minor diameter)——与外螺纹牙底相重合 的假想圆柱面直径
四、常用螺纹的种类、特点与应用
具体见表4-1
§10—2 螺纹联接的类型及螺纹联接件
一、螺纹联接主要类型
1、螺栓联接(bolt)
a) 普通螺栓联接——被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不
d d0 d0 0
带螺纹，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
作中不许消失，结构简单，装拆方便
，可多个装拆，应用较广。