机械设计基础讲义 联接
机械设计基础联接
04
销联接
销的类型与特点
类型
圆柱销、圆锥销、开口销、槽销等。
特点
销联接主要用于固定零件之间的相对 位置,可承受不大的载荷,具有结构 简单、工作可靠、装拆方便等特点。
销联接的应用与设计计算
应用
销联接广泛应用于各种机械设备中,如机床、汽车、起重机 等,用于固定轴与轴上零件的位置,或作为安全装置中的过 载剪断元件。
过盈联接的设计计算
确定基本尺寸
根据联接件的结构和强度要求,确定过盈联接的基本尺寸。
选择配合公差
根据过盈量的大小和联接件的材料、结构等因素,选择合适的配 合公差。
校核联接强度
根据过盈联接的受力情况和材料的力学性能,校核联接的强度是 否满足要求。
过盈联接的装配与拆卸
装配方法
一般采用压入法或温差法进行装 配。压入法是用压力机将配合件 压入,温差法是将包容件加热或
点、低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与
母材相互扩散而实现连接焊件的方法。
胶接的原理与应用
胶接原理
利用胶粘剂与被粘物表面的物理和化学作用 ,使两个被粘物牢固地联接在一起。胶粘剂 通常由粘料、固化剂、增塑剂、稀释剂、填 料于汽车、航空航天、电子 电器、建筑等领域。例如,在汽车制造中, 胶接被用于车身覆盖件、车门、车窗等部位 的联接。
联接在工程中的应用
01
02
03
传递动力
如汽车发动机中的曲轴与 连杆之间的联接,用于传 递动力。
传递运动
如机床中的丝杠与螺母之 间的联接,用于将旋转运 动转换为直线运动。
保持相对位置
如建筑中的钢结构联接, 用于保持建筑物的稳定性 和安全性。
联接的基本要求
机械设计基础PPT课件第章联接ppt课件(2024)
通过螺旋线的运动轨迹,在圆柱或圆锥表面上加工出的具有相同截面形状的连续 凸起和沟槽。
螺纹的分类
根据截面形状不同,可分为三角形、矩形、梯形和锯齿形等;根据螺旋线方向不 同,可分为左旋和右旋;根据用途不同,可分为连接螺纹和传动螺纹。
2024/1/29
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螺纹联接的基本类型
2024/1/29
螺栓联接
钉头尾变成铆钉头尾形状,不能轻易拆卸。
2024/1/29
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。
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。
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03
键、花键和销联接
2024/1/29
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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。
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THANKS
感谢观看
2024/1/29
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熔化焊
将焊件接头加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。包括气焊、电弧焊、电渣焊、激 光焊等。
压力焊
通过对焊件施加压力(加热或不加热)来完成焊接的方法。包括电阻焊、摩擦焊、冷压焊 等。
钎焊
采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔化 温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。
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
§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
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
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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
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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》第十章联接
对联接故障进行自动诊断和修复,提高设备利用率。
绿色环保要求下改进方向
环保材料
选择可回收、低污染的 材料,减少对环境的影 响。
节能设计
优化联接结构,降低能 耗和排放。
绿色制造工艺
采用环保的制造工艺, 减少废弃物和有害物质 产生。
未来挑战和机遇
技术创新
行业标准制定
不断研发新型联接技术和材料,提高联接性 能和质量。
02 螺纹联接与紧固件
螺纹基本知识与参数
螺纹的形成和分类
螺纹是在圆柱或圆锥表面上,沿 着螺旋线所形成的具有规定牙型 的连续凸起和沟槽;主要分为普 通螺纹、管螺纹、矩形螺纹等。
螺纹的主要参数
包括大径、小径、中径、螺距、导 程、牙型角、螺纹升角等,这些参 数决定了螺纹的基本尺寸和形状。
螺纹的旋向与配合
控制装配力
在装配过程中,应控制装配力的大小 和方向,避免用力过猛导致零件变形 或损坏。
考虑热胀冷缩
对于采用热胀冷缩法装配的零件,应 充分考虑材料的热胀冷缩系数和温度 对配合尺寸的影响。
失效形式及预防措施
失效形式
弹性环联接的失效形式主要包括弹性环断裂、弹性丧失、被联接件松动或脱落等;过盈配合的失效形式则主要包 括配合面磨损、变形、裂纹等。
焊接方法选择及质量控制
焊接方法选择
根据材料的种类、厚度以及使用要求等因素,可选择不同的焊 接方法,如电弧焊、气焊、激光焊等。
质量控制
在焊接过程中,需要对焊接工艺参数、焊接材料、焊接环境等 因素进行严格控制,以确保焊接质量符合要求。同时,还需要 进行焊接后的质量检验和处理。
不同材料间焊接问题探讨
材料间焊接性分析 不同材料之间的焊接性存在差异,需要进行焊接性分析, 以确定合适的焊接方法和工艺参数。
机械设计基础课件——第二章联接
▪ 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。
《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