机械设计基础_第十章_连接
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普通平键连接属于静连接
（2）导向平键连接
导向平键连接属于动连接
返回
2 半圆键连接
特点：键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底
面间有间隙。但键槽较深，应力集中较大，对轴 的强度削弱较大，适于轻载、锥形轴端的连接。
半圆键实例
3 楔键连接
特点：楔键的上下面分别与毂和轴上的键槽的
底面贴合，为工作面，靠摩擦力传递转矩。
粗牙：常用 细牙：自锁性能更好。 常用于承受冲击、振 动及变载荷、或空心、 薄壁零件上及微调装 置中。
细牙缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。
2) 矩形螺纹
特点：牙形为正方形，=0，
所以效率高，用于传动。
3) 梯形螺纹
特点： =2=30。比矩形
螺纹效率略低，在螺旋传动 中有广泛应用。
4) 锯齿形螺纹
楔键连接
1. 平键连接
特点：平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽
底面间有间隙，定心性好。
类型：常用的平键有普通平键和导向平键。
（1）普通平键
1、类型：A型（圆头)、B型（方头）、C型（单圆头）。 2、轴上键槽加工方法：指状铣刀（A、C型）或盘铣
刀（B型）。
3、毂上键槽加工方法：插削或拉削。
普通楔键和钩头楔键
平键的选用和强度校核 1 平键的选用 （1）键的尺寸选择
断面尺寸 b×h： 根据轴径 d 查标准确定。 键长 L：应略短于轮毂的宽度，并符合标准尺寸系列。
附：键的长度系列：
10 12 14 16 18 20 22 25 32 36 40 45 50 63 70 80 90 100 110 125 140 160 …..
0.16~0.25 0.25~0.4 0.4~0.6
6~20 1.2 1 6~36 1.8 1.4 0.08~0.16 8~45 2.5 1.8
10~56 3.0 2.3
14~70 3.5 2.8 0.16~0.25 18~90 4.0 3.3 22~110 5.0 3.3 28~140 5.0 3.3 36~160 5.5 3.8 0.25~0.4
特点：工作边=3，非工作 边=30。
它综合了矩形螺纹效率高和 梯形螺纹牙根强度高的优点, 能承受较大的载荷,但只能用 于单向传动。
5) 圆柱管螺纹
特点：用于管件连接的三角螺纹,=55。
2、按照螺旋线的数目不同：单线、双线或多线
3、按螺纹的绕行方向：左旋螺纹、右旋螺纹 4、按在内外圆柱面的分布：内螺纹、外螺纹
B
变形 m
B
力 F0 F'
m 变形 m O1
AB
B
B
B
m
C m
D O2
m
变形
F0 F F //
一般连接工作载荷稳定时 F // (0.2 ~ 0.6)F 一般连接工作载荷又变化时 F // (0.6 ~ 1.0)F 一般连接工作载荷又变化时 F //≥ F
强度条件
F综合 A
4 1d.132 F0≤
三、螺纹连接的基本类型
1、螺栓连接
普通螺栓连接
铰制孔用螺栓连接
2、双头螺柱连接
3、螺钉连接
4、紧定螺钉连接
四、螺纹连接的预紧和防松 1. 螺纹连接的预紧力和预紧力矩
T T1 T2
T --拧紧螺母
所 需的拧 紧力矩
T1 --克服螺纹 副间的摩擦 力矩
T2 --克服螺母 环形面与被 连接件的摩 擦力矩
第十章 连接
定义和分类
连接是指连接件和被连接件的组合。
{ { 连接
动连接 静连接
可拆连接 拆连接
不可
静连接:在机器中，把两个零(部)件连接起来使之没 有相对运动的机械连接称为机械静连接,简称连接。
可拆连接:拆开连接时不会损坏连接件或被连接件。
10.1.1 螺纹连接
螺纹的形成
一、螺纹的主要参数
d--螺纹大径 d1--螺纹小径 d2--螺纹中径 n--线数 p--螺距 s--导程 λ--螺纹升角
，--牙型角，牙侧角 h--螺纹接触高度
arctan( s ) arctan( np )
d2
d2
二、 螺纹的类型、特点和应用
1、根据螺纹在螺杆轴向剖面上的形状不 同 1) 普通螺纹(三角形螺纹)
特点：螺纹的牙型角=2=60。 因牙型角大，所以当量
摩擦因数大，自锁性能 好，主要用于连接。
细牙螺纹与粗牙螺纹的比较
2) 止动垫圈
3) 串联钢丝
（3）破坏螺纹副法 1) 粘结法
2) 冲点法
五、螺栓连接的强度计算
1. 松螺栓连接的强度计算
强度条件
F A
4F
d12 ≤
设计公式
d1≥
4F
2. 只受预紧力作用的螺栓连接
螺栓最危险的截面上受拉应力和扭转剪应力的复 合作用
强度条件 设计公式
F A
41.3F /
轴的直径
d
自 6~8 〉8~10 〉10~12 〉12~17 〉17~22 〉22~30 〉30~38 〉38~44 〉44~50
〉50~58 〉58~65
〉65~75
bh
22 33 44 55
66 87 10 8 12 8 14 9
16 10 18 11
20 12
键的尺寸
键槽
C或r
L
t
t1 半径r
d12
≤
d1 ≥
41.3F /
4. 承受横向载荷作用的紧螺栓
fF /m≥ KFR
F/≥
KFR fm
m 1、K 1、f 0.2，则F /≥ 5FR
采用减载装置，用抗剪切零件来承受横向载荷， 螺栓只保证连接，不再承受工作载荷。
3. 轴向载荷作用的紧螺栓连接
力
F'
B B
力力
F 'F '
m
设计公式
d1 ≥
4 1.3F0
六、螺栓组连接的结构设计
1. 螺栓组连接的结构设计 1) 为了便于制造，使结合面受力均匀，被连接件的接 合面的几何形状常设计成简单的轴对称的几何形状；
2) 螺栓的布置应留有合理的间距、边距，以满足操 作所需的空间；
3) 为便于分度，分布在同一圆周上的螺栓数量应为 偶数，同组螺栓的直径、长度、材料应相同;
4) 避免螺栓产生附加的弯曲应力,使支承面平整。来自避免螺栓产生附加的弯曲应力
锻件或铸件等未加工表面常留有凸台或凹坑。
10.1.2 键连接
键连接就是用键来实现轴和轴上零件的周向固定， 来传递轴与毂之间的转矩，有些类型的键还能实现轴 上零件的轴向固定或轴向移动。
键是标准件 键连接的主要类型有
平键连接
半圆键连接
对于一般连接，可以不控制预紧力，预紧的程度 靠经验而定，对于重要的螺纹连接应严格控制预 紧力，以保证装配的质量，满足连接的强度和紧 密性。控制预计力较方便的方法是采用定力矩扳 手或测力矩扳手。
2. 螺纹连接的防松
（1）摩擦防松
1) 对顶螺母 2) 弹簧垫圈
3) 锁紧螺母
（2）机械防松 1) 开槽螺母与开口销
（2）导向平键连接
导向平键连接属于动连接
返回
2 半圆键连接
特点：键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底
面间有间隙。但键槽较深，应力集中较大，对轴 的强度削弱较大，适于轻载、锥形轴端的连接。
半圆键实例
3 楔键连接
特点：楔键的上下面分别与毂和轴上的键槽的
底面贴合，为工作面，靠摩擦力传递转矩。
粗牙：常用 细牙：自锁性能更好。 常用于承受冲击、振 动及变载荷、或空心、 薄壁零件上及微调装 置中。
细牙缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。
2) 矩形螺纹
特点：牙形为正方形，=0，
所以效率高，用于传动。
3) 梯形螺纹
特点： =2=30。比矩形
螺纹效率略低，在螺旋传动 中有广泛应用。
4) 锯齿形螺纹
楔键连接
1. 平键连接
特点：平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽
底面间有间隙，定心性好。
类型：常用的平键有普通平键和导向平键。
（1）普通平键
1、类型：A型（圆头)、B型（方头）、C型（单圆头）。 2、轴上键槽加工方法：指状铣刀（A、C型）或盘铣
刀（B型）。
3、毂上键槽加工方法：插削或拉削。
普通楔键和钩头楔键
平键的选用和强度校核 1 平键的选用 （1）键的尺寸选择
断面尺寸 b×h： 根据轴径 d 查标准确定。 键长 L：应略短于轮毂的宽度，并符合标准尺寸系列。
附：键的长度系列：
10 12 14 16 18 20 22 25 32 36 40 45 50 63 70 80 90 100 110 125 140 160 …..
0.16~0.25 0.25~0.4 0.4~0.6
6~20 1.2 1 6~36 1.8 1.4 0.08~0.16 8~45 2.5 1.8
10~56 3.0 2.3
14~70 3.5 2.8 0.16~0.25 18~90 4.0 3.3 22~110 5.0 3.3 28~140 5.0 3.3 36~160 5.5 3.8 0.25~0.4
特点：工作边=3，非工作 边=30。
它综合了矩形螺纹效率高和 梯形螺纹牙根强度高的优点, 能承受较大的载荷,但只能用 于单向传动。
5) 圆柱管螺纹
特点：用于管件连接的三角螺纹,=55。
2、按照螺旋线的数目不同：单线、双线或多线
3、按螺纹的绕行方向：左旋螺纹、右旋螺纹 4、按在内外圆柱面的分布：内螺纹、外螺纹
B
变形 m
B
力 F0 F'
m 变形 m O1
AB
B
B
B
m
C m
D O2
m
变形
F0 F F //
一般连接工作载荷稳定时 F // (0.2 ~ 0.6)F 一般连接工作载荷又变化时 F // (0.6 ~ 1.0)F 一般连接工作载荷又变化时 F //≥ F
强度条件
F综合 A
4 1d.132 F0≤
三、螺纹连接的基本类型
1、螺栓连接
普通螺栓连接
铰制孔用螺栓连接
2、双头螺柱连接
3、螺钉连接
4、紧定螺钉连接
四、螺纹连接的预紧和防松 1. 螺纹连接的预紧力和预紧力矩
T T1 T2
T --拧紧螺母
所 需的拧 紧力矩
T1 --克服螺纹 副间的摩擦 力矩
T2 --克服螺母 环形面与被 连接件的摩 擦力矩
第十章 连接
定义和分类
连接是指连接件和被连接件的组合。
{ { 连接
动连接 静连接
可拆连接 拆连接
不可
静连接:在机器中，把两个零(部)件连接起来使之没 有相对运动的机械连接称为机械静连接,简称连接。
可拆连接:拆开连接时不会损坏连接件或被连接件。
10.1.1 螺纹连接
螺纹的形成
一、螺纹的主要参数
d--螺纹大径 d1--螺纹小径 d2--螺纹中径 n--线数 p--螺距 s--导程 λ--螺纹升角
，--牙型角，牙侧角 h--螺纹接触高度
arctan( s ) arctan( np )
d2
d2
二、 螺纹的类型、特点和应用
1、根据螺纹在螺杆轴向剖面上的形状不 同 1) 普通螺纹(三角形螺纹)
特点：螺纹的牙型角=2=60。 因牙型角大，所以当量
摩擦因数大，自锁性能 好，主要用于连接。
细牙螺纹与粗牙螺纹的比较
2) 止动垫圈
3) 串联钢丝
（3）破坏螺纹副法 1) 粘结法
2) 冲点法
五、螺栓连接的强度计算
1. 松螺栓连接的强度计算
强度条件
F A
4F
d12 ≤
设计公式
d1≥
4F
2. 只受预紧力作用的螺栓连接
螺栓最危险的截面上受拉应力和扭转剪应力的复 合作用
强度条件 设计公式
F A
41.3F /
轴的直径
d
自 6~8 〉8~10 〉10~12 〉12~17 〉17~22 〉22~30 〉30~38 〉38~44 〉44~50
〉50~58 〉58~65
〉65~75
bh
22 33 44 55
66 87 10 8 12 8 14 9
16 10 18 11
20 12
键的尺寸
键槽
C或r
L
t
t1 半径r
d12
≤
d1 ≥
41.3F /
4. 承受横向载荷作用的紧螺栓
fF /m≥ KFR
F/≥
KFR fm
m 1、K 1、f 0.2，则F /≥ 5FR
采用减载装置，用抗剪切零件来承受横向载荷， 螺栓只保证连接，不再承受工作载荷。
3. 轴向载荷作用的紧螺栓连接
力
F'
B B
力力
F 'F '
m
设计公式
d1 ≥
4 1.3F0
六、螺栓组连接的结构设计
1. 螺栓组连接的结构设计 1) 为了便于制造，使结合面受力均匀，被连接件的接 合面的几何形状常设计成简单的轴对称的几何形状；
2) 螺栓的布置应留有合理的间距、边距，以满足操 作所需的空间；
3) 为便于分度，分布在同一圆周上的螺栓数量应为 偶数，同组螺栓的直径、长度、材料应相同;
4) 避免螺栓产生附加的弯曲应力,使支承面平整。来自避免螺栓产生附加的弯曲应力
锻件或铸件等未加工表面常留有凸台或凹坑。
10.1.2 键连接
键连接就是用键来实现轴和轴上零件的周向固定， 来传递轴与毂之间的转矩，有些类型的键还能实现轴 上零件的轴向固定或轴向移动。
键是标准件 键连接的主要类型有
平键连接
半圆键连接
对于一般连接，可以不控制预紧力，预紧的程度 靠经验而定，对于重要的螺纹连接应严格控制预 紧力，以保证装配的质量，满足连接的强度和紧 密性。控制预计力较方便的方法是采用定力矩扳 手或测力矩扳手。
2. 螺纹连接的防松
（1）摩擦防松
1) 对顶螺母 2) 弹簧垫圈
3) 锁紧螺母
（2）机械防松 1) 开槽螺母与开口销