机械基础(5)-连接..

第5章
连接
电子工业出版社
第五章
P
连
接
D '
p '
图5-1 压力容器
1．在如图5-1所示的压力容器使用了何种连接？该连接起 什么作用？ 2．除以上连接，在工程中还有哪些机械连接？
第五章：连
学习目标：
接
1.了解连接的类型与应用； 2.理解平键及花键连接的类型、结构与标准； 3.了解销连接的类型、特点和应用 4.了解常用螺纹的类型、特点和应用； 5.熟悉螺纹连接的主要类型、应用、结构和防松方 法； 6.了解联轴器、离合器的功用、类型、特点和应用
a）圆头
b）方头
c）半圆头
第五章：连
接
导向平键如图５-５和滑键如图５-６，它们能够满足轮毂与轴间需要有相对 滑动的动连接。
图５-５导向平键
图５-６滑键
第五章：连
2．平键的选择

接



（1）类型选择，一般应考虑传递转矩大小，轴上零件沿轴向是否有移动及移动距离大 小，对中性要求和键在轴上的位置等因素，并结合各种键的特点加以分析选择。 （2）尺寸的选择，普通平键的键宽 b 和键高 h按键所在的轴径 d 查标准选定。键的长 度 L 可根据轮毂L1的长度确定，键长L=L1-（5～10）mm。导向平键应按轮毂的长度及 滑动距离而定。键的长度还须符合标准规定的长度系列。普通平键和键槽的尺寸见表５1。 【例５-1】已知某减速器中的齿轮安装在轴的两支点之间，构成静连接。齿轮与轴 的材料均为锻钢，齿轮精度为7级，安装齿轮处的轴径d=65 mm,齿轮轮毂宽度为110 mm。要求传递的转矩T=2000N· M,载荷有轻微冲击。试设计此连接。 解 1．选择键的类型 由于7级精度以上的齿轮要求一定的定心精度，故该轴毂连接应 选择普通平键连接。又因为该齿轮位于两支点之间所以选择A型键（圆头）。 2．选择键的主要尺寸 根据键所在的轴径选择键的截面尺寸。轴径d=65mm，从 表5-1查得键宽b=18mm,键高h=11mm，键长L=〔110-(5～10)〕mm=(105～100)mm。 取L=100mm。 标记为键18×100GB1096—2003 3.标注键连接公差如图5-7
第五章：连 接



4．各种螺纹特点和应用 ( 1 )连接螺纹 ①普通螺纹：牙型为等边三角型，牙型角α=60°。 ②管螺纹： 既联接，又起密封作用。 如图5－16所示圆柱管螺纹。管螺纹为英制细牙螺纹，牙型为等腰三角形， 牙型角α=55 ° ，牙顶有较大的圆角，内外螺纹旋合后无径向间隙，保证 配合紧密性。主要用于水、煤气、润滑、电缆管路系统。 (２)传动螺纹 为减小摩擦，提高效率，常用矩形、梯形、锯齿形螺纹。 ①矩形螺纹：图5－17， 牙型角α=0 ° 螺纹升角小，效率高，但对中性 差，牙根强度低，难精确制造，螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿， 传动精度降低。 ②梯形螺纹：图5－18, 牙型角α=30 ° ，效率低，但工艺性好，牙根强 度高，对中性好，剖分螺母可调间隙。 ③锯齿形螺纹：图5－19，工作面为30，综合矩形螺纹和梯形螺纹的优点， 效率高，牙根强度高，但只用于单向受力的螺纹联接或螺旋传动中。
图5-1 键连接
第五章：连
1.平键联接
接
（1）平键的工作原理：平键的两侧面是工作面，见图5-2。 上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙。工作时，靠键与键 槽侧面的挤压来传递扭矩。
图5-3平键连接
第五章：连
接
（2）平键的特点 平键连接的优点是结构简单，对中性好，装拆、维护方便。缺点是 不能承受轴向力。 （3）平键的分类：平键分为普通平键，导向平键和滑键。 普通平键分成A型（双圆头）B型（方头）C型（单圆头）见图54abc。其中A型平键应用最为广泛，C型平键常用于轴端与毂类 零件的连接。
d 2 d 2
( 8 )牙型角α：螺纹轴的剖面内，螺纹牙两侧边的夹角。 ( 9 )螺纹旋合长度 两个相互配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度，称为螺纹旋合长度。
第五章：连
接
3．螺纹的代号和标记（1）螺纹的代号由特征代号和尺
寸代号组成。粗牙普通螺纹用字母M与公称直径表 示，细牙普通螺纹用字母与公称直径×螺距表示。 当螺纹为左旋时，在代号之后加“左”字。 （2）螺纹的标记是由螺纹的代号，螺纹的公差代 号和螺纹旋合长度代号组成。 例如：M20×2LH—6H/5g6g表示公称直径为20mm、 螺距为2mm、方向左旋的细牙普通螺纹。其外螺纹 顶径、中径公差带代号分别为6g、5g，内螺纹中径 和顶径公差带代号为6H。
第五章：连 接
5.4 联轴器和离合器

联轴器和离合器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转 矩，有时也可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受 过大的载荷，起到过载保护的作用。 5.4.1 联轴器 1．常用联轴器的类型、特点和应用 (1)凸缘联轴器 (2)滑块联轴器 (3)万向联轴器 5.4.2离合器 1.常用离合器的结构 (1)牙嵌式离合器 (2)圆盘摩擦离合器 单盘摩擦离合器 多盘摩擦离合器
第五章：连
5.1.2销连接
接
销连接一般有两种类型，用于确定零件之间的相
互位置，并可传递不大载荷的，一般称为定位销， 见图5-8a、b、c。作为安全保护装置中的过载 剪断元件的，一般称之安全销，见图5-8d。 销的材料应为35、45号钢，开口销为低碳钢。
第五章：连
接
5.1.3花键连接 花键连接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成， 花键齿侧面为工作面，适用于动连接和静连接。



第五章：连
2．主要参数
接
( 1 )大径d（D）：螺纹的最大直径，标准中为公称直径。（图5－15）（大写字母表示内 螺纹，小写字母表示外螺纹。） ( 2 )小径d1（D1）：螺纹的最小直径，强度计算中常作为螺杆危险剖面的计算直径； ( 3 )中径d2（D2）：过螺纹轴的剖面内牙型上牙间距等于螺纹牙厚处的假想圆柱面直径。 是确定螺纹几何参数，配合性质的直径。 ( 4 )线数n：螺纹的螺旋线数目，沿一根螺旋线形成的螺纹叫单线螺纹，沿二条或两条以 上螺旋线形成的螺纹，叫多线螺纹。 ( 5 )螺距P：螺纹相邻两个牙型上对应点之间的轴向距离。 ( 6 )导程S：螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离。单线螺纹，S=P；多 线螺纹，S=nP。 ( 7 )螺纹升角ψ：螺旋线切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角称螺纹升角。螺纹不同直 径处的螺纹升角不同。通常按螺纹中径处计算，即 arctg S arctg nP
第五章：连

接
5.2 螺纹联接 螺纹联接是一种利用螺纹零件构成的可拆联接。螺纹联接具有结构简单，工作可 靠，装拆方便，类型多样等特点，且大多数螺纹零件已经标准化， 5.2.1 螺纹的的类型、特点和应用 1．螺纹类型： 螺纹一般分为：外螺纹、内螺纹；圆柱螺纹、圆锥螺纹、 左旋螺纹、右旋螺纹。如图5－12 按牙型的不同分为 （1）三角螺纹图5－13a，效率低，易自锁，多用于连接。 （2）矩形螺纹图5－13b、梯形螺纹图5－13c，锯齿形螺纹 图5－13d,效率较高， 主要用于螺旋传动。 （3）管螺纹：主要用于管路的连接。 根据螺旋线数目分： （1）单线螺纹（n=1），图5-14a （2）双线螺纹（n=2），图5-14b （3）多线螺纹（n≥2），一般不超过4。图5-14c
( 3 )螺钉连接 螺钉连接适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，
一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况。图5－22螺钉连 接。 ( 4 )紧定螺钉连接 紧定螺钉连接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。如图 5－23。
第五章：连 接
图5－23紧定螺钉连接
第五章：连 接
a）双螺母防松
b）弹簧垫圈防松 图5－24摩擦防松
第五章：连 接
(a)
图5－14螺纹线数
(b)
(c)
第五章：连 接
图5－15螺纹几何尺寸
第五章：连 接
（c）
图5－15螺纹几何尺寸
第五章：连 接
图5－16圆柱管螺纹
图5－17矩形螺纹
图5－18梯形螺纹
图5－19锯齿形螺纹
第五章：连 接
图5－20螺栓连接
第五章：连 接
图5－21双头螺栓连接联
图 5－22螺钉连接
第五章：连 接
2． 螺纹连接的防松



( 1 )摩擦防松 形式有双螺母防松（图5－24a所示）、弹簧垫圈防松、（图5 －24b所示）弹簧圆螺母防松三种。 ( 2 )机械方法防松 这类防松装置是利用机械方法使螺母与螺栓(或螺钉)、螺母与被 连接件互相锁牢，以达到防松的目的，常用的有开口销与带槽 螺母防松（图5－25）、止动垫圈防松（图5－26）、串联钢丝 防松（图5－27）。 ( 3 )冲点防松 形式有端面冲点、侧面冲点、心钉头冲点三种， 如图5－28a.b.c所示。 ( 4 )粘接防松 一般采用胶粘剂，涂于螺纹旋合表面。拧紧后， 胶粘剂能自行固化，防松来自百度文库果良好。如图5－29。
第五章：连
能力目标
接
1.工作中具有正确选用键连接的能力 2.会选择螺纹连接并具有拆装螺纹连接的能 力 3.具有使用销、联轴器、离合器的能力。
第五章：连
5.1 键连接与销连接 5.1.1 键连接
接
由图5-1所示，轴1、2通过键与联轴器连接，当轴1转动时, 通过联轴器带动轴2一起转动。由此可知，键主要用于轴和 轴上零件的周向固定并传递转矩。有些类型的键还可实现 轴上零件的轴向固定或轴向移动。
第五章：连 接
附表5-1普通平键和键槽的截面尺寸及公差
第五章：连 接
图5-7键连接尺寸公差
第五章：连 接
a）圆柱销
b）圆锥销
c）连接销
d）安全销
第五章：连 接
图5-9 花键连接
第五章：连 接
图5-10矩形花键
图5-11渐开线花键
第五章：连 接
a)
b)
图5－13螺纹牙型
c)
d)
图5－12左右旋螺纹
第五章：连 接
※5.3 弹簧




5.3.1弹簧的功用和类型 1．弹簧的主要功用有：控制机构的运动或零件的位置；缓冲及吸振；储 存能量；测量力的大小。 2．弹簧的种类有螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、平面涡卷弹簧和板弹 簧等。 (1)螺旋弹簧按其形状可分为：圆柱形、截锥形等。按受载情况又可分为 拉伸弹簧(图5-32a）、扭转弹簧(图5-32d)和压缩弹簧(图5-32b、c ) (2)环形弹簧(图5-33a)和碟形弹簧(图5-33b)都是压缩弹簧，具有很高的 缓冲吸振能力，多用于重型机械的缓冲装置。 (3)平面涡卷弹簧或称盘簧(图5-33c)，它的轴向尺寸很小，常用作仪器和 钟表的储能装置。 (4)板弹簧(图5-33d)是由许多长度不同的钢板叠合而成，主要用作各种车 辆的减振装置。
第五章：连 接
5.2.2 螺纹连接 1．螺纹联接的主要类型： ( 1 )普通螺栓连接 普通螺栓连接用于被连接件不太厚，需经常拆缷的场合，见图5－20a。 图5-20b为绞制孔螺栓连接


( 2 )双头螺栓连接 双头螺栓连接用于被连接件之一太厚，且需经常拆缷的场合。折装时只 需拆螺母，而不将双头螺栓从被连接件中拧出。如图5－21
第五章：连
（1）矩形花键
接
矩形花键采用小径定心方式，即外花键和内花键的小径作为 配合表面。其特点是定心精度高，定心 的稳定性好。矩形花 键连接广泛应用于飞机、汽车、拖拉机、机床等领域。 （2）渐开线花键 渐开线花键的齿廓是渐开线，分度圆压力角有30º 及45º 两 种。齿高分别为0.5m和0.4m,这里m为模数。di为渐开线花键 的分度圆直径。 渐开线花键采用齿形定心方式。其制造工艺与齿轮完全相同， 制造精度高，花键齿根强度高，应力集中小，易于定心，用 于载荷较大、轴径也大且定心精度高时的连接。
1．花键连接的特点及应用 花键连接的特点主要有：花键齿较多、工作面积大、 承载能力较高；键均匀分布，各键齿受力较均匀；齿轴一 体且齿槽浅、齿根应力集中小，强度高且对轴的强度削弱 减少；轴上零件对中性好,导向性较好。花键连接主要用于 定心精度高、载荷大或经常滑移的连接。 2．花键类型 按齿形不同分为矩形花键连接,见图5-10， 渐开线花键连接,见图5-11。