机械基础知识第二章——紧固与连接
第二章 机械基础知识
第二章机械基础知识第一节联接和紧固1、螺纹的分类，特点和应用1.1螺纹的形成(1)螺旋线螺旋线是沿着圆柱或圆锥表面运动的点的轨迹，该点的轴向位移和相应的角位移成定比(图2-1)。
图2-1 螺旋线的形成a）-圆柱螺旋线 b）-圆锥螺旋线(2)螺纹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 (图2-2、图2-3)。
凸起是指螺纹两侧面目的实体部分，又称为牙。
在圆柱表面上所形成的螺纹称圆柱螺纹 (图2-2a、图2-3a)。
在圆锥表面上所形成的螺纹称圆锥螺纹 (图2- 2b、图2-3b)。
1.2螺纹的种类螺纹的种类较多。
在圆柱或圆锥外表面上所形成的螺纹称外螺纹;在圆柱或圆锥内表面上所形成的螺纹称内螺纹。
按螺纹的旋向不同，顺时针旋转时旋人的螺纹称右旋螺纹;逆时;针旋转时旋人的螺纹称左旋螺纹。
螺纹的旋向可以用右手来判定。
如图2―4a所示，伸展右;手，掌心对着自己，四指并拢与螺杆的轴线平行，并指向旋入方向，若螺纹的旋向与拇指的指向一致为右旋螺纹，反之则为左旋螺纹。
一般常用右旋螺纹。
按螺旋线的数目不同，又可分成单线螺纹 (沿一条螺旋线所形成的螺纹)和多线螺纹 (沿两条或两条以上的螺旋线所形成的螺纹，该螺旋线在轴向等距分布)。
图2―4中，图a为单线右旋螺纹、图b为双线左旋螺纹、图c为三线右旋螺纹。
在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为螺纹牙型。
按螺纹牙型不同，常用的螺纹有三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹 (图2-5)。
图2-2 外螺纹a）-圆柱外螺纹 b）-圆锥外螺纹图2-3 内螺纹a）-圆柱内螺纹 b）-圆锥内螺纹图2-4 螺纹的旋向和线数图2-5 螺纹的牙型a）-三角形 b）-矩形 c）-梯形 d）-锯齿形1.3螺纹的应用螺纹在机械中的应用主要有连接和传动。
因此，按其用途可分成连接螺纹和传动螺纹两大类。
（1）连接螺纹内、外螺纹相互旋合形成的连接称为螺纹副。
连接螺纹的牙型多为三角形，而且多用单线螺纹，因为三角形螺纹的摩擦力大，强度高，自锁性能好。
机械设计手册---连接与紧固
求最大 时的 角
d d
d
d
tan
tan(
)
0
得： 450 时，螺旋副的效率 最高。
2
但 过大时，螺旋加工困难。
一般取： 200 ~ 250
3. 螺旋的自锁
滑块沿斜面等速下滑：
水平支持力 F （防止滑块加速下滑 的平衡力）
5. P—螺距、螺纹相邻两牙在中径线上对应点之间的轴向 距离。
6. S—导程 螺纹上任一点沿螺旋线旋转一周所移动的轴向距离。
单线螺纹: S=P
多线螺纹：S=nP
7.ψ—螺纹升角
螺旋线的切 线与垂直螺纹轴 线平面间的夹角。 各直径处的ψ不 同，ψ指螺纹中 径处的升角。
arctan nP （10-1） d2
s d2 tan
8. 牙形角
通过螺纹轴线的平面内螺纹牙两侧边的夹角。
9.牙侧角
牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。
对于对称牙形
2
对于非对称牙形 锯齿形螺纹工作边牙侧角：
3
10. 工作高度 h
内外螺纹间的径向接触高度。
§10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
一 .矩形螺纹（ 0 ） 1. 受力分析
引入当量摩擦系数后，当滑块沿非矩形螺纹等速下滑时 的计算式为：
水平支持力 相应力矩 自锁条件：
F Fa tan( )
T
1 2
Fa d 2
tan(
)
(10-6a) (10-6b)
§10-3 机械制造常用螺纹
1. 三角螺纹 (1) 普通螺纹
《机械设计基础》学习笔记
掌握牙嵌离合器、摩擦离合器和电磁离合器等三种类型的离合器，以及各自的工作原理和适用场合。
过盈连接与无键连接
过盈连接的原理和特点
了解过盈连接的基本原理、类型和特 点，如圆柱面过盈连接和圆锥面过盈 连接等。
无键连接的类型和应用
掌握胀套连接、冷缩配合连接和型面 连接等三种无键连接的类型，以及各 自的应用场景和特点。
环境适应性原则
考虑材料在特定环境下的适应性， 如高温、低温、腐蚀等环境。
04
材料的环境适应性考虑
温度环境
腐蚀环境
考虑材料在高温或低温环境下的性能变化， 选择耐温性好的材料。
根据腐蚀介质的种类和浓度选择耐蚀性好的 材料。
辐射环境
特殊环境
选择抗辐射性能好的材料，避免辐射对材料 性能的影响。
针对特殊环境要求选择相应的材料，如真空、 高压等环境。
动力学
研究物体机械运动与作用 力之间的关系，包括动量 定理、动量矩定理以及动 能定理等。
材料力学基础
01
02
03
04
材料的力学性能
研究材料在不同温度、不同介 质下的力学性能，包括强度、
刚度、稳定性以及疲劳等。
杆件的拉伸与压缩
分析杆件在拉伸与压缩时的应 力、变形以及强度条件。
剪切与挤压
研究剪切与挤压的实用计算方 法以及剪切胡克定律等。
蜗杆传动机构
组成与特点
类型与应用
由蜗杆和蜗轮组成，通过蜗杆与 蜗轮之间的啮合传递运动和动力。 具有传动比大、结构紧凑、传动 平稳等特点。
根据蜗杆的形状和啮合方式，可 分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传 动等。广泛应用于各种减速装置 和传动系统中，如机床分度头、 汽车转向器等。
机械设计基础带连接知识点
机械设计基础带连接知识点在机械设计中，连接是不可或缺的一环。
合理的连接设计可以确保机械装置的正常运行和性能表现。
本文将介绍机械设计中的一些基础连接知识点。
一、刚性连接刚性连接是通过固定连接剪力或者压力传递的一种连接方式。
常见的刚性连接方式包括焊接、螺纹连接等。
焊接是最常见的刚性连接方式，通过熔化和凝固的金属填充物将两个零件连接在一起。
螺纹连接则是通过螺纹的间隙摩擦实现连接。
二、非刚性连接非刚性连接是通过弹性变形或者摩擦力传递的一种连接方式。
常见的非刚性连接方式包括销销连接、键连接等。
销销连接是将一个销和两个孔配合使用，在销和孔之间产生摩擦力来传递力矩。
键连接则是通过在轴和轴套之间插入键来传递力矩。
三、轴与套的连接在机械设计中，轴与套的连接是非常常见的一种连接方式。
常见的轴与套的连接方式有以下几种：1. 尺寸配合连接：轴和套之间根据设计要求配合尺寸进行连接，如过盈配合、间隙配合等。
过盈配合要求轴的尺寸稍大于套的尺寸，以产生一定的压缩应力，使轴与套之间形成紧密连接。
间隙配合则要求轴和套之间有一定的间隙，方便装拆和调整位置。
2. 键连接：当轴需要承受较大的力矩时，常常采用键连接。
键连接是在轴和套之间插入一条键，使轴和套之间产生较大的摩擦力和咬合力，以传递力矩。
3. 锥形连接：锥形连接适用于需要随时拆卸的轴与套连接。
通过锥形的装配，可以实现紧固和拆卸的方便性。
常见的锥形连接方式有圆台形连接和棱台形连接。
四、联轴器的连接联轴器是机械传动系统中常用的连接装置。
它可以实现轴与轴之间的连接，具有传动可靠、防止轴间相对错位、减缓震动和吸收冲击的作用。
常见的联轴器包括齿轮联轴器、弹性联轴器、万向节联轴器等。
在联轴器的选择和设计中，需要根据具体的工作要求、转矩传递等参数来确定最适合的联轴器类型。
五、机械连接件的设计考虑因素在设计机械连接件时，需要考虑以下几个因素：1. 力传递和传递方式：根据所需的力传递特性，选择合适的连接方式。
中职《机械基础》(二版)模块五 连接与紧固(栾学钢等)云天课件
可拆卸连接
螺纹连接、键连接、销连接 联轴器与离合器
不可拆卸 连接
铆接、焊接、 过盈连接、粘接
弹性连接 如：减振器
标准件 像螺纹连接等紧固件、键、销，以及密封件、滚动轴承等用量特别 大的零部件，都有制定有标准化、规格化的国家标准和图集，很多标准件都有 专业化工厂生产，在设计和制造机器时，一般都是选用，不必自行设计或制造。
P.122
螺纹连接：由内螺纹和外螺纹组成的螺旋副。
螺纹连接的特点：结构简单、紧凑，轴向力大，自锁性好，装拆方便，
类型多样。
连接螺纹
普通螺纹
粗牙螺纹 细牙螺纹
螺纹应用 种类
管螺纹
传动螺纹
梯形螺纹 方牙螺纹
锯齿螺纹
5.3 螺纹连接 一、 螺纹及主要参数
1. 螺5 GB/T 1096-2003， B型普通平键，尺寸同上，
标记为：键 B 8×7×25 GB1096-2003 ， C型普通平键，尺寸同上，
标记为：键 C 8×7×25 GB1096-2003。
5.2 键连接与销连接 一、键连接
P.117
*2. 平键连接的选用
类型选择：键的类型应根据键联接的结构、使用特性及 工作条件来选择。
5.2 键连接与销连接 一、键连接
楔键连接的结构：键的上表面有1：100的斜度接。 楔键的工作面：上、下两平面，属于紧键连。 楔键的特点：与平键相比，传动功率大，但对中性不好。 楔键连接用途：主用于低速、对中性要求不高的场合。
P.118
5.2 键连接与销连接 二、 花键连接
P.119
花键连接：由轴上加工出的外花键与轮毂孔中加工出的内花键组成。 花键连接特点：齿数多，承载力大,定心性及导向性均好,对轴的削弱较小, 适用于载荷较大和对定心精度要求较高的联接。
连接与紧固
旋向分为“右旋”和“左旋” 左旋螺纹用“LH”代号 右旋螺纹不予标注
34
各部分的标记和连接按下列模式： 单线螺纹
螺纹特征代号 公称直径×螺距
公差带代号 旋合长度 旋向
如 M8 ×1-5g6g-s-LH 双线螺纹
螺纹特征代号 公称直径×Ph导程P螺距 公差带代号 旋合长度 旋向
如 M14 ×Ph6P2-7H-L-LH 或 M14 ×Ph6P2 (three starts) -7H-L-LH
2
9.1.1 螺纹的形成
大径（顶径） 小径（底径） 大径（底径） 小径（顶径）
图（a） 外螺纹
3
图（b） 内螺纹
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（凸起是 指螺纹两侧面间的实 体部分，又称牙）。 在圆柱或圆锥外表面 上所形成的是外螺纹， 如图（a）在圆柱或 圆锥内表面上所形成 的是内螺纹，如（b)。
内螺纹 5H 公称直径≤1.4mm 6H 公称直径≥1.6mm
外螺纹 6h 公称直径≤1.4mm 6g 公称直径≥1.6mm
31
标记内有必要说明的其他信息： 螺纹的旋合长度 旋向
32
旋合长度分为长、短、中，即用字母代号 表示： 长旋合长度-----“L” 短旋合长度-----“S” 中等旋合长度-----“N” 一般不标注
D、d D2、d2 D1、d1
（2）锯齿形螺
（a）锯齿形螺纹的牙型
如图示是锯齿形 （3°,30 °）螺纹 的牙型由于牙型 不对称，故在传 动时将有承载牙 侧和非承载牙侧 之分，故它要比 梯形螺纹的承载 能力大，径向分 力小，传动效率 高，故其是一种 较好的新型螺纹。
16
（2）锯齿形螺纹
由于锯齿形螺纹只承受轴向推力，为保 证传动的平稳性和内、外螺纹的对中性。 在轴向载荷较大，精度要求较高时，特别 是水平装配的螺纹应考虑采用大径定心， 而普通螺纹和梯形螺纹都是中径定心。
《机械基础》连接与紧固课件
连接与紧固（1）
机械加工类专业 第一部分 机械基础
。
目录
• 考点解读 • 思维导图 • 知识梳理 • 师生互动 • 概念强化题 • 典型例题 • 课堂练习 • 课堂小结
考纲要求
（1）了解机械连接的类型。 （2）了解键、销连接的类型、特点和应用。 （3）熟悉螺纹及螺纹连接的类型、特点和 应用。 （4）了解螺纹连接的拧紧与防松。 （5）理解联轴器、离合器的功用、类型、 特点和应用。
课堂练习
9.定位销的作用是什么？ 【答案】定位销用于固定零件之间的相对位置，只受很小载荷，数目不少于 2 个。
课堂小结
1. 键连接 2. 销连接
感谢观看
【答案】C
6.同轴度要求较高的键连接应选用
()
A. 平键连接 B. 半圆键连接 C. 花键连接 D. 任何键连接
【答案】C
高考模拟
7.键连接中，可承受单向不大的轴向力的是（ ） A. 普通平键连接 B. 楔键连接 C. 导向平键连接 D. 半圆键连接 【答案】B
8. 对中性要求不高的场合常用的键连接是（ ） A. 楔键连接 B. 切向键连接 C. 普通平键连接 D. 花键连接 【答案】A
思维导图
知识梳理
一、键连接 1.作用 (1)主要用作轴上零件的周向固定并传递转矩。 (2)有的使轴上零件沿轴向移动时起导向作用。(导向 平键、滑键、花键) 2.键连接的种类、特点和应用，见下表。
知识梳理
知识梳理
3.普通平键的标记：平键是标准件，其规格采用：b×h×L标 记。 例 ：b=18mm,h=11mm,L=100mm的普通型平键(A 型) 标记为： GB/T1096 键18×11×100,A 可以省略不写； b=18mm,h=11mm,L=10பைடு நூலகம்mm的普通型平键(B 型)标记 为： GB/T1096 键B18×11×100。 b=18mm,h=11mm,L=100mm的普通型平键(C 型)标记 为： GB/T 1096 键C18×11×100。
电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 2第二章 螺纹连接和螺旋传动
§2—2 螺纹标记
2．55°密封管螺纹的标记
（1）由螺纹特征代号和尺寸代号组成 Rp3/4——尺寸代号为3/4的右旋圆柱内螺纹 R13——尺寸代号为3的与圆柱内螺纹配合的右旋圆锥外螺纹 （2）左旋螺纹在尺寸代号后面加注“LH” Rc3/4LH——尺寸代号为3/4的左旋圆锥内螺纹
（3）螺旋副的特征代号为“Rp/R1”或“Rc/R2” Rc/R23——尺寸代号3、右旋圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的螺旋副
§2—1 螺纹的基本知识
二、螺纹的形成
某一平面图形沿圆 柱（或圆锥）表面 上的螺旋线运动， 形成的具有相同断 面的连续凸起和沟 槽称为螺纹
§2—1 螺纹的基本知识
外螺纹：在圆柱 （或圆锥）外表 面上形成的螺纹
内螺纹：在圆柱 （或圆锥）内表 面上形成的螺纹
§2—1 螺纹的基本知识
三、螺纹的种类
常见螺纹的种类、特征代号和牙型
（1）单线螺纹的尺寸代号 单线螺纹的尺寸代号为“公称直径×螺距” 粗牙普通螺纹不标螺距，细牙普通螺纹必须注出螺距
§2—2 螺纹标记
“M8×1”——公称直径8mm、螺距1mm、单线细牙螺纹 “M8”——公称直径8mm、螺距1.25mm、单线粗牙螺纹
（2）多线螺纹的尺寸代号 多线螺纹的尺寸代号为“公称直径×Ph导程P螺距” M16×Ph3P1.5 ——公称直径16mm、螺距1.5mm、导程3mm、双线螺纹
§2—3 螺纹连接
5．内六角圆柱头螺钉
螺钉 GB/T 70.1 M10×35
表示：内六角圆柱头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）
为10mm，公称长度l为35mm
§2—3 螺纹连接
6．开槽锥端紧定螺钉
螺钉 GB/T 71 M6×15
表示：开槽锥端紧定螺钉，规格尺寸（螺纹大径d） 为6mm，公称长度l为15mm
《机械基础》连接与紧固(课件)
知识梳理
6. 螺纹连接的防松 (1)原因：在变载荷、冲击、振动作用下，会使预紧力减小，摩擦力降低，导 致螺旋副相对 转动，使螺纹连接松动，必须采取防松措施。 (2)措施
知识梳理
知识梳理
四、螺旋传动 1. 组成：主要由螺杆、螺母和机架组成。 2. 作用：通过螺杆与螺母之间的相对运动，将回转运动转变为直线运动，传递运动、 动力 或调整固定零件之间的相对位置。 普通螺旋传动直线移动距离的计算：普通螺旋传动中，螺杆(螺母)相对于螺母(螺杆) 每回转一圈，螺杆(螺母)就移动一个导程的距离。因此螺杆(螺母)移动距离L 等于 回转圈数N 与导程Ph 的乘积：L=NPh=NPZ,式中L 为螺杆(螺母)移动距离 (mm),N 为回转圈数(r),Ph为螺纹导程(mm), P 为螺距(mm),Z为螺纹线数(头 数)。
对应两点之间的轴向距离。
概念复习题
4.普通螺纹粗牙螺距大，
。
【答案】强度高
5.双头螺柱连接适用于被连接件之一
且经常装拆的场合。
【答案】较厚
6.联轴器选用时，在载荷平稳、转速恒定、低速的场合，刚性大的短轴
可选用
。
【答案】刚性联轴器
高考模拟
1 螺纹的公称直径是指（ ）
A. 大径
B. 中径 C. 小径
【答案】D
课堂练习
8.如图所示为凸缘联轴器的连接装配图。请回答：(1)该凸缘联轴器采用的是哪 种螺栓连接?(2)凸缘联轴器适用于什么场合?(3)该凸缘联轴器与轴之间采用什么 元件实现转矩的传递?
【答案】(1)普通螺栓连接。 (2)载荷平稳，转速稳定，两轴对中良好的场合。 (3)A 型普通平键。
课堂小结
考点讲练测
连接与紧固(2)
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。
模块五 连接与紧固
§5.3 螺纹连接
二、螺纹的类型、特点及应用 按照牙型不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形 螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等，除矩形螺纹外，均以 标准化。 普通螺纹的牙型为等边三角形，按螺距大小分为粗牙 螺纹和细牙螺纹。
21
螺纹的牙型
§5.3 螺纹连接
三、螺纹连接的主要类型及应用
①螺栓连接 (应用见教材表5-3) ②双头螺栓连接 ③螺钉联接 ④紧定螺钉联接
机械基础
1
模块五 连接与紧固
为了满足机械在功能、结构、制造、安装、运输、 维修、工效、经济等方面的要求，组成机械的各零件之 间是通过各种制约关系组合在一起的，各零件之间的这 种制约关系就称为连接。
在机械中起连接作用的零件称为连接件或紧固件。 连接件和紧固件对机械的制造、使用都非常重要。连接 的合理结构、连接件的正确选用、放松装置的恰当采用， 对于机械的安全运转十分重要。 因此必须对连接与紧固 给予足够的重视。
标准件，常被称为“工业之米”，是机械产品需求 量极大的基础元器件之一。有数据表明，汽车约30%的 维修问题是紧固件松脱造成的，12%的新车存在紧固件 松紧度不正确的问题。
5
§5.1 连接件与标准件
国产大型客机C919的总长达38.9米，最大载客量 190人，各种零件接近200万件，其中标准件用量就超 过100万件。如果把C919比成一件“衣服”，用于连接 和紧固的航空标准件就相当于“针线”，缝制成了 C919的这件时尚靓丽而又坚固耐用的“大衣服”。
16
§5.2 键连接与销连接 三、销连接
销连接主要用来固定零件间的相对置，与平键连接相 比较，它所承受的载荷要小，主要起定位作用。分圆柱销 和圆锥销两种。圆锥销标准锥度为1：50，且以小端直径 为标准。两者都选过渡配合。有时也用开口销。
《机械基础知识》PPT课件
• 若采用形锁合，可把凸轮作成端面有沟槽的 结构形式，或把从动件作成封闭状结构形式。
• 因滚子与凸轮的内外廓线存在速度差，使滚子与凸 轮之间产生滑动摩擦， 加大了磨损，可将其 作成双滚子结构。
（3）杆件类构件的结构设计
其结构主要根据杆件系统的构造而定。 一般可作成圆盘销轴状、曲轴状、杆件状等。
（4）块状类构件的结构设计
3.机械系统的运动精度
主要原因：尺寸误差、运动副的间隙误差、 构件的弹性变形等。
二、运动副的结构设计
常见运动副的结构设计：
1.转动副的结构设计
其沿圆周提供封闭的约束，根据相对运动速 度和载荷的大小，可使用滚动轴承或滑动轴承。
2.移动副的结构设计
结构比较复杂，可以用高副式的移动副 ，也可以用低副式的移动副。
其约束条件可采用重力封闭或形封闭。
3.高副的结构设计
一般情况下，不存在结构设计问题，但特 殊场合需要。
在机构的组合系统中，各基本机构都保持原 来的结构和运动特性，都有自己的独立性。但 需要各个机构的运动或动作协调配合，以实现 组合的目的。机构的分析和设计方法仍然适合 机构组合系统中的各个机构。
例：
铰链四杆机构与曲柄滑块机构串联 在一起，前者的输出构件DC杆与后者 的输入构件DE连接在一起，二者均保 持自己的特性。
常用于完成复杂运动的机械系统中
齿轮连杆组合机构
五杆机构ABCDE的两个 输入运动是通过齿轮1、2 的运动来实现的，适当地 选择机构尺寸与齿轮的传 动比，可得到预定的连杆 曲线。
四、机械的控制系统
控制方法：机械控制、电气控制、 液压控制、气动控制及综合控制
现代机械的控制系统集计算机、传感器、 接口电路、电器元件、电子元件、光电元件 、电磁元件等硬件环境及软件环境为一体， 且在向自动化、精密化、高速化、智能化的 方向发展，其安全性、可靠性的程度不断提 高。
紧固件专业知识点总结
紧固件专业知识点总结第一章：紧固件的基本概念1.1 紧固件的定义紧固件是工程装配中用来连接两个或多个零部件的元件。
它包括螺栓、螺母、螺钉、垫圈、销钉、挡圈等。
1.2 紧固件的作用紧固件的主要作用是连接和固定机械零件，以便于整体的运转和使用。
1.3 紧固件的分类根据用途和结构，紧固件可以分为机械连接紧固件和焊接连接紧固件两类。
机械连接紧固件包括螺栓、螺母、螺钉、垫圈等；焊接连接紧固件包括焊条、焊丝、焊剂等。
第二章：紧固件的材料和特性2.1 紧固件的材料紧固件的主要材料有碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝等。
其中，碳钢是应用最广泛的紧固件材料，通常是采用4.8级、8.8级、10.9级的碳钢。
2.2 紧固件的特性紧固件的特性主要包括硬度、拉伸强度、抗拉强度、抗腐蚀性能等。
硬度是紧固件的重要参数，硬度高的紧固件能够更好地承受外力和振动。
第三章：紧固件的螺纹连接3.1 螺纹的概念螺纹是一种用来连接和传递力的结构。
常见的螺纹有内螺纹和外螺纹，内螺纹常见于螺母中，外螺纹常见于螺栓和螺钉。
3.2 螺纹的种类按照形状，螺纹可以分为三角形螺纹、矩形螺纹、锯齿螺纹等。
常见的螺纹有公制螺纹、英制螺纹和直径充整螺纹等。
3.3 螺纹连接的紧固件螺纹连接的紧固件包括螺栓、螺母、螺钉等。
螺栓和螺母的螺纹类型必须相同才能够连接。
第四章：紧固件的力学性能4.1 紧固件的拉伸和剪切紧固件在使用过程中承受拉伸和剪切力。
通常情况下，紧固件的抗拉伸性能要比抗剪切性能高。
4.2 紧固件的扭矩在紧固件的螺纹连接中，通常要施加一定的扭矩。
扭矩过大会损坏螺纹，扭矩过小会导致螺纹松动。
4.3 紧固件的疲劳性能紧固件在频繁振动和变形的情况下容易出现疲劳破坏。
因此，在设计和选择紧固件时，需要考虑疲劳性能。
第五章：紧固件的预紧5.1 预紧的概念预紧是指在紧固件连接时，事先为螺栓或螺母施加一定的力，使之产生一定的紧固力。
5.2 预紧的原理预紧的目的是为了防止紧固件在使用过程中出现松动，提高连接的稳定性和可靠性。
中职 机械设计基础 知识点
中职升学《机械设计基础》教材章节知识点考点整理机械类高等教育出版社绪论复习题1、什么是机器2、按照工作类型的不同，机器可以分为（）（）（）等三类，并分别举例。
3、结合教材内燃机的结构，说说都有哪些机构。
4、什么是机构。
5、机构与机器的区别。
6、组成机械的各个相对运动的实体称为（）。
机械不可拆的制造单元体为（）。
换句话机械的制造单元是（），机械的运动单元是（）。
7、构件可以是单一的零件，也可以是多个零件的组合体。
对吗？8、零件的分类，并举例。
思考题：0-1.机器的定义0-2.上边5题0-3.上边6、7为答案0-4.略第一章机械概述1-1 机器的组成及基本要求1.机器是由各种（）和（）构成的系统。
2.机器与零件是（）和（）的关系。
1-2 机构的组成及机构运动简图3.机器的组成及各部分功能。
4.（掌握）机器的组成框图。
5.举例说明只有动力部分和执行部分的机器。
试分析颚式破碎机都有哪些部分。
6.机器应满足的基本要求有哪些？7.平面机构8.运动副定义和作用9.机构是由（）和（）组成的。
10.机构中按构件的运动性质可以分为（）（）和（）。
11.一个机构中必有一个固定件。
对吗？12.一个机构中必有一个或几个原动件。
对吗？13.两构件间的平面运动副按（）可分为高副和低副。
14.什么是高副，允许什么方向的运动，限制什么方向的运动，举例。
15.什么是低副，分类，并举例。
16.机构运动简图定义。
17.绘制机构运动简图步骤。
注意长度比例尺与制图比例有区别。
18.掌握P8例1-1和P16练习题1-2的机构运动简图画法。
1-3机械零件的强度19.什么是载荷，分类，举例。
20.计算载荷、名义载荷定义，二者关系。
因为K载荷系数大于等于1，所以两者谁大。
21.单位面积上的内力称为（应力）。
应力分（）和（）。
22.掌握教材P9图1-6应力的类型图像，能够判断是什么类型，会计算最大、最小、平均应力、应力幅和循环特性。
23.最大、最小、平均应力、应力幅和循环特性五个参数只要知道其中任意两个其他都可求。
机械基础 连接、常见机构
五、连接.连接的类型：轴毂连接(键连接、花键连接、销连接）、紧固连接（螺纹连接）、轴间连接（联轴器和离合器).平键连接的类型：普通平键连接、薄型平键连接、导向平键连接。
平键连接的特点和应用场合：加工容易，装拆方便,对中性良好，用于传动精度要求较高的场合.花键连接的类型：矩形花键、渐开线花键。
花键连接的特点和应用场合：键齿数多，承载能力强，应力集中小，对轴和毂的强度削弱也小，轴上零件与轴的对中性好，导向性好，但成本较高；用于连接定心精度要求较高和载荷较大的场合。
销联接的类型:(1）按作用分：定位销（用于固定零件之间的相对位置）、连接销（用于轴毂间或其他零件间的连接)、安全销（过载剪断元件）。
（2）按外形分：圆柱销、圆锥销（锥度1：50，主要用于定位,也可用于连接)、异形销(常与槽型螺母）.螺纹的类型和应用场合:普通螺纹(又称三角形螺纹，按螺距大小分为粗牙细牙两种，粗牙用于一般连接,细牙用于受冲击、振动、变载荷的连接）、管螺纹（用于管子、管接头、旋塞、阀门等螺纹连接件）、米制螺纹（用于气体或液体管路系统依靠螺纹密封的连接螺纹）、矩形螺纹(用于传动，传动效率高，但被梯形螺纹代替)、梯形螺纹（牙根强度高,工艺性对中性好,是最常用的传动螺纹）、锯齿螺纹(兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点，用于单向受力的传动中）。
螺纹连接的类型及应用场合：螺栓连接（普通螺栓连接：孔与螺栓有间隙，广泛用于传递轴向载荷且被连接件厚度不大，能从两边进行安装的场合；铰制孔用螺栓连接:孔与螺栓无间隙，与螺母组合使用,用于传递横向载荷或精确固定被连接件的相互位置的场合)、双头螺栓连接(用于被连接件之一较厚的场合）、螺钉连接(用于被连接件之一较厚但不经常拆装的场合）、紧定螺钉连接（多用于轴上零件的固定，传递较小的力)。
螺纹连接预紧的目的：提高连接的可靠性、紧密性、防松能力。
螺纹连接防松的目的:防止螺纹连接在冲击、振动、变载荷或温升的作用下，自动松脱.防松原理和放松措施:防止螺纹副间发生相对转动;常用措施有摩擦放松、锁住防松、不可拆防松.联轴器和离合器的功用与区别：二者都是用于两轴连接。
机械基础知识第二章——紧固与连接
对顶螺母防松
利用两个对 顶螺母的对顶作 用使螺栓始终受 到附加拉力和附 加摩擦力，结构 简单，可用于低 速重载场合。
对顶螺母防松
开口销防松
开口销防松
•
槽型螺母和开口销 槽型螺母拧紧后，用 开口销穿过螺栓尾部小孔和螺母的槽， 也可以用普通螺母拧紧后再配钻开口销。
串联钢丝防松
串联钢丝
用低碳钢丝穿入成组的螺 栓头部金属丝孔，可相互制约， 放松可靠，安装时应注意钢丝走 向。图示仅适用于右旋螺纹；也 适用于双头螺柱的防松。
过盈连接——圆柱面过盈
过盈连接主要分为两种：圆柱面过盈连接；圆锥面 过盈连接。 圆柱面过盈连接的过盈量是由 所选择的配合来确定的。当过 盈量及配合尺寸 较小时，一般 采用在常温下直接压入法装配； 当过盈量及配合尺寸 较大时， 常用温差法装配。圆柱面过盈 连接结构简单，加工方便。不 宜多次装拆。应用广泛，用于 轴毂连接，滚动轴承与轴的连 接，曲轴的连接 。 圆柱面过盈连接
螺栓
分六角头和小六角头两种。小六角头螺栓 采用冷镦工艺生产，材料利用率高，生产率高， 力学性能和成本低。但是由于头部较小，不宜用 于频繁拆装、被连接件强度低和易腐蚀的地方。 （需要注意的是，螺栓也可以用于螺钉连接中）
垫圈
平垫圈
弹簧垫圈
球面垫圈
止动垫圈
螺纹连接预紧与防松
正常情况下，绝大多数螺纹连接在装配时 都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预 先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。 预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密 性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生 相对位移。由于预紧力对螺纹连接的可靠性、 强度和密封性有很大的影响，但又不能使螺纹 连接件过载，所以在重要三角螺纹具有自锁性，在 静载荷和工作温度变化不大时不会自动 松脱，但是在冲击振动和变载的作用下， 预紧力可能在某一瞬间消失，连接仍有 可能松脱。高温的螺纹连接，由于温度 变形差异等原因，也可能发生松脱现象， 因此设计时必须考虑防松。
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过盈连接——圆柱面过盈
过盈连接主要分为两种：圆柱面过盈连接；圆锥面 过盈连接。 圆柱面过盈连接的过盈量是由 所选择的配合来确定的。当过 盈量及配合尺寸 较小时，一般 采用在常温下直接压入法装配； 当过盈量及配合尺寸 较大时， 常用温差法装配。圆柱面过盈 连接结构简单，加工方便。不 宜多次装拆。应用广泛，用于 轴毂连接，滚动轴承与轴的连 接，曲轴的连接 。 圆柱面过盈连接
螺栓力矩表
螺纹的防松
连接用的三角螺纹具有自锁性，在 静载荷和工作温度变化不大时不会自动 松脱，但是在冲击振动和变载的作用下， 预紧力可能在某一瞬间消失，连接仍有 可能松脱。高温的螺纹连接，由于温度 变形差异等原因，也可能发生松脱现象， 因此设计时必须考虑防松。
弹簧垫圈防松
弹簧垫圈材料 为弹簧钢，装配后 垫圈被压平，其反 弹力能使螺纹间保 持压紧力和摩擦力。
过盈连接——圆锥面过盈
圆锥面过盈连接是利用包容 件与被包容件相对轴向位移压 紧获得过盈结合。可利用螺纹 连接件实现轴向相对位移和压 紧；也可利用液压装入和拆下。 圆锥面过盈连接时压合距离短。 装拆方便，装拆时结合面不易 擦伤；但结合面加工不便。这 种连接多用于承载较大且需多 次装拆的场合，尤其适用于大 型零件。
螺纹紧固件
螺栓
紧定 螺钉
螺纹紧 固件
螺钉
双头 螺柱
螺纹紧固件的特点应用
螺栓连接
螺钉连接
双头螺柱连接
螺纹连接的数据要求
螺栓：螺纹预留长度： 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 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 螺钉、双头螺柱： 螺钉，螺柱座端拧入深度：H 钢或者青铜H≈d 铸铁 H≈(1.25~1.5)d 铝合金 H≈(1. 5~2.5)d
第二章
连接与紧固
主讲人：吴春桥
目录
一、连接的定义及分类
二、螺纹的定义及分类
三、螺纹紧固件 四、键连接
连接的定义及分类
连接是指被连接件与连接件的组合。被 连接件有轴和轴上零件（齿轮）、箱体与 端盖、齿圈与轮毂等等。
常用的连接件有螺纹紧固件、销、键、 铆钉等。连接分为可拆卸连接与不可拆卸 连接。
连接的定义及分类
螺纹连接
普通螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
矩形螺纹
螺纹参数
螺纹的几个重要的几何参数： 大径d与外螺纹牙顶（或者内螺纹牙底）相重 合的假象圆柱体的直径。 小径d1与外螺纹牙底（或者内螺纹牙顶）相重 合的假象圆柱体的直径。 中经d2也是一个假象圆柱体的直径，该圆柱的 母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。 螺距 P 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴 向距离。 导程S 同一条螺旋线上，相邻两个牙在中径 线上对应两点的轴向距离，设螺旋线的条数为 n，则S=nP。 螺纹升角 中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂 直于螺纹曲线的平面的夹角。 牙型角 轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹 角称为牙型角。牙型侧边与螺纹曲线的垂线间 的夹角称为牙侧角。
机械制造中常用的螺纹
常用的连接螺纹有普通螺纹和管螺纹（细牙螺 纹）。前者多用于紧固连接，后者用于紧密连接。在 国标中，把牙型角=60°的三角形米制螺纹称为普通 螺纹，以大径d为公称直径。同一公称直径可以有很 多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其 余都称为细牙螺纹。细牙螺纹升角小，小径大，因而 自锁性能好，强度高，但是不耐磨，易滑扣。 管连接螺纹一般有四种，除了用普通细牙螺纹外， 还有三种：非螺纹密封的管螺纹（圆柱壁管，牙型角 =55°）用螺纹密封的管螺纹（圆锥管壁，牙型角 =55°）和牙型角=60°圆锥管螺纹。
• 键有平键、半圆键、楔键和切向键。
普通平键
如图所示的平 键连接，工作面为 侧面，其上表面与 轮毂槽底之间有间 隙。这种键定心性 好、拆装方便，分 为普通平键与导向 平键。
半圆键 半圆键 也是以 两侧为工作面，它 与平键一样具有定 心性好的优点。半 圆键能在轴槽中摆 动以适应毂槽底面， 装配方便，缺点是 键槽对轴的削弱较 大，只适用于轻载 连接。（一般在锥 形轴上采用较为方 便）
可拆 连接 螺纹连接
键连接 销连接
不可拆
连接
粘接
焊接 铆接
过盈连接
螺纹的定义及分类
• 螺纹的定义：将一倾斜角为某值的直线绕在圆柱 体上便形成一螺旋线，如果取一个小平面沿着螺 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。 • 螺纹分为连接螺纹和传动螺纹两种。连接螺纹主 要包括普通螺纹和管螺纹；传动螺纹主要包括锯 齿形螺纹，梯形螺纹和矩形螺纹。 • 螺旋线还可以不是一条，这种情况称为多线螺纹。 一般情况下螺纹的线数不超过4。
弹簧垫圈防松
对顶螺母防松
利用两个对 顶螺母的对顶作 用使螺栓始终受 到附加拉力和附 加摩擦力，结构 简单，可用于低 速重载场合。
对顶螺母防松
开口销防松
开口销防松
•
槽型螺母和开口销 槽型螺母拧紧后，用 开口销穿过螺栓尾部小孔和螺母的槽， 也可以用普通螺母拧紧后再配钻开口销。
串联钢丝防松
串联钢丝
用低碳钢丝穿入成组的螺 栓头部金属丝孔，可相互制约， 放松可靠，安装时应注意钢丝走 向。图示仅适用于右旋螺纹；也 适用于双头螺柱的防松。
螺栓
分六角头和小六角头两种。小六角头螺栓 采用冷镦工艺生产，材料利用率高，生产率高， 力学性能和成本低。但是由于头部较小，不宜用 于频繁拆装、被连接件强度低和易腐蚀的地方。 （需要注意的是，螺栓也可以用于螺钉连接中）
垫圈
平垫圈
弹簧垫圈
球面垫圈
止动垫圈
螺纹连接预紧与防松
正常情况下，绝大多数螺纹连接在装配时 都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预 先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。 预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密 性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生 相对位移。由于预紧力对螺纹连接的可靠性、 强度和密封性有很大的影响，但又不能使螺纹 连接件过载，所以在重要螺纹连接都要控制预 紧力。
圆锥面过盈连接
经常采用压入 法、温差法或液压 法进行装配。
示意图
螺栓连接
螺栓的螺纹预留长度： l1 螺栓、螺钉、螺柱的大径：d
螺钉连接
双头螺柱连接
螺钉，螺柱座端拧入深度：H
半圆键
锲型键 楔型键 工作面 是上下两个面，键 的上表面有1：100 的斜度，轮毂键槽 的底面也有1：100 的斜度，把楔键打 入轴和毂槽内，其 工作面产生了很大 的预紧力Fn，工作 时，主要靠摩擦力 传递力矩，并能承 受单方向的轴向力。
由于楔键打入时，迫使轴 和轮毂产生偏心，因此楔 键仅适用于定心精度要求 不高，载荷平稳和低速的 连接。
切向键
切向键 其由一对楔键组成，装配时，将 两键楔紧，工作面上的压力沿着轴的切线方向， 能传递很大的转矩，当传递双向转矩时，需用 两对切向键并分布成120~130度。
花键
轴和轮毂周向均布多个键齿构成的连接称 为花键连接。齿的侧面是工作面，由于是多个齿 传递载荷，所以花键比平键连接具有承载能力高， 对轴的削弱程度小，定心性好的优点。它适用于 定心精度高、载荷大或经常滑移的连接。分为矩 形花键和渐开线型花键。
止动垫片及其它防松措施
•
•
•
圆螺母带翅垫片 使垫片内翅在螺栓（轴） 的槽内，拧紧螺母后将垫片外翅之一折嵌 于螺母的一个槽内。 止动垫片，将垫片折边以固定被联接件的 相对位置。 其他的防松办法，冲点，涂粘合剂（将粘 合剂涂于螺纹旋合表面，拧紧螺母后粘合 剂能自行固化，防松效果良好）。
键连接
• 键主要用来实现轴和轴上零件的周向固定以及 传递力矩。有些类型还可以实现轴上零件的轴 向固定或移动分类。