杨可桢《机械设计基础》(第6版)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-第10~13章【圣才出品】

第10章连接

10.1复习笔记

【通关提要】

本章介绍了零件连接形式：螺纹连接、键连接和销连接，主要阐述了螺纹的类型和几何参数、螺纹连接的基本类型、螺栓连接的受力分析和强度计算、螺旋传动、键连接的类型和强度计算以及销连接。学习时需要重点掌握螺栓连接的受力分析和强度计算、键连接的强度计算，此处多以计算题的形式出现；熟练掌握螺纹和螺纹连接的类型和应用、提高螺纹连接强度的措施、键连接的类型、应用及布置等内容，多以选择题、填空题、判断题和简答题的形式出现。复习时需把握其具体内容，重点记忆。

【重点难点归纳】

一、螺纹参数（见表10-1-1）

表10-1-1 螺纹的分类和几何参数

二、螺旋副的受力分析、效率和自锁（见表10-1-2）

表10-1-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁

三、机械制造常用螺纹（见表10-1-3）

表10-1-3 机械制造常用螺纹

四、螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件（见表10-1-4）

表10-1-4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件

五、螺纹连接的预紧和防松

1．拧紧力矩（见表10-1-5）

表10-1-5 拧紧力矩

2．螺纹连接的防松（见表10-1-6）

表10-1-6 螺纹连接的防松

六、螺栓连接的强度计算（见表10-1-7）

表10-1-7 螺栓连接的强度计算

七、螺栓的材料和许用应力

1．材料

螺栓的常用材料为低碳钢和中碳钢，重要和特殊用途的螺纹连接件可采用力学性能较高的合金钢。

2．许用应力及安全系数

许用应力及安全系数可见教材表10-7和表10-8。

八、提高螺栓连接强度的措施（见表10-1-8）

表10-1-8 提高螺栓连接强度的措施

九、螺旋传动

螺旋传动主要用来把回转运动变为直线运动，其主要失效是螺纹磨损。

按使用要求的不同可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋。

1．耐磨性计算

（1）通常是限制螺纹接触处的压强p，其校核公式为

p＝F a/（πd2hz）≤[p]

式中，F a为轴向力；z为参加接触的螺纹圈数；h为螺纹工作高度；[p]为许用压强。（2）确定螺纹中径d2的设计公式

①梯形螺纹

d≥

2

②锯齿形螺纹

2d ≥

其中，φ＝H/d 2，z ＝H/P

，H 为螺母高度；梯形螺纹的工作高度h ＝0.5P ；锯齿形螺

纹的工作高度h ＝0.75P 。

2．螺杆强度的校核

按第四强度理论可求出危险截面的当量应力σe ，强度条件为

[]

e σσ==≤ 式中，[σ]为螺杆材料的许用应力，对于碳钢可取0.2～0.33σS 。

3．螺杆稳定性的校核

细长螺杆受到较大轴向压力时，可能丧失稳定性，其临界载荷与材料、螺杆长细比（或称柔度）λ＝μl /i 有关。

（1）当λ≥100时，临界载荷F c 由欧拉公式决定F c ＝π2EI/（μl ）2

式中，E 为螺杆材料弹性模量，对于钢E ＝2.06×105MPa ；I 为危险截面的惯性矩，对螺杆可按螺纹小径d 1计算，即I ＝πd 14/64；l 为螺杆的最大工作长度；μ为长度系数，与螺杆端部结构有关，则：

①一端固定、一端自由，取μ＝2； ②一端固定、一端铰支，取μ＝0.7； ③两端铰支，取μ＝1。

i 为螺杆危险截面惯性半径，若螺杆危险截面面积A ＝πd 12/4，则i ＝d 1/4。