001 机械设计 04 螺纹联接与键联接

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1、第4讲螺纹联接与键联接开始拧紧拧紧后受工作载荷时工作载荷过大时δ1δ2F'Δδ1Δδ2FaFF'F"F'FaFA:图1，螺母未拧紧螺栓螺母松驰状态B:图２，拧紧—预紧状态凸缘—压—δ2—F'栓杆—拉—δ1→F'C:图3，加载F后→工作状态栓杆—继续拉—δ‘1=δ1+Δδ1从F’Fa=F+F"凸缘—放松—δ‘2=δ2-Δδ2从F’F"——总载荷——残余预紧力螺栓预紧力F挤压变形剪切变形内容提要螺纹联接的主要类型和标准联接件螺纹联接的预紧和防松单个螺栓联接的强度计算(本科)螺栓组联接的设计与受力分析(本科)提高螺栓联接强

2、度的措施(本科)键联接花键联接销联接螺纹联接键联接与销联接螺纹联接螺纹联接的特点(1)螺纹拧紧时能产生很大的轴向力；(2)它能方便地实现自锁；(3)外形尺寸小；(4)制造简单，能保持较高的精度。一、螺纹联接主要类型和标准联接件（一）机械设备中的常用螺纹1、三角形螺纹（2）管螺纹（1）普通螺纹牙型为等边三角形，牙型角α=60º；分为粗牙和细牙两种，粗牙螺纹用于一般联接，细牙螺纹在相同公称直径时,螺距小,螺纹深度浅,导程和升角也小，自锁性能好，适合用于薄壁零件和微调装置专用于管件联接的特殊细牙三角形螺纹，牙型角α=55º

3、特点：联接密封性好；2、矩形螺纹3、梯形螺纹4、锯齿螺纹牙型多为正方形，牙型角α=0º；传动效率高，但精加工困难，磨损后轴向间隙不易补偿。牙型为梯形，牙型角α=30º；传动效率比矩形稍低，但制造工艺性好，牙根强度高，定心性好牙侧角β两边不等，工作边为3º非工作边为30º；综合了矩形螺纹的高效率和梯形螺纹牙根强度高的优点，适用于单向受载的传动螺旋。（二）螺纹联接的主要类型1、普通螺栓联接——被联接件不太厚，螺杆带钉头，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，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便

4、，可多个装拆，应用较广。2、精密螺栓联接——装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制孔螺栓联接螺纹联接由螺纹紧固件和联接件上的内外螺纹组成3、双头螺栓联接——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。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。4、螺钉联接——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，适于受载较小情况特殊联接：地脚螺栓联接,吊环螺钉联接5、紧定螺钉联接——拧入后，利用杆末端顶住另一零

5、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。（三）标准螺纹联接件2、双头螺柱——两端带螺纹A型——有退刀槽B型——无退刀槽1、螺栓普通螺栓——六角头，小六角头，标准六角头，大六角头,内六角铰制孔螺栓——螺纹部分直径较小螺母4、紧定螺钉锥端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合平端——接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度　较大的平面，适于经常拆卸圆柱端——压入轴上凹坑中，适于紧定空心轴上零件的　位置，轻材料和金属薄板3、螺钉与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹6、螺母六角螺母：

6、标准，扁，厚5、自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹圆螺母+止退垫圈——带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧7、垫圈二、螺纹联接的预紧和防松预紧目的——目的是为了增强联接的刚性，增加紧密性和提高防松能力。对于受轴向拉力的螺栓联接，还可以提高螺栓的疲劳强度；对于受横向载荷的普通螺栓联接，有利于增大联接中接合面间的摩擦螺纹联接：松联接——在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用紧联接——在装配时需拧紧，即在承载时，已预先受力，预紧力F'（一）螺纹连接的预紧预紧力F'——预先轴向作用力（拉力）

7、预紧过紧——F'过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度过松——拧紧力F'过小，工作不可靠扳手拧紧力矩——T=FH·LFH—作用于手柄上的力，L——力臂FHF‘——预紧力(N)；ƒc——支承面摩擦因素，无润滑时ƒc=0.15；rf——支承面摩擦半径(mm)，rf=(D0+d0)/4拧紧螺母时，加在扳手上的力矩T，用来克服螺纹牙间的阻力矩T1和螺母支承面上的摩擦阻力矩T21、确定拧紧力矩T1=F'tan(φ+ρv)d2/2T2=F'ƒcrfT=T1+T2T——拧紧力矩；T1——螺纹摩擦阻力矩；T2——螺母端环形面与被联接件间

8、的摩擦力矩由于直径过小的螺栓，容易在拧紧时过载拉断，所以对于重要的联接不宜小于M10~M14代入数据，最后得：T≈0.2F'd(3-8)当公称直径d一定的螺栓，当所要求的预紧力F已知时，则可按(3-8)确定扳手的拧紧力矩2、预紧力F'的控制：测力矩板手——测出预紧力矩，如左图定力矩板手——达到固定的拧紧力矩T时，弹簧受压将自动打滑，如右图测量预