螺纹联接与键联接.ppt
第8章 螺纹联接与键联接,引言,提 要,由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件需要彼此联接。机械零件之间的联接分为：,被联接件之间相互完全固定。,被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。,本课程介绍的联接主要是静联接。,联接的类型：,花键联接由内花键和外花键组成。内、外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。,8.1 螺纹分类和主要参数,8.1.1 螺纹的分类,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=60；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=55 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=0；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=30；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,牙侧角两边不等，工作边为3非工作边为30；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。,旋 向,左 旋,右 旋,返回,线 数 n,返回,双线螺纹,单线螺纹,5-1 螺纹,8.1.2 螺纹的主要参数,大径d 是螺纹的公称直径。,小径d1常用于强度计算。,中径d2常用于几何计算。,螺距P 相邻两螺纹牙上对应点间的轴向距离。,导程 L沿螺纹上同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离，多线螺纹L=nP。,线数 n 螺纹的螺旋线数目。,螺纹升角在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。（与螺杆导程角计算方法一致）牙型角a在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。牙型斜角在轴向截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂线之间的夹角。,8.2 螺纹联接的预紧与防松,1、普通螺栓联接（受拉螺栓）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，可多个装拆，应用较广。,2、精密螺栓联接（受剪螺栓）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,8.2.1 螺纹联接的基本类型,螺栓连接,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。,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,8.2.2 螺纹的预紧,预紧力F 预先轴向作用力（拉力）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=FHL,FH作用于手柄上的力，L力臂,FH,预紧力F的控制：,一般凭经验控制预紧力的大小。测力矩扳手测出预紧力矩，如左图定力矩扳手达到固定的拧紧力矩T时，弹簧受压 将自动打滑，如右图 测量预紧前后螺栓伸长量精度较高时采用,螺钉可承载的最大扭矩并不作为螺钉的参数，也不好计算。只是对于特定位置的特定螺钉，装配工厂根据多方面的因素规定一个操作时的扭矩。,1、防松目的A、在冲击、振动和变载荷作用下，螺纹之间的摩擦力可能瞬时消失而影响正常工作；B、在高温或温度变化较大时，若螺栓与被联接件的温度变形差或材料的蠕变，也可能导至联接的松脱。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故,2、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。,8.2.3 螺纹的防松,双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等,1）摩擦防松,3、防松办法及措施,双螺母：两螺母在拧紧后，螺母之间产生的轴向力，使螺母牙与螺栓牙之间的摩擦力增大而防止螺母自动松脱。,弹簧垫圈：靠垫圈压平而产生的弹性反力使旋合螺纹间压紧。,自锁螺母螺母一端做成非圆形收口或开峰后径面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧,尼龙圈锁紧螺母 齿纹防松螺母,此外，还有开缝螺母和紧定螺钉固定螺母,开槽螺母与开口销,螺母与止动垫圈,串联钢丝,2）机械防松：开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等,3）永久防松：端铆、冲点、点焊,4）化学防松粘合,8.2.4 螺栓组联接的结构设计中应注意的问题 结合面几何形状：,横向载荷受力问题，横向上螺栓不宜过多。圆周上的螺栓数目取3、4、6、8、12等。同组螺栓材料直径应相等。螺母排列间距：,螺栓组同时受较大横向和轴向载荷偏心载荷,一、键联接,8.3 键联接的分类及选用,键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩，而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。,（一）键联接的类型与构造,主要类型 松键：平键、半圆键 紧键：楔键、切向键,1）普通平键,1、平键,作用：用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传 递扭矩；轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插刀加工,普通平键：,圆 头 A型（常用）键顶上面与毂不接触有间隙 方 头 B型常用螺钉固定半圆头C型（端铣刀加工）用于轴端与轮毂联接,2）薄型平键,键高约为普通平键的60%70%：圆头、方头、单圆头，用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接,3）导向平键与滑键,导向键：键不动，轮毂轴向移动,滑键：键随轮毂移动,用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接,2、半圆键,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，以适应轮毂键槽的斜度，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。,特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。,上、下面为工作表面，有1：100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,3、楔键联接,楔键分为普通楔键和钩头楔键。普通楔键有圆头（A型）、方头（B型）或单圆头（C型）三种。钩头楔键的钩头是为了拆键用的。,轮毂斜度1：100,拆卸空间,安装时用力打入,普通楔键,勾头楔键,斜度1：100,特 点：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。,结构：两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打入），布置在圆周的切向。工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩。特点：能传递很大的转矩。当双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成120130。,4、切向键,（二）键的选择,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。选择时应考虑以下各方面的情况：需要传递转矩的大小；联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离的长短；对于联接的对中性要求；键是否需要具有轴向固定的作用；以及键在轴上的位置（在轴的中部还是端部）等。尺寸选择：键的剖面尺寸bh按轴的直径d由标准中选定。键的长度L一般按轮毂宽度定，要求键长比轮毂略短510 mm，且符合长度系列值。,键一般采用抗拉强度极限ss 600 MPa的碳钢制造，通常用45钢。,
