培训—机械连接与传动课件.ppt
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1、农委农机培训班培训内容,机械连接和机械传动,主讲人:,主要内容,言,机械连接,1,机械传动,2,4,一、机械连接,连接,是指连接件和被连接件的组合结,构,。通常有连接件和被连接件。,机械,连接分为两大类:,机械动连接,和,机械,静连接,。,?,机械动连接:,即被连接的零(部)件之间可以,有相对运动的连接,如滑移齿轮和轴;),?,机械静连接,:即被连接的零(部)件之间不允,许有相对运动的连接。,机械静连接又可分为两,类:,可拆连接,和,不可拆联接,。,一、机械连接,不可拆,连接,螺纹连接,键连接,无键连接,销连接,可拆连接,一、机械连接,螺纹连接,?,1.,螺纹的形成:,?,2.,螺纹的分类及认
2、识:,?,按螺纹的牙型分,a,、,三角形螺,纹如图,(a),b,、,矩形螺纹,如图,(b),c,、,梯形螺纹,如图,(c),。,d,、,圆牙螺纹,如图,(d),。,e,、,锯齿形螺,纹如图,(e),。,一、机械连接,螺纹连接,?,2.,螺纹的分类及认识:,按螺纹的牙型分,按螺旋的作用分:,a,、,联接螺纹。,b,、,传动螺纹(螺旋传动),按螺旋线的根数分:,a,、,单线螺纹(用于联接),。,b,、,多线螺纹,(用于传动),。,按回转体的内外表面分:,a,、,外螺纹。,b,、,内螺纹。,一,、机械连接,螺纹连接,?,3.,螺纹的主要参数,大径,d,(,D,),与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆
3、柱面的直径,称为大径。大径,即是螺纹的最大直径(外螺纹的牙顶直径、内螺纹的牙底直径),亦称,螺纹的,公称直径。,小径,d1(D1),与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径。,中径,d2(D2),在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直,径,。,螺距,P,相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。,L,L,=,n,P,(,n,=,2,),?,h,?,?,P,?,d,2,?,d,?,d,1,d,1,d,2,d,一,、机械连接,螺纹连接,导程,S,同一螺旋线上,相邻两牙在中径圆柱面,的母线上的对应两点间的轴向距离。,线数,n,螺纹螺旋线数目。,螺旋升角,中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直,于螺
4、旋线轴线的平面的夹角。,牙型角,螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹,角。,牙高,h,牙底到牙顶的距离。,一、机械连接,螺纹连接,?,4.,螺纹连接的主要类型,?,螺栓连接,a,、,普通螺栓联接:,通孔不带螺纹,螺杆穿过通孔与螺母配合使,用。装配后孔与螺杆间有间隙。结构简单,装拆方便,应用较广,(如图,a,)。,b,、,铰制孔螺栓联接:,装配后无间隙,主要承受横向,载荷(如图,b,),双头螺栓联接,:,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较厚时,(,如图,c),a,(a),d,l,1,d,0,(b),H,l,2,螺栓连接图,a,螺栓连接图,b,双头螺栓联接图,c,一、机械
5、连接,螺纹连接,?,4.,螺纹连接的主要类型,?,螺钉联接:,适于被联接件较厚,结构简单,省了螺母,不宜经,常拆装,以免损坏螺孔而修复困难,如图,d,:,?,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,如图,e,:,l,3,H,l,2,d,l,1,(a),(b),螺钉连接图,d,紧定螺钉联接图,e,一、机械连接,螺纹连接,?,5.,螺纹紧固件及测紧工具,a,)螺栓,b),双头螺栓,c),螺母,一、机械连接,螺纹连接,?,5.,螺纹紧固件及测紧工具,d),螺钉、,紧定螺钉,e),垫圈,一、机械连接,螺纹连接,?,5
6、.,螺纹紧固件及测紧工具,f),其他螺母,g),测紧工具,一、机械连接,螺纹连接,?,6.,防松方法,联接用,三角形螺纹都具有自锁性,,,在静载荷和,工作温度变化不大时,不会自,动松脱,。但在冲,击、振动和变载条件下,预紧力可能在某一瞬时,消失,联接仍有可能松动。高温下的螺栓联接,,由于温度变形差异等,也可能发生松脱现象(如,高压锅),因此设计时必须考虑防松,即防止相,对转动。,一、机械连接,螺纹连接,利用附加摩擦力防松。如图:,其他方法防,松。如图:,采用专门防松元件防松。如图:,一、机械连接,螺纹连接,?,7.,螺纹的旋向,顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹,,,逆,时针旋转时旋入的螺纹称
7、为左旋螺纹,,常用的是,右旋螺纹,。,判断螺纹旋向方法,如图所示:用左手、右手各,表示左螺纹、右螺纹的旋向。,当螺纹从左向右升,高为右旋螺纹;当螺纹从右向左升高为左旋螺纹。,一、机械连接,键连接,键的种类有平键、半圆键、楔(,xie),键、切向键和花键,?,1.,平键,?,平键的特点:,定心好、装拆方便,。依靠键的侧面传递扭矩,对轴上零件,只做周向固定,不能承受轴向力,如需轴向固定,需加紧固螺钉或定位,环等定位零件,.,?,平键的种类有:,普通平键、导向平键和滑键,?,a,、,普通平键,:普通平键结构特点:圆头,(A,型,),固定良好,轴槽应力,集中大。方头,(B,型,),轴的应力集中小。单圆
8、头,(C,型,),用于轴端。普通,平键应用最广,。,A,型,B,型,C,型,一、机械连接,键连接,?,1.,平键,?,b,、,导向平键:,导向平键结构特点:长度较长,需用螺钉固定。,为便于装拆,制有起键螺孔。,零件可以在轴上移动,构成动,联接,。,?,c,、,滑键:,滑键结构特点:一般把中间工作不分铣底,,两端呈,钩状,随轮毂移动,。,导向键,键不动,轮毂轴向移动,滑键,键随轮毂移,动,一、机械连接,键连接,?,2.,半圆键,?,优点:,定心好,装配方便,。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮,毂槽底面。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
9、侧面的挤压来传,递扭矩,。,?,缺点:,对轴的削弱较大,只适用于轻载联接,。,?,工艺性好,装配方便,,特别适用于锥形轴与轮毂的联接。,如图,所示:,d,d,半圆键,半圆键装配示意图,一、机械连接,键连接,?,3.,楔,xie,键,?,楔键结构特点:,上、下面为工作表面,有,1,:,100,斜度,侧面有,间隙,,轮毂槽的底面也有,1:100,的斜度。,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。,?,特点,:,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。,且要罩安全罩。,缺点是定心
10、精度不高。,?,应用:,只能应用于定心精度不高,载荷平稳和低速的联接。,?,类型:,普通楔键、钩头楔键,。,在重型机械中常采用切向键,-,一,对楔键组成。,半普通楔键楔键连接,钩头楔键楔键连接,普通楔键,钩头楔键,一、机械连接,键连接,?,4.,切向键,?,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。,用一对切向键时,只能单向传递转矩,,要双向传递转矩须,用两对互成,120,分布的切向键,(图,b,)。,切向键对轴的强度削弱,较大,因此常用于直径大于,100mm,的轴上,。,?,5.,花键,切向键
11、连接,一、机械连接,键连接,?,5.,花键,?,特点:,轴的强度高,传递的扭矩大,对中性与导向性都较好,,,但,制造成本高。,?,花键连接,按工作方式不同可分为,静连接,和,动连接,两种。,装配时的,定心方式有外径定心、内径定心和键侧定心三种,。通常情况下常,采用外径定心,便于获得较高的加工精度。,对于静花键连接,允,许有少量过盈,但不能过紧;对于动花键连接,多数为间隙配合,,套件在轴上能滑动自如,,但也不能过松,用手摇动,不应感到有,间隙,。成批量定形生产的花键,修去飞边毛刺后就可装入。在单,件小批生产与检修配件时,一般需研磨修配方可装入。,一般要求,是:工作面以研合后,同时接触的齿数不得少
12、于,2/3,,接触率在,齿长和齿高方向上均不得低于,50%,,,研合时用,0.05mm,的塞尺检,查齿侧间隙,塞尺不得插入齿全长。,?,花键齿形可分为,渐开线形、,矩形、三角形三种,。,渐开线花键:,定心方式为齿形定心,成本高,适宜于传递大扭,矩、大直径轴。,当齿受载时,齿上的径向力能自动定心,有利于,各齿均载,应用广泛,优先采用,一、机械连接,键连接,?,5.,花键,矩形花键:,制造容易,应用广泛,。配合面均要研磨,磨削消除热,处理后变形,应用广泛。矩形花键按齿高的不同。分轻、中、重定,心系列。,定心方式有,内劲定心,(定心精度高),。有,外径定心,(一般,定心)。,有,齿侧定心,(定心精度
13、不高),但载荷分布均匀,承载能,力高。但零件易移动,侧面易磨损,使对中性变坏,适于定心要求,不高的重载联接(静联接),三角形花键,齿数较多,齿较小,对轴强度削弱小,。,适于轻载、,直径较小时及轴与薄壁零件的联接。,矩形花键,渐开梯形花键,三角形花键,制造容易,应用最广,用于高强度连接,用于薄壁零件连接。,一、机械连接,键连接,?,6.,键的装配,?,紧键连接的装配:,紧键连接按其构造不同,一般有,楔,xie,键,和,切,向键,两种,尤其是,切向键,在传递大扭矩时经常使用,。,a,、,楔键:,楔键分为平头与钩头两种,。钩头键便于装拆,一般用,于轴头部位。平头的楔键配制后用挡板将其在轴上固定。配制
14、楔,键时,可用涂色法检查斜面的接触情况,,工作面上的接触应在,70%,以上,其余不接触部分不得集中于一段。外露尺寸应为斜面,长度的,10%,15%,(钩头键的外露尺寸不包括勾头)。,b,、,切向键:,切向键两个为一组,成组使用,,一般每个键上都有,1,:,100,斜度。由于切向键的键槽在轴与轮组装一起后才能形成,,因此精确尺寸很难控制,一般切向键都留有余量,,待轴与轮组装,后实测键槽尺寸后进行配制。,配制方法与楔键类似,只是,切向键,工作面为其侧面。,配制后键露出轴处部分应去掉,一般不高出轴,3mm,。,一、机械连接,键连接,?,6.,键的装配,?,松键连接的装配:,对于,普通平键、半圆键和导
15、向平键,装配后要,求键的两侧应有一些过盈,,平键上表面与轮毂槽底间留有间隙。,键底面应与轴槽底面接触。,对于,滑键,则键与轮槽底面接触,而,键与轴槽底面有间隙,。松键连接可按以下步骤进行配制:,a,、,清,理键与键槽上的毛刺;,b,、,锉配键长,键头与轴槽间应有,0.1mm,左右的间隙;,c,、,用键头与轴槽试配,对普通平键、半圆键和导,向键应能使键紧紧地嵌在轴槽中,,而,滑键则应嵌在轮槽中;,d,、,配合面加机油,用铜棒或手锤垫软垫将键装在轴上。,?,7.,键的主要失效形式,键齿的压溃(静联接,键、轴、毂中较弱者;,),磨损(动联接);,键的剪断(较少)。,一、机械连接,无键连接,轴与毂的联
16、接不用键或花键时,统称无键联接。,无键连接,通,常,有过盈配合连接、膨胀连接,和,型面连接,三种,?,1.,过盈配合连接,:,?,过盈配合连接是利用两个被连接件间的过盈配合来实现的连接,,,这种连接可做成可拆连接(过盈量较小),也可做成不可拆连接,(过盈量较大)。,?,过盈连接的特点:,构造简单,定心性好、承载能力高和在振动,条件下能可靠地工作,,,但其装配困难和对配合尺寸的精度要求较,高。,?,过盈连接的方法:过盈配合连接的装配采用,压入法,和,温差法,。,a,、,压入法装配是,在常温下通过在待装配的轴与轮毂间沿轴线方,向施加压力的方法进行装配。,b,、,温差法装配是,将孔零件加热使,其膨胀
17、,或将轴零件冷却使其收缩,,或二者同时进行,然后进行,装配,装配时配合面间无过盈。当过盈连接的连接面长度或实际,过盈量较大时应采用温差法装配。,一、机械连接,无键连接,?,2.,膨胀连接:,?,膨胀连接是利用以内、外锥面相互贴合并挤紧在毂孔与轴之间装,入内外锥形环的连接套,(,简称胀套,),,,在轴向力作用下,同时胀紧,轴与毂而构成的一种静连接,。,?,胀套的尺寸选择,:,各型胀套已标准化,选用时可根据轴、毂尺寸,及传递载荷大小,从标准中选择合适的型号和寸。选择,必须要大,于转矩力和轴向的力,。,传递联合作用的转矩和轴向力时,当一个,胀套不满足要求时,可用两个以上的胀套串联使用,一个胀紧套,两
18、个胀紧套,膨胀连接示意图,一、机械连接,无键连接,?,3.,型面连接:,?,如图所示,,型面连接是由非圆剖面的轴与相应的轮毂孔构成的可,拆连接,。成型连接应力集中小,能传递大扭矩,装拆方便,但是,加工工艺复杂,需要专用设备。由于型面连接要用到非圆形孔,,以前因其加工困难,限制了型面连接的应用。,应用较多的是带切,口圆形和正六边形型面,。,?,配合部分形状:,有柱体和椎体两种,。,a,、,柱体只能传递扭矩,。,b,、,椎体能同时传递扭矩和轴向力,,用于不允许有间隙和要求高可靠,性的场合。,?,型面连接的特点:,a,、,装拆方便,对中性好,;,b,、,连接面上没有应,力键槽和尖角,减少了应力集中,
19、;,c,、,可传递较大的扭矩,;,d,、,切,削加工有难度,不易保证配合精度,。,型面连接示意图,一、机械连接,销连接,销连接是,把零件用销钉连接在一起,主要用于固定零件之间的相对位,置,使他们之间不能互相移动和转动,,除了能起连接作用外,,还起保,险和定位作用,。并能传递较小的载荷,它还可以用于过载保护。其特,点是:,连接可靠,安装、拆卸方便,,应用十分广泛。但,只能传递不大,的扭矩。,?,1.,销连接的分类,:,按用途不同,一般可分为,定位销、连接销、安全销。,?,定位销,主要用于零件间位置定位,常用作组合加工和装配时,的主要辅助零件,?,联接销,主要用于零件间的联接或锁定,可传递不大的载
20、荷。,?,安全销,主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。作为安全,装置中的过载剪切元件。安全销在过载时被剪断,因此,销的直径,应按剪切条件确定。为了确保安全销被剪断而不提前发生挤压破坏,,通常可在安全销上加一个销套。,销套,安全销,销套,安全销,a),定位销,b),连接销,c),安全销,一、机械连接,销连接,?,2.,销的形状和种类,:,?,圆柱销,普通圆柱销,按直径的公差不同分为,A,、,B,、,C,、,D,型。,不能多于装拆(否则定位精度下降),如图,a,:,?,圆锥销,销和销孔均有,1,:,50,锥度,可自锁,定位精度较高,,允许多于装拆,且便于拆卸,。,端部带螺纹的锥销,它可用于盲孔,
21、或装拆困难的场合。,如图,b,?,槽销,槽销上有三条纵向沟槽,槽销压入销孔后,它的凹,槽即产生收缩变形,借助材料的弹性而固定在销孔中。,多用于传,递载荷,对于振动载荷的连结也适用。,销孔无需铰制,加工方便,,可多次装拆。,如图,c,a),圆柱销,b),带螺纹锥销,c),槽销,二、机械连接,销连接,?,2.,销的形状和种类,:,?,圆管型弹簧圆柱销,在销打入销孔后,,销由于弹性变形而挤,紧在销孔中,,,可以承受冲击和变载荷,。如图,d,?,销轴,用于两零件的铰接处,构成铰链连接,。销轴通常用开,口销锁定,,工作可靠,拆卸方便,。,如图,e,?,开口销,只能控制销轴作用,。如图,f,?,特殊型式销
22、,开尾圆锥销,,它适用于有冲击、振动的场合。,如图,g,:,d),圆管型弹簧圆柱销,e),销轴,f),开口销,g),开尾圆锥销,二、机械连接,销连接,?,3.,圆柱销的装配:,?,在装配时,,一般两件上的孔应同时钻铰;以保证两孔同轴,表面,粗糙度应在,1.6,以下。,装配时销轴上应涂以机油,然后把销钉打,入孔中,两端伸出大致相等。,?,4.,圆锥销的装配:,?,被连接的两件需同时钻铰孔,但必须注意、控制孔径,,一般以能,自由插入锥孔中的长度占销于总长度的,80%,为宜,。通孔一般用手,锤将销敲入后,,锥销小头稍露出被连接件的表面,以便于装拆。,?,不管是柱销还是锥销,往盲孔中打入时,销上必须钻
23、一通气小,孔或于侧面开一道微小的通气小槽,供放气用,。,二、机械连接,不可拆连接,?,不可拆连接,即必须破坏连接某一部分才能拆开的连接,,包括,铆钉连接、焊接,和,粘接,等,。,另外,,过盈连接既可做,成可拆连接,也可做成不可拆连接。,?,不可拆卸连接:,?,常见的,不可拆卸连接有,过盈连接、铆钉连接、熔焊连,接和胶合连接,等,,一般情况下,当拆卸零件时,将损,伤或损坏连接零件。,这里主要介绍过盈连接的装配。,配过盈连接是依靠包容件(孔)和被包容件(轴)配,合的过盈,使装后的两零件表面产生弹性变形而形成,横向压力,从而获得紧固的连接,,,其形式简单,对中,性好,承载能力强,能承受变载和冲击力,
24、但要求精,度较高。,装配前应仔细检查配合面的表面粗糙度,不,应有毛刺、凹坑、凸起、麻点等疵病,精确检查配合,尺寸公差是否符合规定要求。过盈连接按其过盈量公,称尺寸的大小可选择以下几种方法装配:,二、机械连接,不可拆连接,?,过盈连接装配方法:,?,压入配合法,:,此种方法可分为锤击法和压力机压入法两种。,锤击法可根据零件的大小,过盈量、配合长度较短、批量,小或单件生产等因素(一般为,M,、,K,、,j,、,js,配合),用手锤,或大锤将零件打入装配,(锤头不可直击零件表面)。,用压,力机压入法需具备设备,较大直径的就需用大吨位的压力,机。,这种方法适用于配合过盈不大的配合。,?,热胀配合法,:
25、,就是采且执装的方法,。,常用于过盈量大的过,盈连接件的装配。,?,冷缩配合法,:,就是采用冷装的方法。,其特点是收缩量较小,,一般用于过盈量较小,而又受其他方法限制的过盈配合场,合。,?,液压套合法,:,采用液压的方法使孔膨胀,轴收缩组装过盈,配合件。,必须使用专用工具进行,而配合件配合部位,按,规定制作成锥形孔与轴,并在孔中设有密封结构,边加压,边往里推进。,三、机械传动,?,机械传动原理:,机械传动类型通常按,工作原理,、,速比能否改变,与,能量流动,路线,三种情况进行分类。,1.,按工作原理分:,机械传动,磨檫传动,推压传动,啮合传动,带传动,磨,檫,轮,传,动,齿,轮,传,动,螺,旋
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