精密机械设计基础-第十四章----联接课件

第十四章 联接第一节第一节 概述概述一、分类一、分类1、根据被联接零件的性质：、根据被联接零件的性质：n机械零件与机械零件的联接机械零件与机械零件的联接 n光学零件与机械零件的联接光学零件与机械零件的联接 2、根据结构的特点分：据结构的特点分：n可拆联接可拆联接 n永久联接（不可拆联接）永久联接（不可拆联接）二、基本要求二、基本要求1、保证足够的联接强度、保证足够的联接强度 2、保证足够的联接精度、保证足够的联接精度 3、保证联接结构的可靠性保证联接结构的可靠性 4、联接方便，工艺性好、联接方便，工艺性好 5、满足其他一些特殊要求、满足其他一些特殊要求 第二节机械零件的联接第二节机械零件的联接一、可拆联接可拆联接（一）螺钉和螺纹联接（一）螺钉和螺纹联接（图141）1联接螺纹的主要类型联接螺纹的主要类型：（1）粗牙螺纹粗牙螺纹（2）细牙螺纹）细牙螺纹有较小的螺距、螺纹深度和螺旋升角有较小的螺距、螺纹深度和螺旋升角 （3）其它专门用途的联接螺纹其它专门用途的联接螺纹 1）目镜螺纹）目镜螺纹 一种特殊用途的梯形螺纹，牙型角一种特殊用途的梯形螺纹，牙型角60，专，专用于目镜与镜框之间的联接。为了转动均匀、用于目镜与镜框之间的联接。为了转动均匀、轻快和在转角不大（一般小于轻快和在转角不大（一般小于36）的情况）的情况下，得到较大的轴向移动，目镜螺纹常制成下，得到较大的轴向移动，目镜螺纹常制成多头螺纹多头螺纹 2)显微镜物镜螺纹显微镜物镜螺纹 国际通用特殊标准螺纹，牙型角国际通用特殊标准螺纹，牙型角55，专用，专用于显微镜上物镜组件与镜管的联接。为了便于显微镜上物镜组件与镜管的联接。为了便于更换不同情率的物镜，各国标准相同。于更换不同情率的物镜，各国标准相同。3)圆柱管螺纹圆柱管螺纹 多用于水、煤气管路，以及润滑和电气管多用于水、煤气管路，以及润滑和电气管路系统的联接，螺纹牙型角路系统的联接，螺纹牙型角55。圆柱管螺。圆柱管螺纹的公称直径不等于螺纹大径，而近似等于纹的公称直径不等于螺纹大径，而近似等于管子的孔径。管子的孔径。2螺钉联接零件的型式及应用螺钉联接零件的型式及应用:（1）螺钉联接零件）螺钉联接零件n螺钉螺钉n螺栓螺栓n螺母螺母n垫圈垫圈（2）螺钉其他用途螺钉其他用途n调节零件的位置（调节零件的位置（图14-2a）n作转动零件作转动零件 心轴（心轴（图14-2b）n组成导轨（组成导轨（图14-2c）3螺钉联接的结构设计螺钉联接的结构设计:（1）螺钉的类型）螺钉的类型n圆柱头螺钉（圆柱头螺钉（图143）n球面圆柱头螺钉（球面圆柱头螺钉（图147）n沉头螺钉（沉头螺钉（图148d）（2）确定螺钉直径、长度、数量及排列形式）确定螺钉直径、长度、数量及排列形式1）直径）直径n一般取决于结构，受力大时经过计算一般取决于结构，受力大时经过计算2）长度（）长度（图14-3）n零件零件1的最小厚度的最小厚度hmin应稍大于螺钉的螺尾应稍大于螺钉的螺尾或退刀槽的长度或退刀槽的长度n螺尾或退刀槽长度约等于螺尾或退刀槽长度约等于1.52个螺距个螺距 n螺钉的拧入深度一般按下列关系：螺钉的拧入深度一般按下列关系：钢或青铜钢或青铜ld 铸铁铸铁l（1.251.5）d 铝合金铝合金l（1.52.5）d 式中式中d为螺钉的公称直径为螺钉的公称直径 n受力很小可适当减少深度，但不应小于受力很小可适当减少深度，但不应小于2.5个个螺距螺距n螺钉长度应圆整为标准长度螺钉长度应圆整为标准长度3)获得必要的拧入深度（获得必要的拧入深度（图14-4）n局部增加螺孔处的厚度局部增加螺孔处的厚度 n螺孔处镶入用强度较高的材料制出螺纹螺孔处镶入用强度较高的材料制出螺纹 4）数目）数目5）排列形式）排列形式扳手空间的大小，制造方便与否扳手空间的大小，制造方便与否6）涉及的类型和尺寸规格）涉及的类型和尺寸规格尽量少尽量少（3）被联接零件的定位）被联接零件的定位1）利用两个定位销定位（）利用两个定位销定位（图145）2）利用圆柱配合面和一个定位销定位利用圆柱配合面和一个定位销定位（图14-6）3）一个螺钉的联接中防转结构）一个螺钉的联接中防转结构（图14-7）（4）螺钉联接的防松）螺钉联接的防松 1）用增加摩擦力的方法防松（用增加摩擦力的方法防松（图14-8）2）用机械固定的方法防松（用机械固定的方法防松（图149）3）用粘结方法防松（用粘结方法防松（图1410）（5）防止螺钉丢失结构（）防止螺钉丢失结构（图14-11）（二）销钉联接（二）销钉联接1、销钉的类型、销钉的类型（1）圆柱销）圆柱销1）优点：）优点：定位精度较高定位精度较高2）缺点：）缺点：不宜多次拆卸不宜多次拆卸（2）圆锥销圆锥销1）优点）优点：能多次拆装能多次拆装 2）缺点缺点：销钉孔加工需用锥形铰刀铰制销钉孔加工需用锥形铰刀铰制 2、销钉的主要用途有、销钉的主要用途有（1）作定位零件）作定位零件 （图145）（2）作联接零件作联接零件 （图1412）3、销钉联接的结构设计、销钉联接的结构设计（1）选定销钉类型（）选定销钉类型（表141）（2）计算或验算）计算或验算（3）销钉联接的防松（）销钉联接的防松（图14-12）（三）键联接（三）键联接1键的类型、特点和应用键的类型、特点和应用（1）分类：）分类：n平键平键n半圆键半圆键n斜键（楔键和切向键）斜键（楔键和切向键）（2）平键）平键1）分类）分类n普通平键（普通平键（图14-13a）圆头（圆头（A型）或方头（型）或方头（B型）；型）；一端圆头，另一端方头（一端圆头，另一端方头（C型）。型）。n导向平键（简称导键）（导向平键（简称导键）（图1413b）n滑键图（滑键图（14-13c）（3）半圆键（）半圆键（图1414a）1）优点：）优点：工艺性好，方便地用于锥形轴工艺性好，方便地用于锥形轴 2）缺点：）缺点：轴上的键槽较深轴上的键槽较深（2）楔键（）楔键（图1415）斜键的一种斜键的一种 1.分类：n 普通楔键普通楔键n 钩头楔键钩头楔键 2键联接的设计与计算（图键联接的设计与计算（图14-16）（1）选型）选型（2）确定尺寸和材料确定尺寸和材料（3）强度验算强度验算二、不可拆联接二、不可拆联接1.分类：分类：n 焊接焊接n 铆接铆接n 压合压合n 胶接胶接n 铸合铸合（一）焊接（一）焊接n利用加热（有时还需要加压），使两个以上利用加热（有时还需要加压），使两个以上的金属件在联接处的原子或分子结合的一种的金属件在联接处的原子或分子结合的一种不可拆联接方法。不可拆联接方法。按照加热的方法和焊接过程的特点，焊接可分按照加热的方法和焊接过程的特点，焊接可分为三大类：为三大类：1.熔焊（气焊、电弧焊、电渣焊等）、熔焊（气焊、电弧焊、电渣焊等）、2.压焊（电阻焊、摩擦焊、感应焊、冷压焊压焊（电阻焊、摩擦焊、感应焊、冷压焊等）、等）、3.钎焊钎焊 在精密机械与仪器中应用普遍的是电阻焊与在精密机械与仪器中应用普遍的是电阻焊与钎焊钎焊1电阻焊电阻焊1）定义：）定义：电阻焊又称为接触角是利用电流通过焊件时电阻焊又称为接触角是利用电流通过焊件时产生的电阻热，把焊件加热到塑化（软化）产生的电阻热，把焊件加热到塑化（软化）状态，再加压力形成焊接头状态，再加压力形成焊接头。2）分类：）分类：n 点焊点焊n 缝焊缝焊n 对焊对焊 2钎焊钎焊 钎焊是利用钎料把零件联接在一起，钎焊时，钎焊是利用钎料把零件联接在一起，钎焊时，使熔化了的钎料充满焊件焊接使熔化了的钎料充满焊件焊接 处的间隙中，处的间隙中，当焊料凝固后形成焊缝当焊料凝固后形成焊缝（二）铆接（二）铆接（图14-18）1、定义：利用铆钉或被联接件之一上起铆钉作用利用铆钉或被联接件之一上起铆钉作用的铆接颈产生局部塑性变形，形成铆钉头，的铆接颈产生局部塑性变形，形成铆钉头，把零件联接在一起的方法把零件联接在一起的方法。2、注意原则：1）铆钉材料的弹性模量要尽可能小。2）尽可能增大被联接零件的支承面 3）尽可能减小铆接力（图14-19，14-20，14-21，14-22）（三）压合（三）压合1、定义：、定义：利用两个零件配合面的过盈，把一个零件压利用两个零件配合面的过盈，把一个零件压入另一个零件构成的联接。入另一个零件构成的联接。2、分类：、分类：n光面压合联接（光面压合联接（图14-23）n滚花压合联接（滚花压合联接（图1424）（四）铸合（四）铸合1、定义：、定义：是把尺寸较小但具有一定性能要求的零件是把尺寸较小但具有一定性能要求的零件（嵌件）铸入另一零件（称为基本零件）的（嵌件）铸入另一零件（称为基本零件）的一种联接方法一种联接方法。（图14-25）（五）胶接（五）胶接 利用胶粘剂把零件粘合在一起的联接方法。利用胶粘剂把零件粘合在一起的联接方法。与其它形式的联接比较，胶接有下列优点：与其它形式的联接比较，胶接有下列优点：1）可以胶接各种金属材料，也可以胶接非金属）可以胶接各种金属材料，也可以胶接非金属材料，以及把金属材料和非金属材料胶接在材料，以及把金属材料和非金属材料胶接在一起。一起。2）胶接表面光滑、平整、美观，胶接处应力分）胶接表面光滑、平整、美观，胶接处应力分布均匀，避免了铆接、焊接、螺钉联接时存布均匀，避免了铆接、焊接、螺钉联接时存在的应力集中现象。在的应力集中现象。3）胶接时，被联接零件一般不需要加热，即使）胶接时，被联接零件一般不需要加热，即使需要加热，加热温度也较低，这就保证了被需要加热，加热温度也较低，这就保证了被联接零件材料性质不致改变。因而，联接极联接零件材料性质不致改变。因而，联接极薄的零件时，也不致产生变形薄的零件时，也不致产生变形 4）胶接能满足如绝缘、密封、防腐蚀等使用要）胶接能满足如绝缘、密封、防腐蚀等使用要求，有的胶接还能达到很高的透明度，这对求，有的胶接还能达到很高的透明度，这对于光学零件的联接极为重要。于光学零件的联接极为重要。5）胶接结构简单，重量轻，不削弱零件的强度）胶接结构简单，重量轻，不削弱零件的强度 胶接的缺点主要有：胶接的缺点主要有：1）随着使用温度的增高，胶结的强度会降低；）随着使用温度的增高，胶结的强度会降低；2）胶接的表面须经仔细的清洁处理。）胶接的表面须经仔细的清洁处理。3）胶接固化的时间一般比较长，胶接后不能立）胶接固化的时间一般比较长，胶接后不能立即使用。即使用。第三节第三节机械零件与光学零件的联接机械零件与光学零件的联接 一、联接的特点和应满足的要求一、联接的特点和应满足的要求 1、满足的要求：1）联接要牢固可靠，保证光学零件的相对位置，不引起光学零件的变形和内应力2）便于装配、调整，能彻底清洗 3）保证有效通光孔径不受镜框切割 4）消除温度变化时，由于材料线膨胀系数不同而产生的附加内应力。5）不用软木、纸片等有机材料与光学零件相接触。2、分类：1）圆形光学零件的固紧n滚边法（图14-28）n压圈法（图14-29，14-30）n弹性元件法（图14-31，14-32）n电镀法（图14-33）n胶接法（图14-34）三、非圆形光学零件的固紧三、非圆形光学零件的固紧 1、常见的固紧方法：n夹板固紧（图14-35）n平板和角铁固紧（图14-36）n弹簧固紧（图14-37）n胶粘固紧