《制药机械第二版》第五章制药设备连接与支承

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第五章 制药设备连接与支承,第五章 制药设备连接与支承,学习目标：,通过本章的学习，应达到以下三点要求：,掌握键连接、螺纹连接的类型、特点及应用；轴和联轴器、轴承在制药设备中的应用及维护保养方法。,理解各类连接、支承的基本原理。,了解各类连接件和支承件的材料选用。,在机械设备中，为了满足结构、制造、安装及检修等方面的要求，广泛使用各种连接和支承。所谓连接是指被连接件与连接件的有机组合。如箱体与箱盖、轮圈与轮心、轴与轴上零件的连接等。连接件有螺栓、螺母、键、销、铆钉（又称为用于静连接的紧固件）及连轴器、离合器（又称为动连接件）等。所谓支承实质也是一种连接，但较多的都属于动态连接，在支承中轴与轴承是最常用的支承件。,第一节 键、花键和销,一、键连接,键连接通常用于轴和轴上零件,(,齿轮、带轮、链轮、凸轮、联轴器等,),之间的连接。其连接方法见图,5-1,。图,5-1,所示为轴与齿轮的连接，首先在轴上和齿轮孔壁上分别加工出键槽，并将键嵌入轴上的键槽内，再将齿轮上的键槽对准轴上的键套到轴上，这就构成了键连接。,图,5-1,键连接,1.,轴；,2.,轴上键槽；,3.,齿轮上键槽；,4.,齿轮；,5.,键,键是标准连接件，根据使用要求的不同常用类型有平键、半圆键、楔键、切向键几大类。,(,一,),平键连接,普通平键用于静连接，图,5,2,为普通平键连接的结构形式。工作时，靠键同键槽侧面的挤压来传递扭矩。,按其用途，平键分为普通平键、导向平键和滑键三种。,(a),圆头,(A,型,)(b),方头,(B,型,)(c),单圆头,(C,型,),图,5-2,平键连接,1.,普通平键普通平键按端部形状分为圆头平键,图,5,2,（,a,）,、方头平键,5,2,（,b,）,及单圆头平键,图,5,2,（,c,）,三种。,2.,导向平键导向平键,(,图,5-3,),是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，为了拆卸方便，在键的中部设有起键用螺钉孔，轴上的传动零件可沿键作轴向滑动。,3.,滑键当滑动距离较大时，可采用滑键（图,5-4,）。滑键和轴上零件固定在一起，工作时轴上零件带动键一起沿轴上的长键槽滑动。,图,5-3,导向平键连接 图,5-4,滑键连接,（二）半圆键连接,半圆键连接的键和键槽均做成半圆形，同样也是以两侧面为工作面来传递转矩。键可以在键槽中摆动，因而可以自动适应键槽底面的斜度。半圆键安装方便，对中性好，但轴上的键槽较深，对轴的强度削弱较大，常用于轻载连接或辅助连接。其结构如图,5-5,所示。,图,5-5,半圆键连接,（三）楔键连接,如图,5-6,所示，楔键的工作面为上下两面，其上表面和轮毂键槽的底面都具有,1,：,100,的斜度，装配时需沿键的轴向打紧，楔紧后上下两面分别与轮毂和轴上键槽的底面贴合，并产生很大的预紧力。工作时，主要依靠此预紧力所产生的摩擦力来传递转矩，并能单方向承受轴向力和轴向固定零件。,a,圆头楔键,b,方头楔键,c,钩头楔键,图,5-6,楔键连接,二、花键连接,如图,5-7,所示，花键连接是平键在数量上发展和质量上改善的一种连接，它是由周向均布多个纵向键齿的轴与带有相应的键齿槽的轴上零件相配合而成的可拆连接，键齿侧面为工作面，依靠这些齿侧面的相互挤压传递转矩。与平键连接相比，花键连接具有承载能力高、对中性好、便于导向、对轴的强度削弱小,(,齿浅、应力集中小,),等优点。缺点是结构复杂，成本较高。适用于载荷较大、定心精度要求较高的静连接和动连接。,图,5-7,花键连接,三、销连,接,接,销连接是,将,将销置于,两,两被连接,件,件的销孔,中,中而构成,的,的一种可,拆,拆连接，,它,它主要用,来,来固定零,件,件之间的,相,相对位置,(,图,5-8),，它是组,合,合加工和,装,装配的重,要,要辅助零,件,件，也用,于,于轴与轴,上,上零件的,连,连接,(,图,5-9),或其他零,件,件的连接,，,，并可传,递,递不大的,载,载荷；还,可,可作为安,全,全装置的,过,过载剪断,元,元件,(,图,5-10),。,销,可,可,分,分,为,为,圆,圆,柱,柱,销,销,、,、,圆,圆,锥,锥,销,销,、,、,开,开,口,口,销,销,等,等,。,。,圆,柱,柱,销,销,图,5-11,（,a,）,利,用,用,微,微,量,量,过,过,盈,盈,固,固,定,定,在,在,铰,铰,制,制,的,的,销,销,孔,孔,中,中,，,，,用,用,以,以,固,固,定,定,零,零,件,件,、,、,传,传,递,递,动,动,力,力,或,或,作,作,定,定,位,位,元,元,件,件,。,。,图,5-8,定,位,位,销,销,图,图,5-9,连,接,接,销,销,图,5-10,安全,销,销,图,5-11,圆柱,销,销和,圆,圆锥,销,销,图,图,5-12,螺纹,圆,圆锥,销,销,图,5-13,开尾,圆,圆锥,销,销,图,图,5-14,开口,销,销,第二,节,节,螺,螺纹,连,连接,一、,螺,螺纹,的,的分,类,类,根据,牙,牙型,，,，螺,纹,纹可,分,分三,角,角形,、,、矩,形,形、,梯,梯形,和,和锯,齿,齿形,（,（图,5-15,），,其,其中,三,三角,形,形螺,纹,纹主,要,要用,于,于连,接,接，,矩,矩形,、,、梯,形,形和,锯,锯齿,形,形螺,纹,纹主,要,要用,于,于传,动,动。,a,三角,形,形螺,纹,纹,b,矩形,螺,螺纹,c,梯形,螺,螺纹,d,锯齿,形,形螺,纹,纹,图,5-15,螺纹,的,的分,类,类,二、,螺,螺纹,连,连接,的,的类,型,型,螺纹,连,连接,的,的基,本,本类,型,型有,螺,螺栓,连,连接,、,、双,头,头螺,柱,柱连,接,接、,螺,螺钉,连,连接,、,、紧,定,定螺,钉,钉连,接,接。,（一,）,）螺,栓,栓连,接,接,螺栓,连,连接,(,图,5-16),用一,端,端有,螺,螺栓,头,头另,一,一端,制,制有,螺,螺纹,的,的螺,栓,栓，,穿,穿过,被,被连,接,接的,通,通孔,，,，旋,紧,紧螺,母,母，,将,将被,连,连接,件,件连,接,接起,来,来。,螺,螺栓,连,连接,分,分为,普,普通,螺,螺栓,连,连接,图,5-16,（,a,）,和铰,制,制孔,用,用螺,栓,栓连,接,接,图,5-16,（,b,）,，前,者,者螺,栓,栓杆,与,与孔,壁,壁之,间,间留,有,有间,隙,隙，,螺,螺栓,承,承受,拉,拉伸,变,变形,；,；后,者,者螺,栓,栓杆,与,与孔,壁,壁之,间,间没,有,有间,隙,隙，,螺,螺栓,承,承受,剪,剪切,和,和挤,压,压变,形,形。,螺,螺栓,连,连接,装,装拆,方,方便,，,，成,本,本低,，,，常,用,用在,被,被连,接,接不,太,太厚,并,并能,从,从连,接,接两,边,边进,行,行装,配,配的,场,场合,。,。,（二）双,头,头螺柱连,接,接,双头螺柱,连,连接,(,图,5-17),是将双头,螺,螺柱的一,端,端旋紧在,被,被连接件,之,之一的螺,纹,纹孔中，,另,另一端,则穿过其,余,余被连接,件,件的通孔,，,，然后拧,紧,紧螺母，,将,将被连接,件,件连接起,来,来。,(a),普通螺栓,连,连接,(b),铰制孔用,螺,螺栓连接,图,5-16,螺栓连接,（三）螺,钉,钉连接,螺钉连接,(,图,5-18),是用螺钉,穿,穿过较薄,的,的被连接,件,件的通孔,，,，然后旋,入,入另一被,连,连接件的,螺,螺纹孔中,。,。这种连,接,接不用螺,母,母，有光,整,整的外露,表,表面。它,适,适用于被,连,连接件之,一,一太厚、,不,不经常装,拆,拆、受力,不,不大的场,合,合。经常,拆,拆装会使,被,被连接件,的,的内螺纹,孔,孔受到损,坏,坏。,图,5-17,双头螺柱,连,连接,（四）紧,定,定螺钉连,接,接,螺钉连接,(,图,5-19),是利用拧,入,入零件螺,纹,纹孔中的,螺,螺钉末端,顶,顶住另一,零,零件的表,面,面或顶入,相,相应的凹,坑,坑中，以,固,固定两个,零,零件的相,互,互位置。,这,这种连接,多,多用于轴,与,与轴上零,件,件的连接,，,，并可传,递,递不大的,载,载荷。,图,5-18,螺钉连接,图,图,5-19,紧定螺钉,连,连接,三、螺纹,连,连接件,标准螺纹,连,连接件有,螺,螺栓、双,头,头螺柱、,螺,螺钉、紧,定,定螺钉、,螺,螺母、垫,圈,圈等，其,结,结构、尺,寸,寸在国家,标,标准中都,有,有规定，,见,见表,5-1,。,四、螺纹,连,连接的预,紧,紧与防松,螺纹连接,在,在装配时,要,要拧紧，,称,称为预紧,。,。预紧可,提,提高螺纹,连,连接的紧,密,密性、紧,固,固性和可,靠,靠性。预,紧,紧力应适,当,当，预紧,力,力过大，,就,就有可能,破,破坏螺纹,连,连接，预,紧,紧力过小,，,，又起不,到,到预紧作,用,用。控制,预,预紧力可,用,用测力矩,扳,扳手（图,5-20,）,图,5-20,测力,矩,矩扳,手,手,第三,节,节,轴,轴和,联,联轴,器,器,一、,轴,轴,轴是,机,机械,中,中的,重,重要,零,零件,之,之一,。,。它,的,的主,要,要功,用,用是,支,支承,轴,轴上,的,的回,转,转零,件,件，,如,如齿,轮,轮、,带,带轮,、,、链,轮,轮、,凸,凸轮,等,等，,以,以实,现,现运,动,动和,动,动力,的,的传,递,递。,（一,）,）轴,的,的分,类,类,根据,轴,轴的,几,几何,形,形状,，,，轴,可,可以,分,分为,直,直轴,、,、曲,轴,轴和,软,软轴,。,。在,制,制药,机,机械,中,中，,直,直轴,应,应用,最,最为,广,广泛,。,。本,章,章只,讨,讨论,直,直轴,（,（以,下,下简,称,称为,轴,轴）,。,。,根据,轴,轴上,所,所受,载,载荷,的,的不,同,同，,轴,轴可,以,以分,为,为以,下,下三,类,类：,1.,心轴,只,只受,弯,弯矩,而,而不,受,受扭,矩,矩的,轴,轴称,为,为心,轴,轴。,心,心轴,又,又分,为,为转,动,动心,轴,轴和,固,固定,心,心轴,。,。当,心,心轴,随,随轴,上,上回,转,转零,件,件一,起,起转,动,动时,称,称为,转,转动,心,心轴,，,，如,火,火车,轮,轮轴,，,，见,图,图,5-21(a),；而,固,固定,不,不转,动,动的,心,心轴,称,称为,固,固定,心,心轴,，,，如,自,自行,车,车前,轮,轮轴,图,图,5-21(b),2.,传动,轴,轴,只,只,承,承受,扭,扭矩,而,而不,承,承受,弯,弯矩,(,或弯,矩,矩很,小,小，,可,可以,忽,忽略,不,不计,),的轴,称,称为,传,传动,轴,轴，,如,如汽,车,车的,主,主传,动,动轴,等,等，,见,见图,5-21(c),。,3.,转轴,既,既承,受,受弯,矩,矩,又承,受,受扭,矩,矩的,轴,轴称,为,为转,轴,轴，,如,如减,速,速器,中,中的,轴,轴，,见,见图,5-19(d),。这,是,是制,药机,械,械中,最,最常,见,见的,轴,轴。,(a),转动,心,心轴,(b),固定,心,心轴,(c),传动,轴,轴,(d),转轴,图,5-21,轴的,分,分类,1-,火车,轮,轮轴,;2-,自行车,前,前轮轴,;3-,汽车主,传,传动轴,;4-,减速器,轴,轴,（二）,轴,轴的材,料,料,轴的材,料,料主要,采,采用中,碳,碳钢和,合,合金钢,。,。碳钢,对,对应力,集,集中的,敏,敏感性,较,较小，,价,价格较,低,低廉，,并,并能通,过,过热处,理,理改善,其,其综合,机,机械性,能,能。常,用,用的碳,钢,钢为,30,、,35,、,40,、,45,、,50,号钢,，,，尤,其,其是,45,号钢,应,应用,较,较多,。,。,合金,钢,钢比,碳,碳钢,具,具有,更,更好,的,的机,械,械性,能,能和,热,热处,理,理性,能,能，,但,但其,价,价格,较,较贵,，,，对,应,应力,集,集中,较,较敏,感,感。