螺纹联接与螺旋传动PPT通用课件

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,*,螺纹联接与螺旋传动,第,10,章 联接,101,螺纹参数,如用一个三角形,K,沿螺旋线运动并使,K,平面始终通过圆柱体轴线,YY-,这样就构成了三角形螺纹。同样改变平面图形,K,，可得到矩形、梯形、锯齿形、管螺纹,一、螺纹的形成,二、螺纹的类型,按位置： 内螺纹,在圆柱孔的内表面形成的螺纹,外螺纹,在圆柱孔的外表面形成的螺纹,三角形螺纹： 粗牙螺纹,用于紧固件,细牙螺纹,同样的公称直径下，螺距最小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等,按牙型,:,三角形螺纹、管螺纹,联接螺纹,矩形、梯形、锯齿形螺纹,传动螺纹,根据螺旋线绕行方向：,左旋,如图 右旋,常用,根据螺旋线头数：,单头螺纹（,n=1,）,用于联接,双头螺纹（,n=2,）,如图,多线螺纹（,n2,）,用于传动,1,）外径（大径）,d,（,D,）,与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱,面直径，亦称公称直径,2,）内径（小径）,d,1,(D,1,) ,与外螺纹牙底相重合的假想圆柱,面直径,3,）中径,d,2,在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱,面的直径，,d,2,(d+d,1,)/2,三、螺纹的主要参数,4,）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,5,）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,6,）线 数,n ,螺纹螺旋线数目，一般为便于制造,n4,螺距、导程、线数之间关系：,S=nP,7,）螺旋升角,中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋,线轴线的平面的夹角,8,）牙型角, ,螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角,9,）牙型斜角,螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角,N,f,N,F,F,a,f,N,N,F,F,a,10,2,螺旋副的受力分析,效率和自锁,f,N,N,F,F,a,f,N,R,F,F,a,一、受力分析,1,、螺母向上作匀速运动,N,f,N,F,a,F,N,f,N,F,a,F,R,F,a,F,f,N,N,F,F,a,2,、螺母向下作匀速运动,R,F,a,F,f,N,N,F,F,a,二、自锁,螺旋副的自锁条件为,：,当,时：,三、非矩形螺纹,F,a,F,a,F,n,F,a,F,n,=F,a,摩擦力,:,1,、螺母向上作匀速运动时的水平推力,:,2,、螺母向下作匀速运动时的水平推力,:,螺旋副的传动效率为：,四、效率,普通螺纹,1,、普通螺纹,紧固联接,粗牙螺纹（耐磨性好）,细牙螺纹（升角小、小径大、自锁性能好、强度高，但不耐磨）,圆锥管螺纹,2,、管螺纹,紧密联接,非螺纹密封的管螺纹,螺纹密封的管螺纹,一、三角形螺纹,103,机械制造常用螺纹,锯齿形螺纹,矩形螺纹,梯形螺纹,二、其他螺纹,（矩形螺纹、梯形、锯齿形）,用于螺旋传动,104,螺纹联接的类型及螺纹联接件,一、螺纹联接主要类型,1,、螺栓联接,a),普通螺栓联接,b),铰制孔螺栓联接,装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用。,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,、双头螺栓联接,3,、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。,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。,地脚螺栓联,接,吊环螺钉联接,4,、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,。,5,、特殊联接：,二、螺纹联接件,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,2,）双头螺柱,两端带螺纹,A,型,有退刀槽,B,型,无退刀槽,3,）螺钉,与螺栓区别：,1,、螺纹部分直径较粗,;,2,、要求全螺纹,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,压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板。,6,）螺母,5,）自攻螺钉,由螺钉攻出螺纹,a,六角螺母,标准、扁、厚,7,）垫圈,b,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,105,螺纹联接的预紧和防松,一、预紧,预紧目的,保持正常工作。如汽缸螺栓联接，有紧密性要求，防漏气，接触面积要大，靠摩擦力工作，增大刚性等。,增大刚性,增加联接刚度、紧密性和提高防松能力,预紧力,F,0,预先轴向作用力（拉力）,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,0,预紧过紧,拧紧力,F,0,过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度,过松,拧紧力,F,0,过小，工作不可靠,扳手拧紧力矩,T=F,H,L,，,F,H,作用于手柄上的力；,拧紧时螺母：,T=T,1,+T,2,T,拧紧力矩,T,1,螺纹摩擦阻力矩,T,2,螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩,L,力臂,一般,K=0.10.3,拧紧力矩系数,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,M10M14,预紧力,F,0,的控制：,1,、测力矩板手,测出预紧力矩，如左图,2,、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,3,、测量预紧前后螺栓伸长量,精度较高,1,、防松目的,实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。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。,二、螺纹防松,1,）摩擦防松,3,、防松办法及措施,弹簧垫圈,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,双螺母,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,开槽螺母,与开口销,圆螺母,与止动垫圈,串联钢丝,3,）永久防松：端铆、冲点、点焊,4,）化学防松,粘合,106,单个螺栓联接的强度计算,针对不同零件的不同失效形式，分别拟定其设计计算方法，则失效形式是设计计算依据和出发点。,1,、失效形式和原因,受拉螺栓,螺栓杆和螺纹可能发生塑性变形或断裂,受剪螺栓,螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断,b,）失效原因：应力集中,a,）失效形式,工程中螺栓联接多数为疲劳失效,应力集中促使疲劳裂纹的发生和发展过程,2,、设计计算准则与思路,受拉螺栓：,设计准则为保证螺栓的疲劳拉伸强度和静强度,受剪螺栓：,设计准则为保证螺栓的挤压强度和剪切强度,、松螺栓联接,如吊钩螺栓，工作前不拧紧，无,F,0,，只有工作载荷,F,起拉伸作用,强度条件为：,验算用,设计用,d,1,螺杆危险截面直径（,mm,）,许用拉应力,N/mm2 (MPa),s,材料屈服极限,Mpa,N,安全系数,二、紧螺栓联接,工作前有预紧力,工作前拧紧，在拧紧力矩,T,作用下：,预紧力 产生拉伸应力,螺纹摩擦力矩,T,1,产生剪应力,复合应力状态：,当,M10M64,的钢制螺栓,接第四强度理论：,强度条件为：,式中,预紧力（,N,）,T,1,螺纹摩擦力矩，起扭剪作用，又称螺纹扭矩，,N.mm,1.3,系数将外载荷提高,30%,，以考虑螺纹力矩对螺栓联接强度的影响，这样把拉扭的复合应力状态简化为纯拉伸来处理，大大简化了计算手续，故又称简化计算法,1,、横向载荷的紧螺栓联接计算,主要防止被联接件错动,特点：杆孔间有间隙，靠拧紧的正压力,(,F,a,),产生摩擦力来传递外载荷，保联接可靠,(,不产生相对滑移,),的条件为：,（,1,）普通螺栓联接,f ,接缝面间的摩擦系数,m,接缝界面数目,C,防滑系数（可靠性系数）,C=1.11.3,强度条件验算公式：,设计公式：,分析：由上式可知,，,当,f=0.2,，,m=1,，,C=1,则,F,a,=5F,，,说明这种联接螺栓直径大,，,且在冲击振动变载下工极不可靠,为增加可靠性，减小直径，简化结构，提高承载能力,可采用如下减载装置：,a),减载销,b),减载套筒,c),减载键,(2),、铰制孔螺栓联接,防滑动,特点：螺杆与孔间紧密配合，无间隙，由光杆直接承受挤压和剪切来传递外载荷,R,进行工作,螺栓的剪切强度条件为：,螺栓与孔壁接触表面的挤压强度条件为：,F,横向载荷（,N,）,d,0,螺杆或孔的直径（,mm,）,L,min,被联接件中受挤压孔壁的最小长度（,mm,），如图所示,螺栓许用剪应力，,MPa,，,，,螺栓或被联接件中较弱者的许用挤压应力，,MPa,铰制孔螺栓能承受较大的横向载荷，但被加工件孔壁加工精度较高，成本较高,2,、轴向载荷紧螺栓联接强度计算,工作特点：工作前拧紧，有,F,0,；工作后加上工作载荷,F,E,工作前、工作中荷变化,工作原理：靠螺杆抗拉强度传递外载,F,解决问题：,a),保证安全可靠的工作，,F,0,=,？,b),工作时螺栓总载荷，,F,a,=,？,分析：,图,1,，螺母未拧紧螺栓螺母松驰状态,图，拧紧,预紧状态,凸缘,压,c,F,0,栓杆,拉,b,F,0,螺母未拧紧拧紧加载,F,E,后,图,3,，加载,F,E,后工作状态,栓杆,继续拉,凸缘,放松,残余预紧力,总载,作图，为了更明确以简化计算（受力变形图）,设：材料变形在弹性极限内，力与变形成正比,单个紧螺栓联接受力变形图,左图,拧紧螺母时,螺栓与被联接件的力与变形,右图,将上两图合并，并施加工作载荷,F,从图线可看出，螺栓受工作载荷,F,E,时，螺栓总载荷：,由图可知，螺栓刚度：,被联接件刚度：,称螺栓相对于联接的刚度，称螺栓的相对刚度,F ,部分工作载荷,对残余预紧力,的要求，为保证受载后接合面联接的紧密性应使,有密封要求：,F,R,=,（,1.5,1.8,）,F,E,一般联接：,F,R,=,（,0.2,0.6,）,F,E,载荷稳定,F,R,=,（,0.6,1.0,）,F,E,载荷不稳定,F,R, F,E,地脚螺栓联接,F,R,的取法,:,讨论：,） 最不利的情况,） 最理想的情况,）不允许的情况,有缝隙存在，漏气,）降低螺栓受力的措施：,a),必须采用刚度小螺栓（空心、加长、细颈）,b),加硬垫片或直接拧在凸缘上均可提高强度,）为联接紧密、不漏气，要求,6,）计算时,可根据已知条件选择其一进行计算,a,）轴向静力紧螺栓联接强度计算,静力,F,E,不变,，,F,a,为静力，但考虑补充拧紧,防断,强度条件验算公式：,设计公式：,b,）轴向变载荷紧螺栓联接强度计算,分析：当工作载荷，由,0F,E,螺栓总载，由,F,0,F,a,F,0,部分载荷，由,0,F,0,3,、当验算不满足时措施：,b),最好改善结构、降低应力集中。包括：工艺、结构、制造、,K,c,K,b,，适当提高,F,0,等综合措施,a),一、材料,螺母、螺栓强度级别：,1,）根据机械性能，把栓母分级并以数字表示，此乃强度级别,2,）所依据机械性能为抗拉强度极限,Bmin,和屈服极限,Smin,螺栓级别,:,带点数字表示 ， 点前数字为,点后数字为,螺母级别,:,注意：选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的强度级别，螺母的硬度稍低于螺栓的硬度（均低于,2040HB,）,107,螺栓材料与许用应力计算,二、许用应力,许用拉应力：,已知：不控制,的紧螺栓联接，易过载。,设计时应取较大的安全系数。控制预紧力时可取较小的安全系数,n,。,n,，,与,d,有关。,设计时，先假设,d,，进行试算，选取一安全系数进行计算，计算结果与估计直径相比较，如在原先估计直径所属范围内即可，否则需重新进行估算。,试算法,*109,螺栓组联接的设计与受力分析,工程中螺栓皆成组使用，单个使用极少。因此，必须研究栓组设计和受力分析。它是单个螺栓计算基础和前提条件。,螺栓组联接设计的顺序,选布局、定数目、力分析、设计尺寸,一、结构设计原则,1,、布局要尽量对称分布，栓组中心与联接结合面形心重合（有利于分度、划线、钻孔），以受力均匀,2,、受剪螺栓组（铰制孔螺栓联接）时，不要在外载作用方向布置,8,个以上，螺栓要使其受力均匀，以免受力太不均匀，但弯扭作用螺栓组，要适当靠接缝边缘布局，否则受力太不均,3,、合理间距，适当边距，以利用,扳手装拆,4,、避免偏心载荷作用,a,）被联接件支承面不平突起,b,）表面与孔不垂直,c,）钩头螺栓联接,防偏载措施：,a,）凸合；,b,）凹坑（鱼眼坑）；,c,）斜垫片,二、螺栓组受力分析,目的,求受力最大载荷的螺栓,前提（假设）：,被联接件为刚性不变形，只有地基变形。,各螺栓材料、尺寸、拧紧力均相同,受力后材料变形在弹性范围内,接合面形心与螺栓组形心重合，受力后其接缝面仍保持平面,1,、受轴向载荷螺栓组联接,单个螺栓工作载荷为：,F=P/Z,P,轴向外载,Z,螺栓个数,2,、受横向载荷的螺栓组联接,特点：普通螺栓，铰制孔用螺栓皆可用，外载垂直于螺栓轴线、防滑,普 通 螺 栓,受拉伸作用,铰制孔螺栓,受横向载荷剪切、挤压作用。,单个螺栓所承受的横向载荷相等,F,=F,/Z,3,、受横向扭矩螺栓组联接,（,1,）圆形接合面：单个螺栓所受横向载荷,（,2,）矩形接合面,a),普通螺栓联接,由静平衡条件,则各个螺栓所需的预紧力为,联接件不产生相对滑动的条件为：,b),铰制孔螺栓联接组,由变形协调条件可知，各个螺栓的变形量和受力大小与其中心到接合面形心的距离成正比,由假设,板为刚体不变形，工作后仍保持平面，则剪应变与半径成正比。在材料弹性范围内，应力与应变成正比,由静平衡条件,4,、受倾覆（纵向）力矩螺栓组联接,特点：,M,在铅直平面内，绕,O-O,回转，只能用普通螺栓，取板为受力对象，由静平衡条件,设单个螺栓工作载荷为,F,i,螺栓杆不拉断的条件,设计公式,验算公式,右侧不压溃条件（被联接件）,F,o,作用下接合面的挤压应力,M,作用下接合面的挤压应力,左侧不开缝的条件,若受有横向载荷,P,H,，板不滑动条件为：,被联接件相对刚度,实际使用中螺栓组联接所受的载荷是以上四种简单受力状态的不同组合。计算时只要分别计算出螺栓组在这些简单受力状态下每个螺栓的工作载荷，然后按向量叠加起来，便得到每个螺栓的总工作载荷，再对受力最大的螺栓进行强度计算即可,说明：工程中受力情况很复杂，但均可转化为四种典型情况进行解决。,计算公式在对称分布情况下推导，但不对称也可以用,取转轴不同，公式计算精度不同。,总设计思路：螺栓组结构设计（布局、数目）螺栓组受力分析（载荷类型、状态、形式）求单个螺栓的最大工作载荷（判断哪个最大）按最大载荷的单个螺栓设计（求,d,1,标准）全组采用同样尺寸螺栓（互换的目的）,10,8,提高螺栓联接强度的措施,影响联接强度的因素很多，如材料、结构、尺寸、工艺、螺纹牙间、载荷分布、应力幅度、机械性能，而螺栓联接的强度又主要取决于螺栓的强度。,一、改善螺纹牙间载荷分布不均状况,工作中螺栓牙抗拉伸长，螺母牙受压缩短，伸与缩的螺距变化差以紧靠支承面处第一圈为最大，应变最大，应力最大，其余各圈依次递减，旋合螺纹间的载荷分布如图所示。所以采用圈数过多的,加厚螺母,，并不能提高联接的强度。,a),悬置螺母,b),环槽螺母,c),内斜螺母,d,),环槽内斜,办法：降低刚性，易变形、增加协调性，以缓和矛盾,二、降低螺栓应力幅,1,、降低螺栓刚性,抗疲劳强度得到提高，可用竖心杆、细长杆、柔性螺栓联接,2,、增大被联接件刚性,采用高硬度垫片或直接拧在铸铁,提高了螺栓联接疲劳强度,3,、同时使用,C,b,C,c,并适当增加,F,0,提高被联接件刚性,K,c,降低螺栓刚性,K,b,同时,F,02,F,02,理想方法,三、减小应力集中的影响,1,）加大过渡处圆角,(,图,1),2,）改用退刀槽,3,）卸载槽，,(,图,2),4,）卸载过渡结构。（图,3,）,四、采用合理的制造工艺,1,）用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度提高,3040%,2,）冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等可提高疲劳强度,3,）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度提高,70100 %,，此法具有优质、高产、低消耗功能,4,）控制单个螺距误差和螺距累积误差,10,9,螺旋传动,一、螺旋传动的类型、特点与应用,1,、应用,螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动变为直线运动将直线运动变为回转运动，同时传递运动或动力。,2,、传动形式：,a),螺杆转螺母移,b),螺杆又转又移（螺平固定）,用得多,c),螺母转螺杆移,d),螺母又转又移（螺杆固定）,用得少,按用途分三类：,1,）传力螺旋,举重器、千斤顶、加压螺旋,特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁,2,）传导螺旋,机床进给汇杠,传递运动和动力,特点：速度高、连续工作、精度高,3,）调整螺旋,机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。,特点：是受力较小且不经常转动,3,、螺旋传动类型,螺旋传动按摩擦副的性质分：,1,、滑动螺旋：构造简单、传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁,缺 点 ：磨损快、寿命短，低速时有爬行现象（滑移），摩擦损耗大，传动效率低（,3040%,）传动精度低,2,、滚动螺旋传动,摩擦性质为滚动摩擦。滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有：内循环、外循环两种,特点：传动效率高（可达,90%,），起动力矩小，传动灵活平稳，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆运动效率相同，可实现逆传动。,缺点：不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。,3,、静压螺旋,液体摩擦，靠外部液压系统提高压力油，压力油进入螺杆与螺母螺纹间的油缸，促使螺杆、螺母、螺纹牙间产生压力油膜而分隔开,特点：摩擦系数小，效率高，工作稳定，无爬行现象，定位精度高，磨损小，寿命长。但螺母结构复杂（需密封），需一稳压供油系统、成本较高。适用于精密机床中进给和分度机构,二、滑动螺旋的设计计算,1,、结构与材料,千斤顶典型结构,2,、耐磨性计算,滑动螺旋中磨损是最主要的一种失效形式，它会引起传动精度下降，空间大，并使强度下降。,磨损的影响因素：工作面的比压，螺纹表面质量，滑动速度和润滑状态,所以耐磨性计算主要限制螺纹工作面上比压,P,要求小于材料的许用比压,当速度相同时，比压大，磨损量大,润滑油不被挤出，易形成油膜润滑,耐磨性条件：,设计公式：,2,、自锁性验算,3,、螺杆的强度计算,螺杆工作时同时受轴面压力（拉力）,Q,与扭矩,T,的作用，截面受拉（压）应力与扭剪应力的复合作用,按弯扭复合强度条件计算,第四强度理论,4,、螺母的螺纹牙强度计算,由于螺母材料的强度通常低于螺杆材料的强度，因此螺纹牙受剪和弯曲均在螺母上。将螺母一圈螺纹沿螺纹大径处展开，即可视为一悬壁梁，每圈螺纹承受的平均压力,Q/u,作用在中径,d,2,的圆周上。,螺纹牙根部危险剖面的变曲强度条件为：,剖面, -,的剪切强度条件为：,5,、螺杆的稳定性计算,当螺杆较细长且受较大轴向压力时，可能会双向弯曲而失效，螺杆相当于细杆，螺杆所承受的轴向压力,Q,小于其临界压力,Q,ca,n,S,螺杆稳定许用安全系数,传导螺旋,n,S,=2.54.0,；传力螺旋,n,S,=3.55.0,；,精密螺杆或水平螺杆,n,S,4,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：平键、半圆键、,楔键、切向键,1,、平键,1,）普通平键,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。,10,1,1,键联接,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,用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接,3,）导向平键与滑键,用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接,滑键,键随轮毂移动,导向键,键不动，轮毂轴向移动,特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，多用于高精度联接。但只能圆周固定，不能承受轴向力,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，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。,普通楔键：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,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。且要罩安全罩,3,、楔键联接,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,4,、切向键,二、键联接的强度校核,失效形式：压溃（静联接,键、轴、毂中较弱者）,磨损（动联接）,键的剪断（较少）,1,、平键联接的强度校核,a),挤压强度条件为：,允许传递的扭矩：,T,扭矩（,Nmm,）,k,工作高度,k,=h/2,d,轴径（,mm,）,l,工作长度,A,型键：,l,=L-b B,型键：,l,=L C,型键：,l,=L-b/2,L,公称长度,b,）剪切强度条件,2,、半圆键联接强度校核,强度不够时，措施：,1,）双键，,180,布置（按,1.5,个键计算）三键，,120,布置,2,）增大轴径,d,3,）增长,L,，但轮毂长受力不利,4,）改用花键,三、花键联接,花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成,花键齿侧面为工作面,适用于动、静联接,一、类型、特点和应用,1,、特点,：,1,）齿较多、工作面积大、承载能力较高,2,）键均匀分布，各键齿受力较均匀,3,）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少,4,）轴上零件对中性好,5,）导向性较好,6,）加工需专用设备、制造成本高,2,、花键类型,按齿形分：,矩形花键,矩形花键联接按新标准为内径定心，定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，应用广泛,渐开线花键,定心方式为,齿形定心，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,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应用较少,二、花键联接的设计计算,设计：选花键类型按轴径定花键尺寸验算联接强度,失效形式：键齿的压溃（静联接）,磨损（动联接）,齿根剪断,设：工作载荷沿键的工作长度,l,均匀分布。且各齿面上压力的合力,N,作用在平均半径,d,m,处，如图,挤压强度条件：,动联接（耐磨性条件）：,T,传递扭矩（,N.m,）,Z,花键齿数,l,键齿工作长度（,mm,）,d,m,花键的平均直径,载荷分布不均系数,h,键齿侧面工作高度（,mm,）,*,10,11,无键联接,用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接,一、型面联接,轴和毂孔有柱形和圆锥形等。,特点：没有应力集中源，对中性好，承载能力强，装拆方便，但加工不方便，需用专用设备，应用较少。,另外成形面还有方形、六边形及切边圆形等，但对中性较差。,二、胀紧联接,如图为弹性环联接,利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。,弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（,65,，,70,，,55Cr,2,、,60Cr,2,）并经热处理。锥角一般为,12.517,，另外要求内、外环锥面配合良好。,特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好，但加工要求较高，应用受限制。,10,12,销联接,定位销,主要用于零件间位置定位，左图，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，中图，可传递不大的载荷,安全销,主要用于安全保护装置中的过载剪断元件,，,右图,圆柱销,不能经常装拆（否则定位精度下降）,圆锥销,1,：,50,锥度，可自锁，定位精度较高，允许多次装拆，且便于拆卸,特殊型式销,带螺纹锥销，开尾锥销（右图）弹性销，开口销，,槽销和开口销等多种形式,*,10,13,过盈联接,一、过盈联接的类型与应用,利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，一为包容件，另一为被包容件,无辅助件（左图）,用于轴与轮毂联接，轮圈与轮芯的联接及滚动轴承与轴及座孔的联接,有辅助件（右图）,借助于扣紧板或环将重型剖分,零件,2,、,4,沿接缝面,3,联接成一体，现大多由螺栓代替,