ch5-联接和螺旋传动.ppt

5-1,螺纹的主要参数和常用类型,5-2,螺旋副的受力分析、效率和自锁,5-3,螺纹联接和螺纹联接件,第五章 连接和螺旋传动,5-4,螺栓联接的强度计算,5-5,设计螺纹联接时应注意的问题,联接,可拆联接,不可拆联接,第五章 联接和螺旋传动,可拆联接,允许多次装拆而无损于使用性能的联接。,不可拆联接,拆开时至少要损坏联接中某一部分的联接。,一、螺纹的形成,51,螺纹的主要参数和常用类型,d,2,螺纹,一平面图形沿螺旋线运动时在空间的轨迹,螺纹,外螺纹,内螺纹,螺栓的螺纹,螺母的螺纹,二、螺纹的分类,内螺纹,外螺纹,螺旋副,51,螺纹的主要参数和常用类型,按螺纹的牙型分,30,3,矩形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹,51,螺纹的主要参数和常用类型,60,30,三角形螺纹（普通螺纹）,按螺纹的旋向分,右旋螺纹,左旋螺纹,右旋,左旋,51,螺纹的主要参数和常用类型,一般:,n,4,单线螺纹,多线螺纹,按螺旋线的数目分,双线螺纹,单线螺纹,51,螺纹的主要参数和常用类型,联接螺纹,传动螺纹,联接螺纹,传动螺纹,螺旋传动,按螺纹的作用分,51,螺纹的主要参数和常用类型,中径,d,2,d,1,d,2,d,小径,d,1,三、螺纹的主要参数,-螺纹的公称直径,大径,d,51,螺纹的主要参数和常用类型,-常作为螺纹危险截面计算直径,导程（升距）,S,螺距,P,S,P,d,1,d,2,d,P,51,螺纹的主要参数和常用类型,S=n P,51,螺纹的主要参数和常用类型,牙型角,tan,=,d,2,S,牙型斜角,螺纹升角,d,2,S,52 螺旋副的受力分析、效率和自锁,一、矩形螺纹,(,=0,),F,Q,F,t,d,2,F,t,1、问题的转化,5-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁,一、矩形螺纹,(,=0,),F,Q,F,t,d,2,F,t,F,t,F,Q,v,1、问题的转化,转化为,F,Q,F,t,v,F,R,F,n,F,Q,F,R,F,t,+,2、滑块沿斜面等速上升,斜面对滑块的总反作用力,使滑块等速上升,所需的水平力,F,f,T=F,t,d,2,2,=F,Q,d,2,2,tan(,+,),Ft,=,F,Q,tan(,+,),3、滑块沿斜面等速下滑,维持滑块等速,下滑所需的平衡力,F,t,=F,Q,tan(,-,),F,R,F,n,F,Q,v,F,t,F,f,F,Q,F,t,F,R,-,4、螺旋副的自锁,F,t,=F,Q,tan(,-,),F,R,F,n,F,Q,v,F,t,F,f,螺旋副被拧紧后，若不加外力矩，不论轴向载荷F,Q,有多大，螺母也不会在其作用下自动松脱。,自锁条件：,轴线,螺杆,螺母,轴线,5-2,螺旋副的受力分析、效率和自锁,二、非矩形螺纹,(,0,),F,Q,F,n,=,F,Q,F,Q,F,Q,F,n,=,F,Q,cos,F,Q,cos,=,f,f,cos,FQ,=,F,f,=F,n,f,=,f,F,Q,矩形：,F,f,=F,n,f,非矩形：,f,cos,F,Q,=,F,f,=F,n,f,=,f,F,Q,矩形：,F,f,=F,n,f,非矩形：,=,f,v,F,Q,式中,f,v,-,当量摩擦系数,=tan,v,f,cos,=,f,v,v,-,当量摩擦角,对比,将,f,f,v,，,v,，,就可像矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行力的分析。,52,螺旋副的受力分析、效率和自锁,螺旋副效率：,滑块沿非矩形螺纹等速上升时,（即拧紧螺母时），,施加在中径处的水平推力：,驱动力矩：,tan(,+,v,),T=F,t,d,2,2,=F,Q,d,2,2,F,t,=,F,Q,tan(,+,v,),52,螺旋副的受力分析、效率和自锁,自锁条件：,v,1.,螺栓联接,铰制孔用螺栓螺栓联接,孔与螺杆之间留有间隙,潘存云教授研制,潘存云教授研制,d,d,一、螺纹联接的基本类型,5-3 螺纹连接和螺纹联接件,普通螺栓联接,潘存云教授研制,2.,螺钉联接,3.,双头螺柱联接,-用于不常拆卸的场合,-用于经常拆卸的场合,盲孔联接,5-3 螺纹联接和螺纹联接件,潘存云教授研制,4.紧定螺钉联接,紧定螺钉,三、螺纹紧固件（自学）,5-3 螺纹联接和螺纹联接件,5-4,螺栓连接的预紧,预紧力：,大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到的力,F,Q0,。,预紧的目的：,增强联接的可靠性和紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对移动。,T,0.2 F,Q0,d,d,w,式中：,d,为螺纹的公称直径,F,a,T,d,0,d,二、预紧力F,0,及拧紧力矩,T,间的关系,F,0,为预紧力,5-4,螺栓连接的预紧,一、概述,一般扳手长度 L15,d,，拧紧力为 F，则 T=FL,FL=F15,d=,0.2,F,Q0,d,F,Q0,=,75F,若加在扳手上的力：F=200N,则：,F,Q0,15000 N,若用这个预紧力拧M12的钢制螺栓，则很可能因过载而被拧断。,对于重要的联接，不宜采用,0,当工作载荷稳定时，取：,F,Qr,=（0.2 0.6）FQ,当工作载荷有变化时，取：,F,Qr,=（0.6 1.0）F,Q,对有紧密性要求的联接（压力容器）：,F,Qr,=（1.5 1.8）F,Q,通常，先根据联接的工作要求确定,F,Q,求出总拉伸载荷F,a,计算螺栓强度,5-5,螺栓联接的强度计算,F,Q,=F,Q,+F,Qr,一、键联接的类型、特点及应用,平键联接,半圆键联接,楔键联接,键联接,5-9,键联接和花键联接,1.平键联接,普通平键,导向平键,(1).普通平键联接,特点：,键的两个侧面是工作面，工作时依靠键与键槽侧壁,的挤压传递扭矩。,间隙,对中心性较好、装拆方便。,不能轴向固定零件。,轴,工作面,单圆头,(C型),圆头,(A型),平头,(B型),普通平键,1.平键联接,5-9,键联接和花键联接,起键螺孔,固定螺钉,潘存云教授研制,起键螺孔,固定螺钉,长度较长，需用螺钉固定。,特点：,可实现轴上零件的轴向移动，,构成动联接。,如变速箱内的滑移齿轮,（2）导向平键,2.半圆键联接,优点：定心好，装配方便。,特别适用于锥形轴端的联接。,工作面,缺点：键槽较深，对轴的削弱较大，只适用于轻载联接,安装时,用力打入,工作面,3.楔键联接,特点：,楔键的上下两面为工作面。工作时，依靠键的楔紧,作用来传递扭矩。,对中性较差。,能承受单方向的轴向力。,工作面,斜度,1：100,拆卸空间,楔键,普通楔键,钩头楔键,应用：仅适用于对中要求不高，载荷平稳和低速的场合,3.楔键联接,二.平键的选择和键联接的强度计算,1.平键的选择,类型选择,尺寸选择,剖面尺寸,（bh）,键长,L,（公称长度）,-按轴径,d,从标准中查取,-,L,轮毂长度（表9-4）,键长应符合标准规定的长度系列,剖面尺寸,（bh）,键长 L,主要失效形式：,导向平键,联接（动,联接）,平键联接,普通平键,联接（,静联接）,-工作面被压溃,-工作面的磨损,平键联接受力情况,d,T,F,F,2.平键联接的强度计算,p,d k l,2,T,=,普通平键联接的挤压强度条件：,p,=,F,k,l,T=F,d,2,d,2,2.平键联接的强度校核,d,b,k,d,T,F,F,pd k l,2T,p=,导向平键联接的强度条件：,式中：,k,-,键与键槽的接触高度，,k,h/2,l,-,键的工作长度,L,l=L-b,l=L,b,A型,b,B型,l,p,d k l,2,T,=,p,=,F,k,l,普通平键联接的挤压强度条件：,组成：,外花键、内花键。,-多键联接,三、花键联接,应用：对中性要求高、载荷大或经常滑移的联接。,组成：,外花键、内花键。,优点：,2)对轴的削弱程度小;,因齿槽浅，齿根应力集中小,1)多齿传递载荷，承载能力高;,3)轴上零件与轴的对中性好；导向性好;,对动联接很重要,缺点：齿根仍有应力集中、需专,用设备制造，成本高。,-多键联接,二、花键联接,应用：对中性要求高、载荷大或经,常滑移的联接。,5,-6 螺栓联接的强度计算,图示一螺栓联接。螺栓的个数为2，螺纹为M20，许用拉应力,160,Mpa，,被联接件接合面间的摩擦系数,f,=0.15。若防滑系数C=1.2，试计算该联接允许传递的静载荷F。,例题1：,注：M20，d,1,=17.294,mm,F,F,/,2,F,/,2,