哈工大机械设计教材第四章其他常用链接课件优秀PPT.ppt

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1、机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章第四章第四章 其他常用连接其他常用连接4.1 4.1 键连接键连接4.1.1 平键连接平键连接工作原理：工作原理：平键的两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有平键的两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有间隙（如图），工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递间隙（如图），工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩，转矩，故定心性较好。故定心性较好。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章键槽的加工键槽的加工 轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工，轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可用插削或拉削。轮毂

2、上的键槽可用插削或拉削。一般平键与轮毂上键槽的协作较紧，属静连接。一般平键与轮毂上键槽的协作较紧，属静连接。导向平键和滑键与轮毂的键槽协作较松，属动连接。导向平键和滑键与轮毂的键槽协作较松，属动连接。依据用途，平键又可分为依据用途，平键又可分为 一般平键一般平键 导向平键导向平键 滑键滑键机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章1.1.一般平键一般平键机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章键联接4键的选择和强度校核键的选择和强度校核1键的尺寸选择键的尺寸选择bh依据轴径d由标准中查得，键

3、的长度参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。平键的尺寸主要是键的截面尺寸平键的尺寸主要是键的截面尺寸bh及键长及键长L。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章2平键连接的失效和强度校核平键连接的失效和强度校核对于一般平键连接（静连接），其主要失效形式是工作面的压溃，有时对于一般平键连接（静连接），其主要失效形式是工作面的压溃，有时也会出现键的剪断，但一般只作连接的挤压强度校核。也会出现键的剪断，但一般只作连接的挤压强度校核。对于导向平键连接和滑键连接，其主要失效形式是对于导向平键

4、连接和滑键连接，其主要失效形式是工作面的过渡磨损，通常按工作面上的压力进行条件性工作面的过渡磨损，通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。的强度校核计算。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章平键连接的受力分析平键连接的受力分析主要失效形式主要失效形式 是键、轴槽、是键、轴槽、和毂槽三者中强度最弱的工作和毂槽三者中强度最弱的工作面被压溃。面被压溃。强度条件为（挤压应力）：强度条件为（挤压应力）：MPaMPa式中：式中：P工作面的挤压应力，工作面的挤压应力，MPa T传递的转矩，传递的转矩，N.mm d轴的直径轴的直径K 机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机

5、械设计第四章第四章键的材料常用键的材料常用（B B 600MPa 600MPa）：）：4545钢、钢、2020钢、钢、Q235Q235钢钢l键的工作长度，键的工作长度，mmA型型 l=L-bB型型 l=LC型型 l=L-b/2L、b为键的公称长度和键宽为键的公称长度和键宽k键与毂槽的接触高度键与毂槽的接触高度P许用挤压应力（许用挤压应力（P56表表4.1）如若强度不够，加双键按如若强度不够，加双键按180180布置，考虑载荷分布的布置，考虑载荷分布的不匀整性，按不匀整性，按1.51.5个键计算个键计算机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章2.2.导向平键连接导向平键连接

6、机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章导向平键用于动连接导向平键用于动连接导向平键连接主要失效形式是工作面的磨损导向平键连接主要失效形式是工作面的磨损机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章（圆头平键）（圆头平键）（平头平键）（平头平键）（单圆头平键）（单圆头平键）导向平键和滑键连接的强度条件为：导向平键和滑键连接的强度条件为：键联接键联接5 5式中：式中：s sp、p为许用应力与许用压强（表为许用应力与许用压强（表6.1）机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章4

7、.1.2 半圆键连接半圆键连接键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底面间有间隙。键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底面间有间隙。强度计算方法与平键相像。强度计算方法与平键相像。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章4.1.3 楔键连接楔键连接楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。键楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。键的上表面与键槽底面均有的上表面与键槽底面均有1:100 1:100 的斜度。工作时，键的斜度。工作时，键的上下两工作面分

8、别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠其摩擦力和挤压传递扭矩。靠其摩擦力和挤压传递扭矩。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章键联接键联接3 3切向键切向键由两个斜度为由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成传递双向转矩时，须用互成120130角的两个键。角的两个键。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章花键联接花键联接1 14.2 4.2 花键连接

9、花键连接 花键连接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成花键连接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成的连接。其工作面是键齿侧。的连接。其工作面是键齿侧。花键连接是多齿传递载荷，故比平键连接的承载实力高，定心性和导花键连接是多齿传递载荷，故比平键连接的承载实力高，定心性和导向性好，对轴的减弱小向性好，对轴的减弱小(齿浅、应力集中小齿浅、应力集中小)；花键连接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。花键连接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。花键加工需用特地的设备和工具，成本较高。花键加工需用特地的设备和工具，成本较高。花键连接按齿形不同，可分为矩形花键和渐开线花

10、键两类，且均已标花键连接按齿形不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类，且均已标准化。准化。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章4.2.1 矩形花键连接机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章4.2.2 渐开线花键机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章4.3 4.3 销连接销连接依据销的用途不同，一般有：定位销、连接销、平安销。依据销的用途不同，一般有：定位销、连接销、平安销。依据销的结构形式有：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。依据销的结构形式有：圆柱销、圆锥

11、销、槽销、销轴和开口销等。销联接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可销联接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的连接。用于轴和轮毂或其他零件的连接。销联接销联接销的材料为销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢），许用应力钢（开口销为低碳钢），许用应力t t=80MPa，许用，许用挤压应力挤压应力s sp与键连接的挤压应力相同。与键连接的挤压应力相同。槽槽 销销销轴和开口销销轴和开口销开尾圆锥销开尾圆锥销圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销内螺纹圆锥销内螺纹圆锥销 机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章型面连接是用非圆截面

12、的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔协作以传型面连接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔协作以传递运动和转矩的可拆连接，它是无键连接的一种型式。递运动和转矩的可拆连接，它是无键连接的一种型式。在家用机械、办公机械等中，接受了大量的压铸、注塑零件。要注塑在家用机械、办公机械等中，接受了大量的压铸、注塑零件。要注塑出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应用较多的是带切口圆形和正六边形型面。用较多的是带切口圆形和正六边形型面。由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接的由于型面连接要

13、用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接的应用。应用。一、型面连接一、型面连接4.4 4.4 无键连接无键连接型面联接型面联接 机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章胀紧联接胀紧联接胀套胀套的尺寸选择：的尺寸选择：胀紧联接是在毂孔与轴之间装入胀紧联接胀紧联接是在毂孔与轴之间装入胀紧联接套（简称胀套），在轴向力作用下，同时胀紧套（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联接。轴与毂而构成的一种静联接。各型胀套已标准化，选用时可依据轴、毂各型胀套已标准化，选用时可依据轴、毂尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型

14、号和尺寸。号和尺寸。选择时应满足：选择时应满足：传递转矩时传递转矩时传递轴向力时传递轴向力时传递联合作用的转矩和轴向力时传递联合作用的转矩和轴向力时键联接键联接4 4二、胀紧联接二、胀紧联接 当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联使用，此时总的额当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联使用，此时总的额定载荷为：定载荷为：m为额定载荷系数。为额定载荷系数。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章三、其它连接三、其它连接机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章4.5 4.5 焊接

15、和胶接（自学）焊接和胶接（自学）4.5.1 焊接焊接1 焊接的类型、特点和应用焊接的类型、特点和应用焊接是借助加热或加压使两个金属元件在连接处形成原子或分子焊接是借助加热或加压使两个金属元件在连接处形成原子或分子间的结合而构成的不行拆连接。间的结合而构成的不行拆连接。焊焊接方法接方法原理及特点原理及特点应应用范用范围围被被焊焊接材料接材料接接头类头类型型特点特点备备注注气气焊焊利用乙炔和氧气等可燃气体燃利用乙炔和氧气等可燃气体燃烧烧发热发热来熔化来熔化焊焊件及件及焊焊条。条。变变形大、形大、焊焊接接质质量不高、量不高、生生产产率率较较低低碳碳钢钢、铸铁铸铁、铝铜铝铜及及其合金等其合金等对对接接

16、用于用于载载荷不大的荷不大的结结构构常用于常用于焊焊接薄接薄钢钢板、黄板、黄铜铜和和焊补铸铁焊补铸铁件；也可作件；也可作为为钎焊钎焊、热处热处理等的加理等的加热热热热源源手工手工电电弧弧焊焊利用利用电电弧弧产产生高温熔化金属生高温熔化金属进进行行焊焊接。操作灵活方便但生接。操作灵活方便但生产产率率较较低低碳碳钢钢、低合金、低合金钢钢、不、不锈钢锈钢、铸铁铸铁、铝铜铝铜及其合金及其合金对对接、搭接、接、搭接、丁字丁字接接可用于可用于紧紧固、固、紧紧密型密型的的焊缝焊缝具有具有较较高的灵活性、是目高的灵活性、是目前前应应用最广泛的一种方法用最广泛的一种方法表表4.3 常用焊接方法及其特点常用焊接方

17、法及其特点机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章焊焊接方法接方法原理及特点原理及特点应应用范用范围围被被焊焊接材料接材料接接头类头类型型特点特点备备注注埋弧自埋弧自动焊动焊利用利用电电弧加弧加热热、渣保、渣保护进护进行行焊焊接。接。焊焊接接质质量量稳稳定、生定、生产产率高、率高、焊焊件件变变形小形小碳碳钢钢、低合金、低合金钢钢、铝铝铜铜及其合金及其合金对对接、搭接接、搭接可用于可用于紧紧固、固、紧紧密型密型的的焊缝焊缝适用于大批量生适用于大批量生产产的的长长直直焊缝焊缝及及环缝环缝等离子弧等离子弧焊焊利用等离子弧加利用等离子弧加热进热进行行焊焊接，不接，不开坡口，一次开

18、坡口，一次焊焊成成合金合金钢钢、铜铜合金及合金及钨钨、钼钼、钴钴、钛钛等等难难熔金属熔金属对对接接适用于薄壁件的适用于薄壁件的焊焊接，接，焊焊接接质质量好量好可可焊焊箔材、微型箔材、微型电电容器及容器及薄壁容器。但薄壁容器。但设备设备复复杂杂、气体消耗量、气体消耗量大大电电子束子束焊焊利用在真空中利用在真空中电电子子轰击轰击金属表面金属表面产产生的生的热热量来熔化金属。量来熔化金属。金属不氧化、无金属不氧化、无污污染、染、焊焊缝缝表面平滑、熔合好、无表面平滑、熔合好、无缺陷缺陷低合金低合金钢钢、不、不锈钢锈钢、高高强强度度钢钢、铝铝、钛钛、锆锆、钼钼、铍铍、钽钽，也可，也可焊焊接异种金属接异种

19、金属对对接、搭接、接、搭接、丁字丁字接接适用于适用于焊焊接要求接要求变变形形小的小的经过经过精加精加工的零件或工的零件或贵贵重零件的重零件的补焊补焊，且且焊焊后不需再后不需再加工加工含含锌锌高的高的铝铝合金、黄合金、黄铜铜、未脱氧的低碳未脱氧的低碳钢钢等等不能不能焊焊。焊焊件尺寸件尺寸收真空室限制，用收真空室限制，用于原子能、航空、于原子能、航空、航天等部航天等部门门机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章金属名称金属名称碳碳钢钢不不锈钢锈钢青青铜铜黄黄铜铜铝铝铝铝好好不能不能焊焊接接尚好，但尚好，但焊缝焊缝脆脆弱弱不好不好好好黄黄铜铜好好好好好好好好青青铜铜好好好好好好

20、不不锈钢锈钢好好好好碳碳钢钢好好表表4.4 常用异种金属间的焊接性常用异种金属间的焊接性机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章塑料名称塑料名称焊焊接性接性焊焊接接温度温度电电加加热热火加火加热热机械加机械加热热接接触触加加热热高高频频电电流流加加热热热热空空气加气加热热热热惰惰性气性气体加体加热热热热混混合气合气体加体加热热摩摩擦擦加加热热热热工工具加具加热热聚乙聚乙烯烯（板材、（板材、薄膜）薄膜）好好好好好好一般一般好好140180聚乙聚乙烯烯（棒料、（棒料、管）管）好好好好好好好好好好140180聚聚酰酰胺胺好好好好好好好好好好160230有机玻璃有机玻璃好好一般一

21、般一般一般一一般般好好200220氟塑料（板材、氟塑料（板材、薄膜）薄膜）好好一般一般一般一般一般一般好好380385表表4.5 常用热塑性塑料的焊接性常用热塑性塑料的焊接性机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章2 焊接接头形式焊接接头形式1 对接接头对接接头主要用于连接面基本上在同一平面上的金属板，接头受力比主要用于连接面基本上在同一平面上的金属板，接头受力比较匀整，传力效率高，应力集中较低可获得较好的综合较匀整，传力效率高，应力集中较低可获得较好的综合性能，是重要零件和结构的优选接头，应用比较广泛。性能，是重要零件和结构的优选接头，应用比较广泛。其缺点是焊接前准备工

22、作量较大，组装费工时，并且焊其缺点是焊接前准备工作量较大，组装费工时，并且焊接变形也较大。接变形也较大。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章2）搭接接头）搭接接头应力集中比对接接头严峻，因此其工作应力分布较困难。应力集中比对接接头严峻，因此其工作应力分布较困难。但是由于其焊前准备和装配工作比对接接头要简洁得多，但是由于其焊前准备和装配工作比对接接头要简洁得多，因此广泛用于工作条件良好且又不重要的结构中。因此广泛用于工作条件良好且又不重要的结构中。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章3）丁字（十字）接头）丁字（十字）接头丁字接头和十字接头是连接

23、相互垂直板件的重要接头型式，丁丁字接头和十字接头是连接相互垂直板件的重要接头型式，丁字（十字）接头中角焊缝的根部和过渡处都有很大的应力集字（十字）接头中角焊缝的根部和过渡处都有很大的应力集中，开坡口并焊透是降低应力集中的重要措施之一。中，开坡口并焊透是降低应力集中的重要措施之一。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章4）角接接头）角接接头角接接头常用于箱形构件角接接头常用于箱形构件 机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章人有了学问，就会具备各种分析实力，人有了学问，就会具备各种分析实力

24、，明辨是非的实力。明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。鼓舞我们前进。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第四章第四章