ch5-联接和螺旋传动ppt课件(全).ppt

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1、 5-1 螺纹的主要参数和常用类型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螺纹联接和螺纹联接件第五章第五章 连接和螺旋传动连接和螺旋传动 5-4 螺栓联接的强度计算螺栓联接的强度计算5-5 设计螺纹联接时应注意的问题设计螺纹联接时应注意的问题联接联接可拆联接可拆联接不可拆联接不可拆联接第五章第五章 联接和螺旋传动联接和螺旋传动可拆联接可拆联接 允许多次装拆而无损于使用性能的联接。允许多次装拆而无损于使用性能的联接。不可拆联接不可拆联接 拆开时至少要损坏联接中某一部分的联接。拆开时至少要损坏联接中某一部分的联接。一、螺纹

2、的形成一、螺纹的形成51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型d2螺纹螺纹 一平面图形沿螺旋线运动时在空间的轨迹一平面图形沿螺旋线运动时在空间的轨迹螺纹螺纹外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹螺栓的螺纹螺栓的螺纹螺母的螺纹螺母的螺纹二、螺纹的分类二、螺纹的分类内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹螺旋副螺旋副51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分303矩形螺纹矩形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型6030 三角形螺纹三角形螺纹（普通螺纹）（普通螺纹）按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋

3、螺纹右旋右旋左旋左旋51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型一般一般:n4单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹按螺旋线的数目分按螺旋线的数目分 双线螺纹双线螺纹单线螺纹单线螺纹51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型联接螺纹联接螺纹传动螺纹传动螺纹联接螺纹联接螺纹传动螺纹传动螺纹螺旋传动螺旋传动按螺纹的作用分按螺纹的作用分51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型 中径中径d2 2d1d2d 小径小径d1三、螺纹的主要参数三、螺纹的主要参数-螺纹的公称直径螺纹的公称直径 大径大径d d51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型-常作为螺纹危险截面

4、计算直径常作为螺纹危险截面计算直径 导程（升距）导程（升距）S 螺距螺距 PSPd1d2dP51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型S=n P51 螺纹的主要参数和常用类型螺纹的主要参数和常用类型 牙型角牙型角tan=d2 S 牙型斜角牙型斜角 螺纹升角螺纹升角d2S552 2 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁一、矩形螺纹一、矩形螺纹(=0)FQFtd2Ft1 1、问题的转化、问题的转化5-2 5-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁一、矩形螺纹一、矩形螺纹(=0)FQFtd2FtFtFQv1 1、问题的转化、问题的转化转化为转化为

5、FQFtvFRFnFQFRFt+2 2、滑块沿斜面等速上升、滑块沿斜面等速上升斜面对滑块的斜面对滑块的总反作用力总反作用力使滑块等速上升使滑块等速上升 所需的水平力所需的水平力 FfT=Ftd22=FQd22tan(tan(+)F Ft t=FQtan(tan(+)3 3、滑块沿斜面等速下滑、滑块沿斜面等速下滑 维持滑块等速维持滑块等速下滑所需的平衡力下滑所需的平衡力 Ft=FQ tan(tan(-)FRFnFQvFt FfFQFtFR-4 4、螺旋副的自锁、螺旋副的自锁Ft=FQ tan(tan(-)FRFnFQvFt Ff 螺旋副被拧紧后，若不加外力矩，不论轴向载荷螺旋副被拧紧后，若不加外

6、力矩，不论轴向载荷FQ有多大，螺母也不会在其作用下自动松脱。有多大，螺母也不会在其作用下自动松脱。自锁条件：自锁条件：轴轴线线螺杆螺杆螺母螺母轴轴线线5-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁二、非矩形螺纹二、非矩形螺纹(0)FQFn=FQFQFQFn=FQcosFQcos=ffcosFQ=Ff=Fn f=f FQ矩形：矩形：Ff =Fn f非矩形：非矩形：fcosFQ=Ff=Fn f =f FQ矩形：矩形：Ff =Fn f非矩形：非矩形：=f v FQ式中式中 f v-当量摩擦系数当量摩擦系数=tanvfcos=f v v-当量摩擦角当量摩擦角对比对比 将将 f f v

7、，v，就可像矩形螺纹那样对非矩形螺就可像矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行力的分析。纹进行力的分析。52 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副效率：螺旋副效率：滑块沿非矩形螺纹等速上升时滑块沿非矩形螺纹等速上升时（即拧紧螺母时），（即拧紧螺母时），施加在中径处的水平推力：施加在中径处的水平推力：驱动力矩：驱动力矩：tan(tan(+v)T=Ftd22=FQd22F Ft t =FQtan(tan(+v)52 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁自锁条件：自锁条件：v1.螺栓联接螺栓联接铰制孔用螺栓铰制孔用螺栓螺栓联接螺栓联接孔与螺杆之孔与螺杆之间留有间隙

8、间留有间隙潘存云教授研制潘存云教授研制dd一、螺纹联接的基本类型一、螺纹联接的基本类型5-3 5-3 螺纹连接和螺纹联接件螺纹连接和螺纹联接件普通螺栓联接普通螺栓联接潘存云教授研制2.螺钉联接螺钉联接3.双头螺柱联接双头螺柱联接-用于不常拆卸的场合用于不常拆卸的场合-用于经常拆卸的场合用于经常拆卸的场合盲孔联接盲孔联接5-3 5-3 螺纹联接和螺纹联接件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联接紧定螺钉紧定螺钉三、三、螺纹紧固件（自学）螺纹紧固件（自学）5-3 5-3 螺纹联接和螺纹联接件螺纹联接和螺纹联接件5-4 螺栓连接的预紧螺栓连接的预紧预紧力：预紧力：大多数螺纹联接

9、在装配时都需要拧紧，使之在承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，预先受到的力受工作载荷之前，预先受到的力FQ0。预紧的目的：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。间出现缝隙或发生相对移动。T 0.2 FQ0 ddw式中：式中：d 为螺纹的公称直径为螺纹的公称直径F FaT d0d二、二、预紧力预紧力F F0 0及拧紧力矩及拧紧力矩T间的关系间的关系 F0 为预紧力为预紧力5-4 螺栓连接的预紧螺栓连接的预紧 一、概述一、概述一般扳手长度一般扳手长度 L15 d，拧紧力为，拧紧力为 F，

10、则，则 T=FL FL=F15 d=0.2 F FQ0dF FQ0=75F若加在扳手上的力：若加在扳手上的力：F=200N则：则：F FQ0 15000 N 若用这个预紧力拧若用这个预紧力拧M12的钢制螺栓，则很可能因的钢制螺栓，则很可能因过载而被拧断。过载而被拧断。对于重要的联接，不宜采用对于重要的联接，不宜采用 0当工作载荷稳定时，取：当工作载荷稳定时，取：FQr=（0.2 0.6）FQ当工作载荷有变化时，取：当工作载荷有变化时，取：FQr=（0.6 1.0）FQ对有紧密性要求的联接（压力容器）：对有紧密性要求的联接（压力容器）：FQr=（1.5 1.8）FQ通常，先根据联接的工作要求确定

11、通常，先根据联接的工作要求确定 FQ求出总拉伸载荷求出总拉伸载荷Fa计算螺栓强度计算螺栓强度5-5 螺栓联接的强度计算螺栓联接的强度计算FQ=FQ+FQr一、键联接的类型、特点及应用一、键联接的类型、特点及应用平键联接平键联接半圆键联接半圆键联接楔键联接楔键联接键联接键联接5-9 键联接和花键联接键联接和花键联接1.1.平键联接平键联接普通平键普通平键导向平键导向平键(1).(1).普通平键联接普通平键联接特点：特点：键的两个侧面是工作面，工作时依靠键与键槽侧壁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。的挤压传递扭矩。间隙间隙 对中心性较好、装拆方便。对中心性较好、装拆方便

12、。不能轴向固定零件。不能轴向固定零件。轴轴工作面工作面单圆头单圆头 (C型型)圆头圆头 (A型型)平头平头 (B型型)普通平键普通平键1.1.平键联接平键联接5-9 键联接和花键联接键联接和花键联接起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉潘存云教授研制起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉 长度较长，需用螺钉固定。长度较长，需用螺钉固定。特点：特点：可实现轴上零件的轴向移动，可实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。构成动联接。如变速箱内的滑移齿轮如变速箱内的滑移齿轮（2）导向平键）导向平键2.2.半圆键联接半圆键联接优点：定心好，装配方便。优点：定心好，装配方便。特别适用于锥形轴端的联接。特别适用于锥形轴端的

13、联接。工作面工作面缺点：键槽较深，对轴的削弱较大，只适用于轻载联接缺点：键槽较深，对轴的削弱较大，只适用于轻载联接安装时安装时用力打入用力打入工作面工作面3.3.楔键联接楔键联接特点：特点：楔键的上下两面为工作面。工作时，依靠键的楔紧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。作用来传递扭矩。对中性较差。对中性较差。能承受单方向的轴向力。能承受单方向的轴向力。工作面工作面斜度斜度 1：100拆卸空间拆卸空间楔键楔键普通楔键普通楔键钩头楔键钩头楔键应用：仅适用于对中要求不高，载荷平稳和低速的场合应用：仅适用于对中要求不高，载荷平稳和低速的场合3.3.楔键联接楔键联接二二.平键的

14、选择和键联接的强度计算平键的选择和键联接的强度计算1.1.平键的选择平键的选择类型选择类型选择尺寸选择尺寸选择剖面尺寸剖面尺寸（bh）键长键长 L（公称长度）（公称长度）-按轴径按轴径 d 从标准中查取从标准中查取-L轮毂长度（表轮毂长度（表9-49-4）键长应符合标准规定的长度系列键长应符合标准规定的长度系列剖面尺寸剖面尺寸（bhbh）键长键长 L主要失效形式：主要失效形式：导向平键导向平键联接（动联接（动联接）联接）平键联接平键联接普通平键普通平键联接（联接（静联接）静联接）-工作面被压溃工作面被压溃-工作面的磨损工作面的磨损平键联接受力情况平键联接受力情况dTFF2.2.平键联接的强度计

15、算平键联接的强度计算p d k l2T=普通平键联接的挤压强度条件：普通平键联接的挤压强度条件：p=Fk lT=Fd2d22.2.平键联接的强度校核平键联接的强度校核 dbkdTFFp d k l2Tp=导向平键联接的强度条件：导向平键联接的强度条件：式中：式中：k-键与键槽的接触高度，键与键槽的接触高度，k h/2 l-键的工作长度键的工作长度Ll=L-bl=LbA型型bB型型lp d k l2T=p=Fk l普通平键联接的挤压强度条件：普通平键联接的挤压强度条件：组成：组成：外花键、内花键。外花键、内花键。-多键联接多键联接三、花键联接三、花键联接应用：对中性要求高、载荷大或经常滑移的联接

16、。应用：对中性要求高、载荷大或经常滑移的联接。组成：组成：外花键、内花键。外花键、内花键。优点：优点：2)2)对轴的削弱程度小对轴的削弱程度小;因齿槽浅，齿根应力集中小1)1)多齿传递载荷，承载能力高多齿传递载荷，承载能力高;3)3)轴上零件与轴的对中性好；导向性好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、需专缺点：齿根仍有应力集中、需专 用设备制造，成本高。用设备制造，成本高。-多键联接多键联接二、花键联接二、花键联接应用：对中性要求高、载荷大或经应用：对中性要求高、载荷大或经 常滑移的联接。常滑移的联接。5-6 螺栓联接的强度计算螺栓联接的强度计算 图示一螺栓联接。螺栓的个数为图示一螺栓联接。螺栓的个数为2，螺纹为，螺纹为M20，许用拉应力许用拉应力160 Mpa，被联接件接合面间的摩擦被联接件接合面间的摩擦系数系数 f=0.15。若防滑系数。若防滑系数C=1.2，试计算该联接允许，试计算该联接允许传递的静载荷传递的静载荷F。例题例题1：注：注：M20，d1=17.294 mmFF/2F/2