14-2联接讲解.ppt

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1、2023/3/5第14章联接1第十四章 联接周怡琳2023/3/5第14章联接2内容1.第一节 概述2.第二节 机械零件的联接3.第三节 机械零件与光学零件的联接2023/3/5第14章联接3第一节 概述一、联接的作用为便于制造、装配、维修、调整和运输，采用不同的联接方法，将零部件组合成一整体。二、联接的分类1.根据被联接零件的性质，分机械零件与机械零件的联接机械零件联接光学零件与机械零件的联接、光学零件之间的联接2.按结构特点分可拆联接：联接拆开，所有零件不会损坏，可反复拆装，成本高，易产生自松，结构不紧凑永久联接（不可拆联接）：联接拆开，至少有一个零件受损。2023/3/5第14章联接4三

2、、联接应满足的基本要求从无论设计可拆联接或永久联接，均应满足下列基本要求：1.保证足够的联接强度；2.保证足够的联接精度，既保证被联接件之间具有足够准确的相互位置；3.保证足够联接结构的可靠性，既保证在振动和冲击的条件下不松动；4.联接方便，工艺性好；5.对于某些联接结构，尚须满足其他一些特性要求，如密封性、导电性等。2023/3/5第14章联接5第二节 机械零件的联接一、可拆联接主要有螺钉（包括螺栓）和螺纹联接、销钉联接和键联接等。（一）螺钉和螺纹联接应用最广的可拆联接基本要素：螺纹不同之处：螺钉：利用联接零件：螺钉、螺栓、螺母和垫圈，被联接零件之一太厚。螺纹：被联接零件本身具有螺纹，直接联

3、接。螺栓：被联接零件不太厚。2023/3/5第14章联接6（一）螺钉和螺纹联接2023/3/5第14章联接7（一）螺钉和螺纹联接1.联接螺纹的主要类型粗牙普通螺纹细牙普通螺纹相同公称直径，细牙螺纹具有较小的螺距和螺纹深度适用于薄壁零件、薄板零件螺旋升角较小，防松能力较强特种细牙螺纹专门用途的联接螺纹目镜螺纹：梯形螺纹，牙型角60显微镜物镜螺纹：牙型角55圆柱管螺纹：牙型角552023/3/5第14章联接8（一）螺钉和螺纹联接2.螺钉联接零件的型式及应用1.螺钉联接零件螺钉、螺栓、螺母、垫圈2.螺钉联接零件的应用联接零件固定零件调节零件位置转动零件的心轴与直线运动零件组成导轨2023/3/5第1

4、4章联接9（一）螺钉和螺纹联接2023/3/5第14章联接10（一）螺钉和螺纹联接3.螺钉联接的结构设计联接零件型式的选定确定螺钉直径、长度、数量及排列形式被联接零件的定位螺钉联接的防松防止螺钉丢失的结构2023/3/5第14章联接11（一）螺钉和螺纹联接联接零件型式的选定圆柱头螺钉应用广，螺丝刀槽强度较大，适用于联接需要经常拆装的情况，可不用垫圈，适用于有色金属及其合金等较软材料制成的零件。球面圆柱头螺钉(图147)螺丝刀槽强度较弱，拧紧力矩大时容易损坏沉头螺钉、半沉头螺钉用于仪器外表面、内表面本身有定位作用。根据被联接件的具体结构和尺寸以及设计要求选定。开槽圆柱头螺钉 内六角圆柱头螺钉 开

5、槽锥端紧定螺钉 开槽沉头螺钉 2023/3/5第14章联接12（一）螺钉和螺纹联接确定螺钉直径、长度、数量及排列形式I.联接受载荷一般较小，设计时由结构条件来确定螺钉的直径和数量。只有受力较大时，才进行必要的强度计算或验算。II.螺钉长度：取决于通孔的被联接零件1的厚度和螺钉拧入零件2的深度。零件1：最小厚度稍大于螺钉的螺尾或退刀槽的长度。且不宜过大。拧入零件2的深度必须足够。钢或青铜：l=d铸铁l=(1.251.5)d铝合金l=(1.52.5)d受力很小时，也不小于2.5个螺距。圆整成标准值2023/3/5第14章联接13（一）螺钉和螺纹联接零件2厚度不够，拧入深度不足时如螺孔零件2用强度较

6、高的材料制成，可以局部增加螺孔处的厚度。如零件2用轻合金或塑料等强度较低的材料制成，或者局部增加螺孔处的厚度，或者在螺孔处镶入用强度较高的材料制成的套管零件，在套管内表面切制出螺纹。2023/3/5第14章联接14（一）螺钉和螺纹联接III.数目不宜太多，由被联接零件的结构形状和尺寸而定。IV.排列考虑扳手空间的大小考虑制造方便使整个结构采用螺钉的类型和规格尽可能少，以利于装配管理。2023/3/5第14章联接15（一）螺钉和螺纹联接被联接零件的定位不能依靠联接零件本身来定位，需要另加定位装置。I.利用两个定位销定位两个定位销距离越远，定位精度越高。多是对角配置2023/3/5第14章联接16

7、（一）螺钉和螺纹联接II.利用圆柱配合面和一个定位销定位单个螺钉联接的防转结构2023/3/5第14章联接17（一）螺钉和螺纹联接螺钉联接的防松螺钉松动的原因一般联接用的单头普通螺纹，升角小于诱导摩擦角，即满足自锁条件。但在振动、变载荷情况下，摩擦系数降低、且可能出现短时间卸载现象，螺钉联接自动松脱。常用的防松方法和典型结构有：用增加摩擦力的方法防松用机械固定的方法防松用粘结方法防松2023/3/5第14章联接18（一）螺钉和螺纹联接用增加摩擦力的方法防松a)双螺母防松装置；b)切口螺母装置；c)橡皮垫圈防松装置；d)螺旋弹簧防松装置；e)弹簧垫圈防松装置2023/3/5第14章联接19（一）

8、螺钉和螺纹联接用机械固定的方法防松2023/3/5第14章联接20（一）螺钉和螺纹联接防止螺钉丢失的结构2023/3/5第14章联接21（二）销钉联接1.销钉的类型和应用用途a)作两被联接零件的定位零件b)作联接零件，保证被联接零件能传递运动和转矩c)保安零件类型标准化圆柱销：结构简单，易于达到较高精度，作定位销，靠过盈固定在被联接零件上，不宜多次拆卸。圆锥销：作联接零件，传递一定的转矩。1：50的锥度，可以自锁，能多次拆装，但加工需用锥形铰刀铰制。2023/3/5第14章联接22（二）销钉联接2.销钉联接的结构设计选定销钉类型确定销钉尺寸：按结构条件选定，传递较大载荷或兼作保安零件时，需计算

9、或验算剪切强度。作定位零件：精度靠配合保证。销钉联接的防松防松环2023/3/5第14章联接23（三）键联接键：用于轴和轴上零件之间的联接，实现周向固定以传递转矩。1.键的类型、特点和应用标准零件按形状和装配方式不同，分为平键和半圆键斜键（楔键和切向键）2023/3/5第14章联接24（三）键联接I.平键和半圆键平键：两侧工作普通平键：用于轮毂与轴没有相对轴向移动的联接（静联接）导向平键：用于轮毂需要沿轴向移动的联接（动联接）滑键：轮毂沿轴向移动距离较大时通常制成：圆头（A型）、方头（B型）、单圆头（一端圆头、另一端方头，C型）。2023/3/5第14章联接25（三）键联接半圆键两侧工作优点：

10、工艺性好，缺点：轴上键槽较深用于锥形轴的辅助装置联接、常用于载荷较小的联接。特点不会引起轴上零件偏心，可用于对中精度要求较高的联接中不能实现轴上零件的轴向固定，不能传递轴向力。2023/3/5第14章联接26（三）键联接II.斜键楔键普通楔键、钩头楔键上下表面工作面靠摩擦力传递转矩，并能承受单方向的轴向力。适用于定心精度要求不高，转速较低的联接中。2023/3/5第14章联接27（三）键联接2.键联接的设计与计算选型确定尺寸和材料键的宽度b、高度h、长度L材料：强度不低于600N/mm2的精拔钢，45钢强度验算载荷较大时，进行验算以平键联接为例：失效形式：键或轮毂的工作面的压溃，严重过载时，键

11、体剪断按挤压强度和剪切强度条件对平键联接进行强度校核计算。2023/3/5第14章联接28（三）键联接挤压强度条件剪切强度条件许用应力：表1422023/3/5第14章联接29（三）键联接花键联接矩形花键渐开线花键2023/3/5第14章联接30二、不可拆联接主要：焊接、铆接、压合、胶接和铸合（一）焊接加热使两个以上金属件在联接处的原子或分子结合的一种不可拆联接方法。按加热方法和焊接过程的特点分3类：熔焊：气焊、电弧焊、电渣焊压焊：电阻焊、摩擦焊、感应焊、冷压焊钎焊2023/3/5第14章联接31（一）焊接1.电阻焊又称接触焊，利用电流通过焊件时产生的电阻热，把焊件加热到塑化（软化）状态，再加

12、压力形成焊接头。根据焊接头的形状、电阻焊分为：点焊利用电流通过圆柱形电极和搭接的两焊件产生的电阻热，在焊件间形成一个个的焊点来联接焊件的。优点：生产率高、成本低，焊接后的变形及物理性质的变化均很小。缺点：不能得到气密性的联接。焊件表面将留下很难除去的电极痕迹。应用：焊接薄板零件，0.056mm。双面点焊时，焊件厚度不等，焊件厚度不应超过1：3。焊件数目最好2件，一般不超过3件。把最薄的零件放在中间。2023/3/5第14章联接32（一）焊接缝焊采用滚盘作电极、边焊边滚，焊点彼此互相重叠，形成一条有密封性的焊缝。气密性的联接零件厚度：钢2mm以下，有色金属1.5mm。对焊把焊件整个接触面焊接在一

13、起的联接。2023/3/5第14章联接33（一）焊接2.钎焊利用钎料把零件联接在一起，特点：焊件本身不熔化，钎料熔点低于焊件金属的熔点优点：加热温度较低，焊件的变形和材料性能的变化均很小；可用加热的方法将零件拆卸，重新钎焊缺点：接头强度低，耐热能力差，应用受限。过程熔化了的钎料与焊件表面金属分子相互渗透形成过渡层将零件联接在一起使用钎剂清除焊件表面的氧化膜及其它脏物，保护联接表面不受氧化，改进钎料的湿润能力及流动性。2023/3/5第14章联接34（一）焊接根据钎料的熔点不同，分两类：易熔钎料(软钎料）熔点在400450C以下锡铅合金：对大多数金属具有良好的湿润性，用于大多数金属塑性好，有较高

14、疲劳性能，强度低（20100N/mm2）常用氯化锌及其混合物作钎剂难熔钎料（硬钎料）熔点在450500C以上强度较高可达500N/mm2铜基钎料（铜锌合金钎料）、银基钎料（银铜锌合金钎料）常用硼砂及其与硼酸的混合物作钎剂2023/3/5第14章联接35（二）铆接1.铆接：利用铆钉或被联接件之一上起铆钉作用的铆接颈产生局部塑性变形形成铆钉头，把零件联接在一起的方法。2.应注意的原则在制成铆钉头的过程中，由于铆接力的作用，被联接零件的连接处也会发生变形，为了尽量减少被联接零件在铆接时的损伤：铆钉材料的弹性模量小于被联接零件的弹性模量，且被联接零件的弹性模量应尽可能大，而铆钉材料的弹性模量要尽可能小

15、。尽可能增大被联接零件的支承面。采用垫圈尽可能减小铆接力。铆钉或铆接颈端面上制成锥形坑。2023/3/5第14章联接36（二）铆接3.扩铆法联接不能承受较大冲击力的零件：玻璃、塑料、陶瓷等铆钉或铆接颈制成空心的。4.收铆或滚边2023/3/5第14章联接37（二）铆接5.铆钉材料低碳钢、紫铜、黄铜、铝和铝合金空心铆钉：黄铜最好和被联接件的金属材料类似。6.联接精度铆钉杆比被联接件的铆钉孔小0.10.5mm，铆接中产生轴线偏移、倾斜现象，造成被联接件相对位置变化。采取减小铆钉杆与孔的间隙、定位面或定位零件、定位夹具的方法，保证联接精度。2023/3/5第14章联接38（三）压合压合联接：利用两个

16、零件配合面的过盈，把一个零件压入另一个零件构成的联接通常用于圆柱形表面零件的联接能达到比较高的精度压合后配合面上应力分布较为均匀分类光面压合联接滚花压合联接2023/3/5第14章联接39（三）压合1.光面压合联接被联接的零件表面为光滑圆柱形，压合前，零件轴的直径略大于孔的直径，过盈将直接影响联接强度。光面压合联接的压入方法有：在常温下压入；加热包容件（孔）；冷却被包容件（轴）；加热包容件，同时冷却被包容件。在精密机械与制造中常采用常温下压入。精度决定于轴和孔的形状误差联接应有足够的压入深度2023/3/5第14章联接40（三）压合2.滚花压合联接被联接的零件之一上滚有花纹的压合联接需要用压合

17、联接方法联接小尺寸零件时，常采用滚花压合联接。滚花工艺花纹滚压在较硬的轴类零件上花纹顶圆直径增加d=(0.250.5)p，节距表143滚花压合承受轴向力不高精度：较低同轴度：定心夹具轴肩保证轴向位置2023/3/5第14章联接41（四）铸合1.铸合：是把尺寸较小但具有一定性能要求的零件（嵌件）铸入另一零件（基本零件）的一种联接方法。2.材料嵌件：金属或合金基本零件：金属材料，非金属材料3.铸合联接结构力或力矩作用下，嵌件和基本零件不致产生相对移动或转动。防止相对移动：在嵌件上作出任意形状的凸块或凹坑；防止相对转动：可在嵌件上滚花，滚花的节距2023/3/5第14章联接42（四）铸合2023/3

18、/5第14章联接43（五）胶接1.胶接：利用胶粘剂把零件粘合在一起的联接方法。2.优点：可以胶接各种金属材料，也可以胶接非金属材料，以及把金属材料和非金属材料胶接在一起。胶接表面光滑、平整、美观，胶接处应力分布均匀，避免了铆接、焊接、螺钉联接时存在的应力集中现象。胶接时，被联接零件一般不需要加热，即使需要加热，加热温度也较低，这就保证了被联接零件材料性质不致改变。因而，联接极薄的零件时，也不致产生变形。胶接能满足如绝缘密封防腐蚀等使用要求，有的胶接还能达到很高的透明度，这对于光 学零件的联接极为重要。胶接结构简单，重量轻，不削弱零件的强度。2023/3/5第14章联接44（五）胶接3.缺点：随着使用温度的增高，胶结的强都会降低。胶接的表面须经仔细的清洁处理。胶接固化的时间一般比较长，胶接后不能立即使用。4.胶接结构5.胶接剂2023/3/5第14章联接45（五）胶接