机械设计基础 教学课件 作者 李立机械设计基础(13)第13章 连接.ppt

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1、教学目标重点难点教学内容小结作业第十三章连接教学目标教学目标：1.掌握螺纹连接的种类和特点及螺纹连接的预紧和防松方法；2.具有计算螺纹连接强度的能力；3.了解轴毂连接种类及各自的特点；4.掌握轴毂连接方法及应用；5.掌握轴间连接类型及应用；6.熟悉弹性连接的应用；7.了解其他连接方法。首页13.1螺纹连接13.2轴毂连接13.3轴间连接13.4弹性连接13.5其他连接首页教学内容重点：螺纹连接、轴间连接、轴毂连接、弹性连接的类型。难点：各类连接的应用。首页重点难点13.1螺纹连接返回螺纹连接13.1.1螺纹的种类和应用各种螺纹都是根据螺旋线原理加工而成，根据螺旋线绕行方向分为左旋螺纹和右旋螺

2、纹，如图13-1所示，螺纹的旋向可按下面方法判别：沿着螺纹的轴线(通过端面圆心并且垂直端面的假想直线)看，螺旋线处于左低右高的为右旋螺纹，反之左高右低的为左旋螺纹，常用的螺纹多为右旋螺纹；根据螺纹所在零件表面的位置分为外螺纹和内螺纹，如图13-2所示；根据螺纹的牙型，可分为三角形、矩形、梯形、锯齿形和圆弧形螺纹等，如图13-3所示。螺纹连接图13-1螺纹的旋向图13-2螺纹的不同形式螺纹连接图13-3螺纹的牙型螺纹连接三角形螺纹的牙型为等边三角形，α=60°，应用比较广泛。按螺距大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹。粗牙螺纹常用于一般连接，细牙螺纹自锁性好，常用于细小零件、薄壁管件的连接。三角形管螺纹

3、的牙型为等腰三角形，α=55°，应用在流通气体或液体的管接头、旋塞、阀门及其他附件上，起着密封的作用。矩形螺纹的牙型为正方形，α=0°，其效率高，多用于传动。但对中性差，牙根强度低，精确制造有困难。螺纹连接梯形螺纹的牙型为等腰梯形，α=30°，其传动效率虽略低于矩形螺纹，但加工方便，对中性好，牙根强度高，故广泛用于传动。锯齿形螺纹的牙型为不等腰梯形，工作面的牙侧角β1=3°，非工作面的牙侧角β2=3°，其兼有矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点，但只能用于承受单向载荷的传动。螺纹连接13.1.2螺纹的主要参数图13-5螺纹的升角与螺距的关系图13-4螺纹的主要参数螺纹连接螺纹的主要参数圆

4、柱普通螺纹的主要几何参数如图13-4所示。1、大径d—螺纹的最大直径，也是螺纹的公称直径2、小径d1—螺纹的最小直径，强度计算时常作为螺杆危险截面的计算直径。3、中径d2—螺纹牙宽度和牙槽宽度相等处的假想圆柱的直径，近似等于螺纹的平均直径：螺纹连接4、螺距P—螺纹相邻两牙在中径线上对应点间的距离。5、线数n—螺纹线的条数，通常n=1～46、导程S—螺纹上任一点沿同一条螺旋线运动一周所移动的轴向距离。导程与螺距的关系为：S=nP，式中，n为螺纹线数。7、升角λ—螺纹中径圆柱面上螺旋线展开后与底面的夹角，如图13-5所示，又称导程角，其计算式为8、牙型角α—螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边间的夹角

5、，如图13-4所示。螺纹连接13.1.3螺纹连接的种类和应用图13-6普通螺栓连接图13-7铰制孔用螺栓连接1、螺栓连接螺纹连接2.双头螺柱连接图13-8双头螺柱连接图13-9螺钉连接3.螺钉连接螺纹连接4.紧定螺钉连接图13-10紧定螺钉连接螺纹连接13.1.4螺纹连接的预紧与防松1.螺纹连接的预紧一般螺纹连接在装配时都必须拧紧,使连接件在承受工作载荷之前预先受到力的作用,这个预加作用力称为预紧力F0。预紧的目的是增大连接的刚性，增强紧密性、可靠性和提高防松能力。对于受轴向拉力的螺栓连接还可以提高螺栓的疲劳强度，对于受横向载荷的普通螺栓连接，有利于增大连接中结合面间的摩擦。螺纹连接预紧过紧

6、，预紧力过大，螺杆静载荷增大，降低螺杆本身强度；预紧过松，预紧力过小，工作不可靠。预紧力的大小是通过拧紧力矩来控制的。在拧紧螺栓连接的过程中，加于扳手上的拧紧力矩T,须克服螺纹副相对转动的阻力矩T1和螺母支承面上的摩擦阻力矩T2,如图13-11所示。故拧紧力矩T=T1+T2T=0.2F0d螺纹连接代入相关数据，最后可得到：螺纹连接2.螺栓连接预紧力大小的控制图13-12测力矩扳手图13-13定力矩扳手螺纹连接3.螺纹连接的防松1）摩擦力防松（a）弹簧垫圈防松（b）双螺母防松(c)自锁螺母防松图13-14摩擦力防松螺纹连接2）机械防松（a）单耳止动垫圈（b）圆螺母用止动垫圈图13-15开口销与

7、槽形螺母防松图13-16止动垫圈防松螺纹连接3）串联钢丝防松（a）冲点（b）焊接图13-18不可拆防松方法图13-17串联钢丝防松法正确错误(c)粘接螺纹连接13.1.5螺栓连接的强度计算这里主要讨论单个螺栓连接的计算，它也适用于双头螺柱和螺钉的连接。螺栓主要失效形式包括螺栓拉断、螺纹的压溃和剪断。在静载荷作用下，螺栓的螺纹部分出现塑性变形的断裂；在变载荷作用下，螺栓有应力集中部位，如螺纹部分，钉头与柱体的过