机械设计教材其他常用链接课件.pptx

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。

2、轮毂上的键槽可用插削或拉削。 普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静连接。普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静连接。导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动连接。导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动连接。 根据用途，平键又可分为根据用途，平键又可分为 普通平键普通平键 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.普通平键普通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根据轴径根据轴径d

3、由标准中查得，键的长度参考轮毂由标准中查得，键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。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普通平键连接（静连接），其主要失效形式是对于普通平键连接（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，但一般只作连工作面的压溃，有时也会出现键的

4、剪断，但一般只作连接的挤压强度校核。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）： 2ppTkldMPaMPa式中：式中：P工作面的挤压应力，工

5、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，考虑载荷分布的不均匀性，按不均匀

6、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2bLlbLlLl （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） pkldTp2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

7、：键联接键联接5 52hk 式中：式中： p、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4.1.2 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似。强度计算方法与平键相似。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。

8、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

9、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能力高，定心性和花键连接是多齿传递载荷，故比平键连接的承载能力高，定心性和导向性好，对轴的削弱小导向性好，对轴的削弱小( (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

10、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。 花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。花键加工需用专门的设备和工具，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 销连接销连接根

11、据销的用途不同，一般有：定位销、连接销、安全销。根据销的用途不同，一般有：定位销、连接销、安全销。根据销的结构形式有：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。根据销的结构形式有：圆柱销、圆锥销、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 p与键连接的挤压应力相同。与键连接的挤压应力相同。槽

12、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型面连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配合以传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配合以传递运动和转矩的可拆递运动和转矩的可拆连连接，它是无键连接的一种型式。接，它是无键连接的一种型式。在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、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

13、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

14、种静联接。轴与毂而构成的一种静联接。 各型胀套已标准化，选用时可根据轴、毂各型胀套已标准化，选用时可根据轴、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号和尺寸。号和尺寸。选择时应满足：选择时应满足： TT 传递转矩时传递转矩时aaFF 传递轴向力时传递轴向力时a22aR2FdTFF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 TmTm 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

15、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可拆连接。间的结合而构成的不可拆连接。 焊接方法焊接方法原理及特点原理及特点应用范围应用范围被焊接材料被焊接材料接头类型接头类型

16、特点特点备注备注气焊气焊利用乙炔和氧气等可燃气体燃烧利用乙炔和氧气等可燃气体燃烧发热来熔化焊件及焊条。发热来熔化焊件及焊条。变形大、焊接质量不高、变形大、焊接质量不高、生产率较低生产率较低碳钢、铸铁、铝铜及碳钢、铸铁、铝铜及其合金等其合金等对接对接用于载荷不大的结构用于载荷不大的结构常用于焊接薄钢板、黄铜常用于焊接薄钢板、黄铜和焊补铸铁件；也可作为和焊补铸铁件；也可作为钎焊、热处理等的加热热钎焊、热处理等的加热热源源手工电弧焊手工电弧焊利用电弧产生高温熔化金属进行利用电弧产生高温熔化金属进行焊接。操作灵活方便但生焊接。操作灵活方便但生产率较低产率较低碳钢、低合金钢、不碳钢、低合金钢、不锈钢、铸

17、铁、锈钢、铸铁、铝铜及其合金铝铜及其合金对接、搭接对接、搭接、丁、丁字接字接可用于紧固、紧密型可用于紧固、紧密型的焊缝的焊缝具有较高的灵活性、是目具有较高的灵活性、是目前应用最广泛的一种方法前应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接方法焊接方法原理及特点原理及特点应用范围应用范围被焊接材料被焊接材料接头类型接头类型特点特点备注备注埋弧自动焊埋弧自动焊利用电弧加热、渣保护进行焊接利用电弧加热、渣保护进行焊接。焊接质量稳定、生产率。焊接质量稳定、生产率高、焊件变形小高、焊件变形小碳钢、低合金钢、铝碳钢

18、、低合金钢、铝铜及其合金铜及其合金对接、搭接对接、搭接可用于紧固、紧密型可用于紧固、紧密型的焊缝的焊缝适用于大批量生产的长直适用于大批量生产的长直焊缝及环缝焊缝及环缝等离子弧焊等离子弧焊利用等离子弧加热进行焊接，不利用等离子弧加热进行焊接，不开坡口，一次焊成开坡口，一次焊成合金钢、铜合金及钨合金钢、铜合金及钨、钼、钴、钛、钼、钴、钛等难熔金属等难熔金属对接对接适用于薄壁件的焊接适用于薄壁件的焊接，焊接质量好，焊接质量好可焊箔材、微型电容器及可焊箔材、微型电容器及薄壁容器。但设备薄壁容器。但设备复杂、气体消耗量复杂、气体消耗量大大电子束焊电子束焊利用在真空中电子轰击金属表面利用在真空中电子轰击金

19、属表面产生的热量来熔化金属。产生的热量来熔化金属。金属不氧化、无污染、焊金属不氧化、无污染、焊缝表面平滑、熔合好、无缝表面平滑、熔合好、无缺陷缺陷低合金钢、不锈钢、低合金钢、不锈钢、高强度钢、铝高强度钢、铝、钛、锆、钼、钛、锆、钼、铍、钽，也、铍、钽，也可焊接异种金可焊接异种金属属对接、搭接对接、搭接、丁、丁字接字接适用于焊接要求变形适用于焊接要求变形小的经过精加小的经过精加工的零件或贵工的零件或贵重零件的补焊重零件的补焊，且焊后不需，且焊后不需再加工再加工含锌高的铝合金、黄铜、含锌高的铝合金、黄铜、未脱氧的低碳钢等未脱氧的低碳钢等不能焊。焊件尺寸不能焊。焊件尺寸收真空室限制，用收真空室限制，

20、用于原子能、航空、于原子能、航空、航天等部门航天等部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钢碳钢不锈钢不锈钢青铜青铜黄铜黄铜铝铝铝铝好好不能焊接不能焊接尚好，但尚好，但焊缝脆焊缝脆弱弱不好不好好好黄铜黄铜好好好好好好好好青铜青铜好好好好好好不锈钢不锈钢好好好好碳钢碳钢好好表表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接性焊接性焊接焊接温度温度电加热电加热火加热火加热机械加热机械加热接接触触加加热热高频高频电流电流加热加热热空热空气加气加热热热惰热惰性气性气体加体

21、加热热热混热混合气合气体加体加热热摩摩擦擦加加热热热工热工具加具加热热聚乙烯（板材聚乙烯（板材、薄膜）、薄膜）好好好好好好一般一般好好140180聚乙烯（棒料聚乙烯（棒料、管）、管）好好好好好好好好好好140180聚酰胺聚酰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

22、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，接头受力比较均匀，传力效率高，应力集中较低可获得较好的综合较均匀，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重，因此其工作应力分布较复杂。应力集中比对接接头严重，因此其工作应力分布较复杂。但是由于其焊前准备和装配工作

23、比对接接头要简单得多，但是由于其焊前准备和装配工作比对接接头要简单得多，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

24、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知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。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，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；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，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，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