1、1連連 接接第一節(jié)第一節(jié) 螺紋連接螺紋連接 第二節(jié)第二節(jié) 鍵連接鍵連接第三節(jié)第三節(jié) 銷和過盈連接銷和過盈連接 連接的分類連接的分類動連接：機器工作時，零部件之間可以有相對運動。動連接：機器工作時，零部件之間可以有相對運動。 例如：機械原理中，各種運動副之間的連接。例如：機械原理中，各種運動副之間的連接。靜連接：在機器工作中，不允許零部件之間存在相對運動的連接。靜連接：在機器工作中，不允許零部件之間存在相對運動的連接。靜連接靜連接可拆連接：不須毀壞連接中的任何一個零件就可拆開的連接。可拆連接：不須毀壞連接中的任何一個零件就可拆開的連接。 例如：螺紋連接、鍵連接。例如：螺紋連接、鍵連接。不可拆連接

2、：至少毀壞連接中的一部分才能拆開的連接。不可拆連接：至少毀壞連接中的一部分才能拆開的連接。 例如：鉚接、焊接等。例如：鉚接、焊接等。2第一節(jié)第一節(jié) 螺紋連接螺紋連接一、螺紋及基本參數(shù)一、螺紋及基本參數(shù) 二、螺紋連接的類型和螺紋連接件二、螺紋連接的類型和螺紋連接件三、螺紋連接的預緊和防松三、螺紋連接的預緊和防松四、單個螺栓的強度計算四、單個螺栓的強度計算五、螺栓組連接受力分析五、螺栓組連接受力分析六、提高螺栓強度的措施六、提高螺栓強度的措施3 按應用可分：按應用可分： 連接螺紋：普通三角形連接螺紋：普通三角形 傳動螺紋：梯形；鋸齒形；矩形。傳動螺紋：梯形；鋸齒形；矩形。 一、螺紋及基本參數(shù)一、螺

3、紋及基本參數(shù)1.1.常用的螺紋牙型、特點及應用常用的螺紋牙型、特點及應用 將直角三角形ABC（ AB d1 、 BCS）卷在直徑為d1圓柱體上，并使AB邊繞在圓柱體底面上，則斜邊 AC 在圓柱體上就形成螺旋線。螺旋線形成螺旋線形成螺紋形成螺紋形成 任取一平面圖( 、)形使其一邊緊靠在圓柱體母線上，將該圖形沿螺旋線移動，并保持平面圖形始終通過圓柱體軸線，即可形成螺紋。2.2.基本參數(shù)基本參數(shù)41.1.常用的螺紋牙型、特點及應用常用的螺紋牙型、特點及應用梯形螺紋梯形螺紋結(jié)構(gòu)：牙形角特點：效率較高、牙根強度較大、工藝性好 應用：用于傳動 矩形螺紋矩形螺紋 結(jié)構(gòu)：牙形角性能：效率較高、牙根強度小、工藝

4、性差 應用：用于傳動 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 結(jié)構(gòu)：工作面的牙型斜角為3 非工作面的牙型斜角為30 性能：效率較高、牙根強度較大、工藝性好 應用：用于單向傳動 結(jié)構(gòu)：牙形角特點：連接緊密，內(nèi)外螺紋無間隙 應用：密封性要求較高的場合 管管 螺螺 紋紋結(jié)構(gòu)：牙形角性能：自鎖性好,牙根強度高，工藝性好 應用：用于連接 三角形螺紋三角形螺紋oo60o55o30o05 大徑（大徑（D） 螺紋的公稱直徑。螺紋的公稱直徑。 小徑（小徑（D1） 用于強度計算。用于強度計算。 中徑中徑 (D2) 用于幾何尺寸計算。用于幾何尺寸計算。 線數(shù)線數(shù) 也稱頭數(shù)，螺紋的螺旋線數(shù)目。也稱頭數(shù)，螺紋的螺旋線數(shù)目。 = l，2，

5、3，4， = l，自鎖性好，用于連接；，自鎖性好，用于連接； = 2，3，4 效率高，用于傳動。效率高，用于傳動。 螺距螺距 螺紋相鄰兩牙在中徑螺紋相鄰兩牙在中徑 上對應兩點上對應兩點 間的軸向距離。間的軸向距離。 導程導程 螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn)螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn) 一周所移動的軸向距離。一周所移動的軸向距離。 升角升角 在中徑圓柱面上，螺旋線的切線在中徑圓柱面上，螺旋線的切線 與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。 牙型角牙型角 螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊 的夾角。的夾角。 牙型斜角牙型斜角 軸向剖面內(nèi)，螺紋牙型的側(cè)

6、邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。軸向剖面內(nèi)，螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。 對三角形、梯形等對稱牙型，對三角形、梯形等對稱牙型， 。2.2.基本參數(shù)基本參數(shù)d1d2dnPSnPS 2tandnP2/nnn6二、螺紋連接的類型和螺紋連接件二、螺紋連接的類型和螺紋連接件1.1.普通螺紋連接的類型普通螺紋連接的類型 雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接螺釘連接螺釘連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接螺栓連接螺栓連接 常用的螺紋連接件有：螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊片等。常用的螺紋連接件有：螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊片等。 這些零件都這些零件都是標準件，結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸都制定有國家標準，設計時可根據(jù)有關(guān)標準選

7、用。是標準件，結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸都制定有國家標準，設計時可根據(jù)有關(guān)標準選用。2.2.常見螺紋連接件常見螺紋連接件3.3.螺紋連接零件常用材料和機械性能螺紋連接零件常用材料和機械性能73.3.螺紋連接零件常用材料和機械性能螺紋連接零件常用材料和機械性能一般工況一般工況：為中低碳鋼，如為中低碳鋼，如Q215、 Q235、10、 15、35和和45鋼等。鋼等。變載荷或有沖擊、振動的重要連接中：合金鋼，如變載荷或有沖擊、振動的重要連接中：合金鋼，如 40Gr、15MnVB和和30CrMnSi等。等。機械性能等級機械性能等級常用材料常用材料國家標準規(guī)定螺紋連接件按材料的機械性能分級。國家標準規(guī)定螺紋連接件

8、按材料的機械性能分級。螺栓、螺柱、螺釘?shù)臋C械性能等級分為十級，自螺栓、螺柱、螺釘?shù)臋C械性能等級分為十級，自3.6至至2.9 ；螺母的性；螺母的性能等級分為七級，從能等級分為七級，從4到到12。 B 100BS108圓圓 螺螺 母母帶翅墊片帶翅墊片墊墊 圈圈六角六角 螺螺 母母緊緊 定定 螺螺 釘釘螺螺 釘釘雙雙 頭頭 螺螺 柱柱六角頭螺栓六角頭螺栓9螺栓連接螺栓連接 在被連接件上開有通孔，被連接件孔中不加工螺紋。結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，使用時不受被連接件材料的限制，應用極 廣 。 普通螺栓連接普通螺栓連接鉸制孔用螺栓連接鉸制孔用螺栓連接 普通螺栓連接普通螺栓連接 螺栓桿與被連接件孔壁之間有間隙。通

9、孔加工精度低，成本低，應用最廣。鉸制孔用螺栓連接鉸制孔用螺栓連接 螺栓桿與被連接件孔壁之間無間隙。孔和螺栓桿多采用基孔制過渡配合(H7 m6、H7n6)，能精確定位，能承受橫向載荷被連接件需鉆孔、鉸孔，成本高。10螺釘連接螺釘連接 被連接件之一為光孔、另一個為螺紋孔。只用螺釘，不用螺母，直接把螺釘擰進被連接件的螺釘孔中。 適用于載荷較輕，且不經(jīng)常裝拆的場合。 螺釘連接螺釘連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接 用兩頭均有螺紋的螺柱和螺母把被連接件連接起來, 被連接件之一為光孔、另一個為螺紋孔。適用于被連接件之一厚度很大，而又不宜鉆通孔，但又經(jīng)常拆卸的地方。11緊定螺釘連接緊定螺釘

10、連接 利用擰入被連接件螺紋孔中的螺釘末端頂住另一零件的表面，以固定零件的相對位置，可傳遞不大的力或扭矩。12三、螺紋連接的預緊和防松三、螺紋連接的預緊和防松1螺紋連接的預緊螺紋連接的預緊 防松方法防松方法 1.摩擦防松 （保證螺紋副間有足夠的軸向壓力和摩擦力矩） 對頂螺母，彈簧墊圈 。 結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。2.機械防松 （在連接中加入其它機械元件) 開口銷、止動墊圈，串聯(lián)鐵絲等。 適用于沖擊振動載荷，重要場合使用，成本高。3.永久防松 粘、鉚、焊等。2螺紋連接的防松螺紋連接的防松 限制螺旋副的相對轉(zhuǎn)動；以防止連接的松動，影響正常工作。1.提高連接的緊密性2.防止連接松動3.提高連接件強度防松的

11、原理防松的原理測力矩板手：測力矩板手：測出預緊力矩定力矩板手：定力矩板手：達到固定的擰緊力矩T時，彈簧受壓將自動打滑。目的目的方法方法131. 1. 摩擦防松摩擦防松對頂螺母防松對頂螺母防松自鎖螺母防松自鎖螺母防松彈簧墊圈防松彈簧墊圈防松14止動墊片防松止動墊片防松螺栓裝配圖開槽螺母開口銷2.2.機械防松機械防松15正確錯誤串聯(lián)鋼絲防松串聯(lián)鋼絲防松焊接焊接 鉚沖鉚沖3.3.永久防松永久防松16受剪螺栓受剪螺栓四四 單個螺栓的強度計算單個螺栓的強度計算受載形式受載形式 軸向受拉和橫向受剪軸向受拉和橫向受剪 受力性質(zhì)受力性質(zhì) 靜載荷和變載荷靜載荷和變載荷 失效形式（失效形式（工程中螺栓連接工程中螺

12、栓連接90%為疲勞失效）為疲勞失效） 靜載荷：螺紋部分發(fā)生塑性變形或斷裂靜載荷：螺紋部分發(fā)生塑性變形或斷裂受拉螺栓受拉螺栓 變載荷：疲勞斷裂。失效部位變載荷：疲勞斷裂。失效部位設計計算準則設計計算準則螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生壓潰或被剪斷。螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生壓潰或被剪斷。受拉螺栓：疲勞拉伸強度和靜強度合格。受拉螺栓：疲勞拉伸強度和靜強度合格。受剪螺栓：擠壓強度和剪切強度合格受剪螺栓：擠壓強度和剪切強度合格 。下一下一頁頁171.受拉螺栓連接的強度計算受拉螺栓連接的強度計算強度條件強度條件 421dF 41Fd (1) 松連接螺栓強度計算松連接螺栓強度計算設計公式設計公式F為螺栓承受的工作拉力（

13、為螺栓承受的工作拉力（N）；）；d1為螺紋小徑（為螺紋小徑（mm） ； 為松螺栓連接的許用拉應力（為松螺栓連接的許用拉應力（MPa）, , s / /S，S=1.21.7。下一下一頁頁上一頁上一頁18T1(螺紋副摩擦力矩螺紋副摩擦力矩)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應力 2141dF按第四強度理論按第四強度理論,螺紋部分的計算應力為螺紋部分的計算應力為3 . 1322ca (2) 緊連接螺栓強度計算緊連接螺栓強度計算(預緊力預緊力)產(chǎn)生拉應力產(chǎn)生拉應力F2112v312v142tan162tandFddddFWT常用的常用的M10M64鋼制普通螺紋鋼制普通螺紋 5 . 0下一下一頁頁上一頁上一頁

14、19下一下一頁頁上一頁上一頁 1）僅承受預緊力的緊連接螺栓的強度計算）僅承受預緊力的緊連接螺栓的強度計算 強度條件為強度條件為 2143 . 13 . 1dFca設計公式為設計公式為 2 . 51Fd 套筒減載套筒減載鍵減載鍵減載銷釘減載銷釘減載止口減載止口減載 為增加可靠性，為增加可靠性，減小直徑，可減小直徑，可采用減載裝置采用減載裝置 為螺栓材料的許用應力（MPa）,見表11-7。20下一下一頁頁上一頁上一頁 2）承受預緊力）承受預緊力F和工作拉力和工作拉力F的緊連接螺栓強度計算的緊連接螺栓強度計算 FFLF圖圖(c)為受軸向工作載荷為受軸向工作載荷F后的情況。后的情況。F0FLL 螺栓螺

15、栓 被連接件被連接件螺栓螺栓 被連接件被連接件F FFFLF圖圖 (a)螺母剛好擰到和被連接件螺母剛好擰到和被連接件相接觸，但相接觸，但 螺母尚未擰緊。螺母尚未擰緊。圖圖 (b)為螺母已擰緊，但為螺母已擰緊，但尚未承受工作載荷。尚未承受工作載荷。 ，21下一下一頁頁上一頁上一頁對于有密封性要求的連接對于有密封性要求的連接 FF8 . 15 . 1 工作載荷穩(wěn)定時工作載荷穩(wěn)定時 FF6 . 02 . 0 工作載荷不穩(wěn)定時工作載荷不穩(wěn)定時 FF0 . 16 . 0 對于地腳螺栓連接對于地腳螺栓連接 FF LLLLLLtanCFFFLFFFFFFtanCCFFFFCCCFFLLFCCCFFFFFFL

16、F FKFFCCCFFFFFFcFLL0 對于一般連接對于一般連接22下一下一頁頁上一頁上一頁FLLCCCCK螺栓的相對剛度螺栓的相對剛度金屬墊片金屬墊片(或無墊片或無墊片) 0.20.3皮革墊片皮革墊片 0.7銅皮石棉墊片銅皮石棉墊片 0.8橡膠墊片橡膠墊片 0.9 21043 . 1dFca強度條件強度條件設計公式設計公式 2 . 501Fd 軸向載荷為靜載荷軸向載荷為靜載荷 為緊螺栓連接的許用應力，見表為緊螺栓連接的許用應力，見表11-7。 23下一下一頁頁上一頁上一頁軸向載荷為變載荷，在軸向載荷為變載荷，在00F F之間變化之間變化 螺栓的總拉力螺栓的總拉力0FF 應力應力幅幅拉力變化

17、幅度拉力變化幅度 FKFFKFFF222cc021cminmax42/2dFKa設計公式設計公式 2 . 501Fd 疲勞強度的校核公式為疲勞強度的校核公式為 a21c2dFKa a為螺栓的許用應力幅（為螺栓的許用應力幅（MPa），見表），見表11-7。24上一頁上一頁2.2.受受剪螺栓剪螺栓連接（連接（受橫向載荷的鉸制孔用螺栓連接）受橫向載荷的鉸制孔用螺栓連接）強度計算強度計算主要失效形式：主要失效形式：螺栓桿被剪斷螺栓桿被剪斷螺栓桿或孔壁被壓潰螺栓桿或孔壁被壓潰強度條件：強度條件：擠壓擠壓 Pmin0PLdF剪切剪切 204mdF P 見表11-10。 25下一下一頁頁（）接合面設計成軸對

18、稱的簡單幾何形狀，如圓形、（）接合面設計成軸對稱的簡單幾何形狀，如圓形、環(huán)形、矩形、三角形等。環(huán)形、矩形、三角形等。便于加工制造（有利于便于加工制造（有利于分度、劃線、鉆孔），分度、劃線、鉆孔），使各個螺栓受力合理，使各個螺栓受力合理，接合面受力均勻。接合面受力均勻。五、五、 螺栓組連接受力分析螺栓組連接受力分析螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設計螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設計 目的：合理確定連接接合面的幾何形狀和螺栓的布置目的：合理確定連接接合面的幾何形狀和螺栓的布置 形式，力求各螺栓和連接接合面間受力均勻，形式，力求各螺栓和連接接合面間受力均勻， 便于加工和裝配便于加工和裝配 。26下一下一頁頁上一頁上一頁 （2）

19、 鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向 上成排地布置八個以上上成排地布置八個以上的螺栓，以免載荷分布過于的螺栓，以免載荷分布過于 不均。當螺栓連接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應使螺栓的不均。當螺栓連接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應使螺栓的 位置適當靠近連接接合面的邊緣，以減小螺栓的受位置適當靠近連接接合面的邊緣，以減小螺栓的受 力。如果同時承受軸向載荷和較力。如果同時承受軸向載荷和較大的橫向載荷，應大的橫向載荷，應采用銷、套筒、鍵等抗剪零件來承受橫向載荷，以減小螺栓的預緊力及其結(jié)構(gòu)尺寸。采用銷、套筒、鍵等抗剪零件來承受橫向載荷，以減小螺栓的預緊力及其結(jié)構(gòu)尺寸。(

20、a)合理合理 ( b)不合理不合理TT27（6）連接件、螺母和螺栓頭部的支承面平整，并與螺栓軸）連接件、螺母和螺栓頭部的支承面平整，并與螺栓軸 線相垂直。在鑄、線相垂直。在鑄、鍛件等的粗糙表面鍛件等的粗糙表面上安裝螺栓時，應上安裝螺栓時，應 制成凸臺或沉頭座制成凸臺或沉頭座 等。等。下一下一頁頁上一頁上一頁（3）合理間距，適當邊距，以利用扳手裝拆。）合理間距，適當邊距，以利用扳手裝拆。（4）同一螺栓組中螺栓的材料、直徑和長度均應相同，）同一螺栓組中螺栓的材料、直徑和長度均應相同， 以簡化結(jié)構(gòu)和便于加工裝配。以簡化結(jié)構(gòu)和便于加工裝配。（5）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應取成）分布在同一圓周上的螺

21、栓數(shù)目，應取成4、6、8等等 偶數(shù)，以便在圓周上鉆孔時的分度和畫線。偶數(shù)，以便在圓周上鉆孔時的分度和畫線。28下一下一頁頁影響聯(lián)接強度的因素很多，如材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、影響聯(lián)接強度的因素很多，如材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、工藝、螺紋牙間、載荷分布、應力幅度、機械性能，而工藝、螺紋牙間、載荷分布、應力幅度、機械性能，而螺栓聯(lián)接的強度又主要取決于螺栓的強度螺栓聯(lián)接的強度又主要取決于螺栓的強度。 六六 、 提高螺栓強度的措施提高螺栓強度的措施（1）保持預緊力不變降低螺栓剛度保持預緊力不變降低螺栓剛度aCLFKC途經(jīng)：腰狀桿螺栓空心螺栓。途經(jīng)：腰狀桿螺栓空心螺栓。 螺母下面安裝彈性元件。螺母下面安裝彈性元件。 降

22、低影響螺栓疲勞強度的應力幅降低影響螺栓疲勞強度的應力幅 29下一下一頁頁上一頁上一頁（2）保持預緊力不變增大被連接件剛度）保持預緊力不變增大被連接件剛度 aCFFKC（3）同時同時降低螺栓剛性，增大被連接件剛度降低螺栓剛性，增大被連接件剛度 可以不用墊片或采用剛度較大可以不用墊片或采用剛度較大的墊片。有緊密性要求的連接，采用的墊片。有緊密性要求的連接，采用剛度較大的金屬墊片或密封環(huán)。剛度較大的金屬墊片或密封環(huán)。30下一下一頁頁上一頁上一頁改改善螺紋牙間載荷分布不均狀況善螺紋牙間載荷分布不均狀況 螺栓螺紋牙受拉伸長，螺母螺螺栓螺紋牙受拉伸長，螺母螺紋紋牙受壓縮短，螺距牙受壓縮短，螺距變化差以緊靠

23、支承面處第一圈為最大，應變最大，應力變化差以緊靠支承面處第一圈為最大，應變最大，應力最大，其余各圈依次遞減。圈數(shù)過多的螺母，并不能提最大，其余各圈依次遞減。圈數(shù)過多的螺母，并不能提高聯(lián)接的強度。高聯(lián)接的強度。懸置螺母懸置螺母環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母改善螺紋牙上的載荷分布不均的措施改善螺紋牙上的載荷分布不均的措施31上一頁上一頁減小應力集中和避免附加彎曲應力減小應力集中和避免附加彎曲應力 (a)加大圓角加大圓角（）減小應力集中（）減小應力集中（2）避免附加彎曲應力）避免附加彎曲應力原因原因如何避免如何避免采用合理的制造工藝方法采用合理的制造工藝方法采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法。采

24、用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法。(b)卸載槽卸載槽(c)卸載過渡結(jié)構(gòu)卸載過渡結(jié)構(gòu)32鉤頭螺栓連接鉤頭螺栓連接支承面不平支承面不平被連接件剛度小被連接件剛度小螺母孔不正螺母孔不正33(a)斜墊圈(b)球面墊圈34第二節(jié)第二節(jié) 鍵連接鍵連接一、鍵連接的類型和結(jié)構(gòu)一、鍵連接的類型和結(jié)構(gòu) 1.1.平鍵連接平鍵連接 工作面為側(cè)面，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，工作面為側(cè)面，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便， 對中性好，不能承受軸向力。對中性好，不能承受軸向力。 普通平鍵 導向鍵與滑鍵 2.2.半圓鍵連接半圓鍵連接 3.3.楔鍵楔鍵 4.4.切向鍵切向鍵二、平鍵的選擇和平鍵連接的強度計算二、平鍵的選擇和平鍵連接的強度計算三、

25、花鍵連接三、花鍵連接35普通平鍵普通平鍵圓頭（圓頭（A型）型）方頭（方頭（B型）型） 用于靜連接，用于靜連接，按鍵端形狀分為三種按鍵端形狀分為三種 單圓頭（單圓頭（C型）型）36導向鍵與滑鍵導向鍵與滑鍵 用于動連接用于動連接導向鍵連接導向鍵連接滑鍵連接滑鍵連接37 2. 2.半圓鍵連接半圓鍵連接工作面工作面38圓頭楔鍵連接圓頭楔鍵連接 平頭楔鍵連接平頭楔鍵連接 鉤頭楔鍵連接鉤頭楔鍵連接 3.3.楔鍵楔鍵工作面為上下兩面，靠摩擦傳動，適用于對中精度要求低的靜載。工作面為上下兩面，靠摩擦傳動，適用于對中精度要求低的靜載。394.4.切向鍵切向鍵 兩楔鍵擠壓后的上下面為工作面，沿軸的切線方向楔緊；兩楔鍵擠壓后的上下面為工作面，沿軸的切線方向楔緊；只能傳遞單方向扭矩。適用于大載荷，對中要求不嚴的場合。只能傳遞單方向扭矩。適用于大載荷，對中要求不嚴的場合。工作面40二、平鍵的選擇和平鍵連接的強度計算二、平鍵的選擇和平鍵連接的強度計算1.選擇選擇根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求和工作條件選擇鍵的類型。根據(jù)軸的直徑從標準中選出鍵的截面尺寸bh根據(jù)輪轂寬