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《机械设计基础》第十章联接

汇报人：AA

2024-01-14

contents

目录

联接概述

螺纹联接

键联接

花键联接

销联接

过盈联接

01

联接概述

联接是指将两个或多个零部件连接在一起，以实现机械系统正常运转所需的相互作用和传力效果。

定义

联接在机械设计中具有至关重要的作用，它能够保证各零部件之间的正确位置、传递运动和动力，以及承受和分散载荷。

作用

分类

根据联接的性质和特点，可以将其分为可拆联接、不可拆联接和特殊联接三类。其中，可拆联接包括螺纹联接、键联接、销联接等；不可拆联接包括焊接、铆接、胶接等；特殊联接包括过盈配合联接、弹性联接等。

内容

联接的内容涉及联接件的选择与设计、联接的预紧与防松、联接的强度计算与校核等方面。此外，还需考虑联接的制造工艺性、装配工艺性以及维修方便性等因素。

联接广泛应用于各种机械设备和结构中，如汽车、飞机、船舶、桥梁、建筑等。随着现代工业的发展，对联接的性能要求也越来越高，如高强度、高精度、高可靠性等。

应用

随着新材料、新工艺和新技术的不断涌现，联接技术也在不断发展和创新。例如，采用高强度合金材料可以提高联接的承载能力；采用先进的表面处理技术可以提高联接的耐腐蚀性和耐磨性；采用智能传感技术和互联网技术可以实现联接状态的实时监测和远程控制等。未来，随着数字化、智能化制造技术的不断发展，联接技术将朝着更加高效、智能、绿色的方向发展。

发展

02

螺纹联接

螺纹的形成

通过螺旋线的运动轨迹，在圆柱或圆锥表面上加工出的具有相同截面形状的连续凸起和沟槽。

螺纹的分类

根据截面形状不同，可分为三角形、矩形、梯形和锯齿形等；根据螺旋线方向不同，可分为左旋和右旋；根据用途不同，可分为连接螺纹和传动螺纹。

双头螺柱联接

将双头螺柱一端旋入被联接件之一的螺纹孔中，另一端配以螺母和垫圈，将两被联接件连接在一起。适用于被联接件之一较厚或不便装拆的场合。

螺栓联接

由螺栓、螺母和垫圈组成，多用于被联接件不太厚和两边都有足够装配空间的场合。

螺钉联接

将螺钉直接旋入被联接件之一的螺纹孔中，不用螺母。适用于被联接件之一较厚且不需要经常装拆的场合。

在装配时，对螺纹联接施加预紧力，使其达到一定的预紧状态。预紧可以提高联接的刚度、紧密性和防松能力。

采取一定措施防止螺纹联接在振动或冲击载荷作用下自行松脱。常见的防松方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。

防松

预紧

考虑螺纹联接在预紧力作用下，由于材料蠕变等原因导致预紧力松弛的情况，进行松弛强度计算。

松弛强度计算

疲劳强度计算

静强度计算

考虑螺纹联接在交变载荷作用下发生疲劳破坏的情况，进行疲劳强度计算。

考虑螺纹联接在静载荷作用下发生塑性变形或断裂的情况，进行静强度计算。

03

02

01

03

键联接

平键联接

两侧面为工作面，结构简单，装拆方便，对中性好，适合高速、承受变载和冲击载荷的场合。

半圆键联接

以半圆的侧面为工作面，轴上键槽用铣刀铣出，轮毂键槽用插刀插出，对中性较差，常用于载荷不大的场合。

楔键联接

以楔形的上下两面为工作面，靠键的上下两面的楔紧作用传递转矩，能轴向固定零件和承受单向轴向力，但楔键的斜面在轴和轮毂上会引起偏心，因此多用于载荷平稳和低速的场合。

选用原则

01

根据使用要求和工作条件选择键的类型和尺寸。

设计步骤

02

确定键联接的类型和尺寸；选择键的材料和热处理方式；确定键的工作长度；进行必要的强度校核。

注意事项

03

避免在轴和轮毂上开槽过深，以免削弱零件的强度和刚度；注意键槽的加工精度和表面粗糙度对键联接性能的影响；对于重要的键联接，应进行必要的静载和动载试验，以确保其安全可靠。

04

花键联接

考虑花键齿面间的挤压应力，需计算花键齿面的挤压强度。

挤压强度计算

对于较薄的花键齿，需考虑剪切应力，计算花键齿的剪切强度。

剪切强度计算

当花键联接承受弯曲载荷时，需计算花键齿的弯曲强度。

弯曲强度计算

选用原则

根据传递的转矩、定心精度、轴向位移和振动等因素选用合适的花键类型。

05

销联接

圆柱销、圆锥销、开口销、槽销等。

类型

销联接主要用于固定零件之间的相对位置，可承受不大的载荷，具有结构简单、工作可靠、装拆方便等特点。

特点

根据销的剪切面积和许用剪切应力计算销的剪切强度。

剪切强度计算

根据销孔壁的挤压面积和许用挤压应力计算销的挤压强度。

挤压强度计算

对于承受弯曲载荷的销，需进行弯曲强度计算。

弯曲强度计算

根据联接要求和使用条件选择合适的销类型、材料和尺寸。

选用

确定销孔的位置和尺寸，考虑装拆方便和定位精度要求，进行适当的结构设计和优化。同时，需注意防止松动和脱落等问题，确保联接的可靠性和安全性。

设计

06

过盈联接

1

2

3

依靠包容件（孔）和被包容件（轴）的径向过盈实现的联接，结构简单、