连接

螺纹连接

参数
- 大径 $d$
- 小径 $d_1$
- 中径d_2
  - 牙型沟槽和突起宽度相等
- 螺距 $P$
- 导程P_h
  - $P_k=nP_h$
- 螺纹升角 $\phi$
- 牙型角 $\alpha$
- 牙侧角 $\beta=\frac{\alpha}{2}$
常见螺纹
- 连接
  - 三角螺纹
    - 自锁性好
- 传动
  - 矩形螺纹
  - 梯形螺纹
  - 齿形螺纹
  - 这些螺纹传动效率高
防松
- 一般螺纹连接能满足自锁条件而不会自动松脱,但在受振动或冲击载荷下,或是温度变化较大时,连接螺母可能会逐渐松动.螺纹松动的主要原因是螺纹副之间相对转动造成的
- 措施
  - 摩擦防松
    - 添加弹簧垫圈
    - 对顶双螺母
    - 自锁螺母
  - 机械防松
    - 槽形螺母
    - 开口销
    - 串联钢丝
  - 破坏螺纹副防松
    - 冲击
    - 热熔胶
拧紧
- 拧紧目的
  - 让螺栓产生预紧力,增强连接的可靠性和紧密性
- 方法
  - 测力扳手
  - 定力扳手
  - 测量伸长量
基本类型
- 螺栓连接
  - 被连接件两端不太厚,又有足够空间安装的场合
- 螺钉连接
  - 经常拆装,其中一个被连接件很厚不能采用螺栓连接的场合
- 双头螺柱连接
  - 其中一个被连接件很厚不能采用螺栓连接,不需要经常拆装的场合
- 紧定螺钉连接
  - 传递的扭矩较小的场合
强度
- 按纯拉伸计算
  - 考虑到扭剪应力,应将拉力增大30%
- 提高强度措施
  - 改善螺纹牙间的载荷分配不均
  - 减小螺栓的应力幅
  - 减小螺栓的应力集中
  - 避免螺栓的附加载荷
  - 采用合理的制造工艺
- 螺母连接不宜大于10圈
  - 螺纹和螺母间的受力变形使各圈受力递减,第一圈最大,到第8圈时几乎不受载,10圈没用
螺栓连接分析
- 受横向载荷
  - 普通螺栓 $fF_0zi\geq K_sF_\sum$ (不滑移条件)
  - 铰制孔用螺栓 $F=\frac{F_\sum}{z}$
- 转矩
- 预紧力
- 倾覆力矩
- 1.3代表的含义
  - 根据第四强度理论,将拉伸应力与扭转应力合成得出的螺栓预紧状态下的计算应力应为1.3 $\sigma$
提高螺纹连接强度的措施
- 降低应力幅
  - 减小螺栓刚度
    - 适当增加螺栓的长度
    - 采用腰状杆螺栓和空心螺栓
    - 在螺母下面安装上弹性元件
  - 增大被连接件刚度
    - 不用垫片
    - 采用刚度较大的垫片
      - 金属垫片或金属密封环
- 改善螺纹牙上载荷分布不均的现象
  - 悬置螺母
    - 螺母的悬合部分全部受拉,其变形性质与螺栓相同,减小螺距的变化差
    - 环槽螺母
      - 使螺母内缘下端局部受拉
- 减小应力集中的影响
  - 提高螺栓和被连接件加工的精度等级
  - 采用球面垫圈,带有腰环或细长的螺栓保证螺栓连接的装配精度
- 采用合理的制造工艺

键,花键

键

作用
- 实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩
类型
- 平键
  - 工作面:两侧
  - 对中性好,不能承受轴向力
  - 两键安装:隔180 $\degree$
  - 失效形式
    - 普通平键:压溃
    - 导向平键:工作表面过度磨损
- 半圆键
  - 工作面:两侧
  - 对中性好,应力集中小,对轴强度削弱大
  - 两键安装:同一母线
- 楔(xie)键
  - 工作面:上下两面
  - 靠键的楔紧力传递转矩,可以承受单向轴向载荷,定心精度差
  - 两键安装:相隔120 $\degree$
- 切向键
  - 工作面:两个相互平行的窄面
  - 两键安装:相隔 $120\degree~130\degree$

花键

工作原理
- 齿侧为工作面,靠齿侧间相互挤压传递转矩
特点
- 承载能力大,受力均匀
- 齿根处应力集中小,对轴的强度削弱小
- 对中性好,导向性好
- 可用磨削提高加工精度及连接质量
- 齿根部仍有应力集中,需要专门的加工设备,成本高
类型
- 矩形花键
  - 小径定心
  - 定心精度高,稳定性好
- 渐开线形花键
  - 齿形定心
  - 受载自动定心,有利于各齿均匀受载