第10章聯(lián)接10.1螺紋聯(lián)接10.2軸轂聯(lián)接10.3軸間聯(lián)接10.4彈性聯(lián)接10.5其他常用聯(lián)接1.主要內(nèi)容聯(lián)接在實(shí)際工作中的應(yīng)用，常用聯(lián)接方法的選擇、驗(yàn)算和設(shè)計(jì)。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)提示螺紋聯(lián)接形式的選擇和應(yīng)用，平鍵聯(lián)接的選擇、驗(yàn)算。本章知識(shí)導(dǎo)讀螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件工作的，它可以將若干個(gè)零件聯(lián)接在一起，裝拆方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用廣泛。

10.1螺紋聯(lián)接

螺紋的主要參數(shù)大徑d小徑d1中徑d2螺距P導(dǎo)程S升角l牙型角a牙型1、螺栓聯(lián)接被聯(lián)接件都不切制螺紋，使用不受被聯(lián)接件材料的限制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆便，成本低，應(yīng)用最廣。用于通孔，能從被聯(lián)接件兩邊進(jìn)行裝配的場(chǎng)合

10.1.1螺紋聯(lián)接的類型及應(yīng)用場(chǎng)合

螺栓連接2、雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱的兩端都有螺紋，其一端緊固地旋入被聯(lián)接件之一的螺紋孔內(nèi)，另一端與螺母旋合而將兩被聯(lián)接件聯(lián)接用于不能用螺栓聯(lián)接且又需經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合

雙頭螺柱連接螺釘聯(lián)接

螺釘聯(lián)接不用螺母，而且能有光整的外露表面，應(yīng)用與雙頭螺柱相似，但不宜用于經(jīng)常拆卸的聯(lián)接，以免損壞被聯(lián)接件的螺紋孔雙頭螺柱連接緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接旋入被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，其末端頂住另一被聯(lián)接件的表面或頂入相應(yīng)的坑中，以固定兩個(gè)零件的相互位置，并可傳遞不大的轉(zhuǎn)矩緊釘螺釘連接

常用的標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件有螺栓、螺釘、雙頭螺柱、螺母、墊圈和防松零件等。這些零件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。10.1.2常用標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件螺栓雙頭螺柱螺釘緊定螺釘特殊螺絲、螺母螺母新型螺絲和螺母螺紋緊固件的強(qiáng)度級(jí)別用數(shù)字表示:螺栓用兩個(gè)數(shù)字來表示，小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度極限σBmin的1/100，小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字表示屈服極限與強(qiáng)度極限比值（σSmin/σBmin）的10倍螺母用一位數(shù)字表示，數(shù)字為σBmin/100。例如，螺栓（螺釘、雙頭螺柱）的強(qiáng)度級(jí)別標(biāo)記為4.6，表示抗拉強(qiáng)度極限σBmin=400MPa，屈服極限σSmin=240MPa。螺母的強(qiáng)度級(jí)別標(biāo)記為6，表示抗拉強(qiáng)度極限σBmin=600MPa。螺紋緊固件的強(qiáng)度級(jí)別1.螺紋聯(lián)接的預(yù)緊按螺紋聯(lián)接裝配時(shí)是否擰緊，分為松聯(lián)接和緊聯(lián)接。對(duì)于預(yù)緊力大小的控制，一般螺栓聯(lián)接可憑經(jīng)驗(yàn)控制，重要螺栓聯(lián)接通常要采用測(cè)力矩扳手或定力矩扳手來控制。對(duì)于常用的鋼制M10～M68的粗牙普通螺紋，擰緊力矩T的經(jīng)驗(yàn)公式為T≈0.2F′dT———擰緊力矩，N·mm;F′———預(yù)緊力，N;d———螺紋的公稱直徑，mm。10.1.3螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松2、螺栓聯(lián)接的防松聯(lián)接中常用的單線普通螺紋和管螺紋在沖擊、震動(dòng)或變載荷的作用下容易產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于要防止螺旋副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。常用的防松方法:摩擦防松機(jī)械防松:其他防松彈簧墊圈對(duì)頂螺母自鎖螺母開口銷帶翅墊片止動(dòng)墊片2.螺紋聯(lián)接的防松（1）利用摩擦力防松采用各種結(jié)構(gòu)措施使螺紋副中的摩擦力不隨聯(lián)接的外載荷波動(dòng)而變化，保持較大的防松摩擦阻力矩。①彈簧墊圈防松②雙螺母防松③自鎖螺母防松利用防松零件控制螺紋副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

（2）機(jī)械防松①槽形螺母與開口銷防松②止動(dòng)墊圈防松③串聯(lián)鋼絲防松（3）破壞螺紋副的不可拆防松1.普通螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算10.1.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（1）松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算松螺栓聯(lián)接實(shí)例松螺栓聯(lián)接在工作時(shí)只承受軸向工作載荷F，其強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì)計(jì)算公式分別為（2）緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算①受橫向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接螺栓的強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì)計(jì)算公式分別為②受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接

螺栓的強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì)計(jì)算公式分別為2.鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算鉸制孔用螺栓聯(lián)接的失效形式一般為螺栓桿被剪斷，螺栓桿或孔壁被壓潰。因此，鉸制孔用螺栓聯(lián)接須進(jìn)行剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度計(jì)算。螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為（1）螺栓組的布置應(yīng)盡可能對(duì)稱，以使接合面受力比較均勻，一般都將接合面設(shè)計(jì)成對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀，并應(yīng)使螺栓組的對(duì)稱中心與接合面的形心重合10.1.5螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)10.1.5螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩和轉(zhuǎn)矩時(shí)，還須將螺栓盡可能地布置在靠近接合面邊緣，以減少螺栓中的載荷。10.1.5螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)，應(yīng)取為4、6、8等易于等分的數(shù)目，以便于加工（4）在一般情況下，為了安裝方便，同一組螺栓中不論其受力大小，均采用同樣的材料和規(guī)格尺寸，如螺栓直徑和長(zhǎng)度尺寸等。（5）螺栓布置要有合理的距離。在布置螺栓時(shí)，螺栓中心線與機(jī)體壁之間、螺栓相互之間的距離，要根據(jù)扳手活動(dòng)所需的空間大小來決定10.1.5螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)，應(yīng)取為4、6、8等易于等分的數(shù)目，以便于加工（4）在一般情況下，為了安裝方便，同一組螺栓中不論其受力大小，均采用同樣的材料和規(guī)格尺寸，如螺栓直徑和長(zhǎng)度尺寸等。（6）避免承受附加彎曲應(yīng)力，為了減少加工面，常將支承面做成凸臺(tái)、凹坑。為了適應(yīng)特殊的支承面（傾斜的支承面、球面），可采用斜墊圈、球面墊圈，10.1.5螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)避免附加彎曲應(yīng)力

鍵聯(lián)接主要是用來實(shí)現(xiàn)軸和輪轂（如齒輪、帶輪等）之間的周向固定，并用來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，有些還可以實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)（導(dǎo)向）10.2軸轂聯(lián)接10.2.1鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接分為平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接和楔鍵聯(lián)接等1.平鍵聯(lián)接

（1）普通平鍵聯(lián)接普通平鍵的主要尺寸是鍵寬b、鍵高h(yuǎn)和鍵長(zhǎng)L。端部有圓頭（A型）、平頭（B型）和單圓頭（C型）三種形式A型C型B型表10-7（2）導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接

當(dāng)軸上零件與軸構(gòu)成移動(dòng)副時(shí)，采用導(dǎo)向平鍵聯(lián)接，輪轂可沿鍵做軸向滑移，由于導(dǎo)向平鍵較長(zhǎng)，要用螺釘固定在軸上，鍵中間設(shè)有起鍵螺孔，以便拆卸。當(dāng)軸上零件移動(dòng)距離較大時(shí)，宜采用滑鍵聯(lián)接，但因其鍵過長(zhǎng)，制造、安裝困難。2.半圓鍵聯(lián)接用半圓鍵聯(lián)接時(shí)，軸上鍵槽用半徑與鍵相同的盤狀銑刀銑出，因而鍵在槽中能擺動(dòng)以適應(yīng)輪轂鍵槽的斜度。這種聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)是工藝性較好，缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對(duì)軸的削弱較大，故主要用于輕載荷和錐形軸端的聯(lián)接。3.楔鍵聯(lián)接

楔鍵的上表面和輪轂槽底均有∶100的斜度，鍵楔緊在軸轂之間。楔鍵的上下表面為工作面，依靠壓緊面的擠壓力和摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩及單向軸向力。楔鍵分普通楔鍵和鉤頭楔鍵。1.鍵的選擇（1）鍵的類型選擇選擇鍵的類型應(yīng)考慮以下因素:對(duì)中性的要求;傳遞轉(zhuǎn)矩的大小;輪轂是否需要沿軸向滑移及滑移的距離大小;鍵在軸的中部或端部等。（2）鍵的尺寸選擇在標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)軸的直徑可查出鍵的截面尺寸b×h，鍵的長(zhǎng)度L根據(jù)輪轂的寬度L1確定。10.2.2鍵聯(lián)接的尺寸選擇和強(qiáng)度計(jì)算平鍵的失效鍵表面的擠壓、鍵被剪斷。通常只須按工作面上的擠壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。鍵被剪斷2.平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算平鍵聯(lián)接的受力情況如圖所示。假設(shè)載荷沿鍵的長(zhǎng)度方向是均布的，平鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度條件為

2.平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

輪轂鍵槽深度為t1，軸上鍵槽深度為t，它們的寬度與鍵的寬度相同。鍵聯(lián)接按配合情況分為較松聯(lián)接、一般聯(lián)接和較緊聯(lián)接3.鍵槽尺寸及公差10.2.3花鍵聯(lián)接

花鍵聯(lián)接由軸上加工出的外花鍵和輪轂孔內(nèi)加工出的內(nèi)花鍵組成，工作時(shí)靠鍵齒的側(cè)面互相擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩1.矩形花鍵

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，矩形花鍵聯(lián)接采用小徑定心，這種定心方式可采用熱處理后磨內(nèi)花鍵孔的工藝，提高定心精度，并在單件生產(chǎn)或花鍵孔直徑較大時(shí)避免使用拉刀，以降低制造成本矩形花鍵聯(lián)接2.漸開線花鍵漸開線花鍵聯(lián)接

漸開線花鍵的齒廓為漸開線，工作時(shí)各齒均勻承載，強(qiáng)度高。漸開線花鍵可以用齒輪加工設(shè)備制造，工藝性好，加工精度高，互換性好。因此，漸開線花鍵聯(lián)接常用于傳遞載荷較大、軸徑較大、大批量生產(chǎn)的重要場(chǎng)合花鍵的標(biāo)記為：N（鍵數(shù)）×d（小徑）×D（大徑）×B（鍵槽寬）觀看花鍵的安裝零件1圓錐銷零件210.2.4銷聯(lián)接銷聯(lián)接通常用于固定零、部件之間的相對(duì)位置，即定位銷。定位銷軸軸套圓柱銷也用于軸轂間或其他零件間的聯(lián)接，即聯(lián)接銷聯(lián)接銷可充當(dāng)過載剪斷元件，即安全銷安全銷10.3軸間聯(lián)接

在機(jī)械聯(lián)接中，聯(lián)軸器和離合器都是用來聯(lián)接兩軸，使兩軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩的裝置。所不同的是，聯(lián)軸器只能保持兩軸的接合，而離合器卻可在機(jī)器的工作中隨時(shí)完成兩軸的接合和分離。聯(lián)軸器離合器10.3.1聯(lián)軸器聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造和安裝誤差、受載變形、溫度變化和機(jī)座下沉等原因，可能產(chǎn)生軸線的徑向、軸向、角度或綜合位移因此，要求聯(lián)軸器在傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，還應(yīng)具有一定范圍內(nèi)補(bǔ)償位移、緩沖吸振的能力。1.固定式剛性聯(lián)軸器

剛性聯(lián)軸器對(duì)軸線的位移沒有補(bǔ)償能力，適用于載荷平穩(wěn)、兩軸對(duì)中性好的場(chǎng)合。常用的剛性聯(lián)軸器有套筒聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器等

（1）套筒聯(lián)軸器

套筒聯(lián)軸器是利用套筒和聯(lián)接零件，即鍵或銷，將兩軸聯(lián)接起來（2）凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器由兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器和一組螺栓組成2.可移式剛性聯(lián)軸器（1）十字滑塊聯(lián)軸器

由兩個(gè)在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器1、3和一個(gè)兩端面均帶有凸牙的中間盤2組成，中間盤兩端面的凸牙位于互相垂直的兩個(gè)直徑方向上，并在安裝時(shí)分別嵌入1、3的凹槽中。（2）萬向聯(lián)軸器

萬向聯(lián)軸器是由分別裝在兩軸端的叉形接頭1、3以及與叉頭相聯(lián)的十字軸2組成。機(jī)器工作時(shí)即使夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧鲃?dòng)，但α過大會(huì)使傳動(dòng)效率顯著降低（3）齒式聯(lián)軸器利用內(nèi)外齒嚙合來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)半聯(lián)軸器的聯(lián)接。（1）彈性套柱銷聯(lián)軸器3.彈性聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器利用彈性套的彈性變形來補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。（2）彈性柱銷聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器與彈性套柱銷聯(lián)軸器很相似，僅用彈性柱銷（通常用尼龍制成）將兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)接起來4、聯(lián)軸器的選擇大部分聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)根據(jù)工作條件和使用要求確定聯(lián)軸器的類型，再根據(jù)其所傳遞的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和被連接軸的直徑確定其結(jié)構(gòu)尺寸。TC=K×TK—工作情況系數(shù)TC≤Tmn≤nm選擇型號(hào)時(shí)，應(yīng)滿足下列條件：

10.3.2離合器

離合器按其工作原理可分為牙嵌式、摩擦式和電磁式三類;按控制方式可分為操縱式和自動(dòng)式兩類。操縱式離合器需要借助于人力或動(dòng)力進(jìn)行操縱特點(diǎn)：利用牙齒的嚙合來傳遞轉(zhuǎn)矩，能保證兩軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)；但接合的功能只能在停車或低速時(shí)進(jìn)行。1.牙嵌離合器牙嵌離合器由兩個(gè)端面帶牙的半離合器1、2組成。半離合器通過導(dǎo)向平鍵或花鍵與軸聯(lián)接，中間通過對(duì)中環(huán)使兩軸對(duì)中，滑環(huán)3可操縱離合器的分離或接合利用主、從動(dòng)半離合器摩擦片接觸面間的摩擦力傳遞扭矩。特點(diǎn)：能在不停車或兩軸有較大轉(zhuǎn)速差時(shí)進(jìn)行平穩(wěn)結(jié)合，且可在過載時(shí)因摩擦片間打滑而起到過在保護(hù)作用。2.摩擦離合器

摩擦離合器利用主、從動(dòng)半離合器摩擦片接觸面間的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩。為提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，通常采用多片摩擦片。它能在不停車或兩軸有較大轉(zhuǎn)速差時(shí)進(jìn)行平穩(wěn)接合，且可在過載時(shí)因摩擦片間打滑而起到過載保護(hù)的作用。3.安全離合器端面帶牙的離合器左半2和右半3，靠彈簧1嵌合壓緊以傳遞轉(zhuǎn)矩。當(dāng)從動(dòng)軸4上的載荷過大時(shí)，牙面5上產(chǎn)生的軸向分力將超過彈簧的壓力，而迫使離合器發(fā)生跳躍式的滑動(dòng)，使從動(dòng)軸4自動(dòng)停轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)螺母6可改變彈簧壓力，從而改變離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的大小4.超越離合器超越離合器的星輪1與主動(dòng)軸相聯(lián)，順時(shí)針回轉(zhuǎn)，滾柱3受摩擦力作用滾向狹窄部位被楔緊，帶動(dòng)外環(huán)2隨星輪1同向回轉(zhuǎn)，離合器接合。星輪1逆時(shí)針回轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱3滾向?qū)挸ú课?，外環(huán)2不與星輪1同轉(zhuǎn)，離合器自動(dòng)分離。滾柱一般為3～8個(gè)。彈簧4起均載作用10.3.3制動(dòng)器

制動(dòng)器的主要作用是降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度或迫使機(jī)械停止轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)器多數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)需要選用。

當(dāng)杠桿受FQ作用時(shí)，撓性帶收緊而抱住制動(dòng)輪，靠帶與輪之間的摩擦力來制動(dòng)。1.帶式制動(dòng)器帶式制動(dòng)器2.內(nèi)漲蹄鐵式制動(dòng)器制動(dòng)蹄1上裝有摩擦材料，通過銷軸2與機(jī)架固聯(lián)，制動(dòng)輪3與所要制動(dòng)的軸固聯(lián)10.4彈性聯(lián)接利用彈性零件實(shí)現(xiàn)被聯(lián)接件在有限區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并保持固定聯(lián)系的動(dòng)聯(lián)接，稱為彈性聯(lián)接。機(jī)械設(shè)計(jì)中利用各種類型的彈簧（即彈性零件）來實(shí)現(xiàn)這種聯(lián)接，應(yīng)用非常廣泛10.4.1彈性聯(lián)接的功用和彈簧的類型1.彈性聯(lián)接的功用（1）緩