[工學(xué)]第十章聯(lián)接g機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(參考版)
2025-03-25 02:28本頁(yè)面
【正文】 放大俯視圖 學(xué)習(xí)要求： 了解各種聯(lián)接的主要類型、結(jié)構(gòu)和性能； 掌握螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接的失效形式和強(qiáng)度計(jì)算； 重點(diǎn)： 1 螺旋副的受力分析、效率和自鎖； 2 受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接的分析和計(jì)算； 3 平鍵聯(lián)接 的選用和校核。 167。適用于定心精度要求高、載荷大或 經(jīng)?；频穆?lián)接。 三、花鍵聯(lián)結(jié) 軸和輪轂周向均布多個(gè)鍵齒構(gòu)成的聯(lián)結(jié)，承載能 力強(qiáng)，定心及導(dǎo)向性能強(qiáng)。 強(qiáng)度校核： 根據(jù)擠壓強(qiáng)度計(jì)算式進(jìn)行。 校核中： 許用應(yīng)力根據(jù)鍵、軸、輪轂中，材料較弱的代入計(jì)算， l為鍵的工作長(zhǎng)度 。 設(shè)計(jì)平鍵時(shí)： 根據(jù)軸徑從標(biāo)準(zhǔn)中查取鍵的截面尺寸，鍵的長(zhǎng)度參照輪轂長(zhǎng)度從標(biāo)準(zhǔn)中選取。 根據(jù)工作要求先確定鍵的種類，然后按照軸的直徑從標(biāo)準(zhǔn)中查得鍵的結(jié)構(gòu)尺寸?！?130186。 切向鍵由一對(duì)楔鍵組成，窄面是工作面。 fFa Fa fFa Fa 由于軸與輪轂產(chǎn)生偏心，僅適用于定心精度不高、載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。 鍵的上表面是斜面，將鍵打入后，有很大的預(yù)緊力，迫使軸與輪轂產(chǎn)生偏心。 能在鍵槽中擺動(dòng)，開(kāi)較深的鍵槽，對(duì)鍵的強(qiáng)度有所裝配方便，但需削弱，只適用于輕載聯(lián)結(jié)，一般用于錐形軸端 。 作用： 實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向移動(dòng)，構(gòu)成 動(dòng)聯(lián)接 。 用盤形銑刀加工，軸的應(yīng)力集中較小。 半圓鍵 聯(lián)接 楔鍵 聯(lián)接和 切向鍵 聯(lián)接 普通平鍵的端部有 A型（圓頭）、 B型（方頭）和 C型（單圓頭）三種。 1011 鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接 二、平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 三、花鍵聯(lián)接 一、鍵聯(lián)接的類型： 鍵： 平鍵聯(lián)接 （ 1）主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩； （ 2）有些鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)； 是標(biāo)準(zhǔn)件，分為平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵 平鍵 : 分為 普通平鍵 和 導(dǎo)向平鍵 兩種。 108 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施 下面說(shuō)明影響螺栓強(qiáng)度的因素和提高強(qiáng)度的措施。 107 螺栓的材料和許用應(yīng)力 二、螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力 三、緊螺栓聯(lián)接的安全系數(shù) 一般用途：碳素鋼； 重要聯(lián)接：合金鋼 許用應(yīng)力：見(jiàn)表 106 安全系數(shù)：見(jiàn)表 107 螺栓聯(lián)接承受軸向變載荷時(shí)，螺栓的損壞多為螺栓桿部分的疲勞斷裂，通常發(fā)生在應(yīng)力集中較嚴(yán)重的地方，如：螺栓頭部、螺紋收尾部和螺母支撐平面所在處的螺紋。 螺栓的相對(duì)剛度系數(shù)與螺栓及被聯(lián)接件的材料、尺寸和結(jié)構(gòu)有關(guān)，其值在 0~1變化，可按表 105查取。 受變載荷螺栓的計(jì)算也按 總拉伸載荷 Fa進(jìn)行， 帶入強(qiáng)度計(jì)算式， 不同的是許用應(yīng)力應(yīng)按表 10— 6 和 10— 7選取 。 對(duì)重要的有緊密性要求的聯(lián)接， FR =(~) FE。 F0 F0 F0 F0 Fa Fa δb0+ ?δ ?δ δc0—?δ FE FR FR FE Fa Fa 凸緣 → PP ??變形縮小 Δ ? 拉力增加 — P?變形增加 Δ ? 繼續(xù)拉長(zhǎng) — 壓力減小 — 合成受力變形圖 從圖線可看出，螺栓受工作載荷 F時(shí)， 螺栓總載荷 ： ERa FFF ??FR— 殘余預(yù)緊力 為保證聯(lián)接的緊密性（即結(jié)合面不出現(xiàn)間隙）： 殘余預(yù)緊力 FR必須大于零； 對(duì) FE沒(méi)有變化時(shí)， FR =(~) FE。 螺桿與孔間緊密配合 ，無(wú)間隙 ， 由光桿直接承受擠壓和剪切來(lái)傳遞外載荷 F進(jìn)行工作 F F δ d0 補(bǔ)充： 鉸制孔螺栓聯(lián)接強(qiáng)度 螺栓的剪切強(qiáng)度條件為： ][4π 20?? ??dmF m —— 螺栓剪切面數(shù) [τ] —— 螺栓許用剪應(yīng)力， MPa m 特點(diǎn)： 螺栓與孔壁接觸表面的擠壓強(qiáng)度條件為： 鉸制孔螺栓能承受較大的橫向載荷 ， 但被加工件孔壁加工精度較高 ， 成本較高 ][0pp dF ??? ??F F δ d0 F —— 橫向載荷（ N） d0 —— 螺栓剪切面直徑（ mm） δ —— 螺栓桿與被聯(lián)接件孔壁間 接觸受壓的最小軸向長(zhǎng)度（ mm） 受軸向工作載荷的緊螺栓強(qiáng)度： 工作特點(diǎn)： 工作前擰緊，有預(yù)緊力 F0 工作后加上工作載荷 FE 工作前、工作中螺栓所受總載荷發(fā)生變化 下面以氣缸為例進(jìn)行分析： 右圖所示的缸體中， 設(shè)流體壓強(qiáng)為 p，螺栓 數(shù)為 z，則缸體周圍每 個(gè)螺栓平均承受的軸 向工作載荷為： FE FE zDpEF 42??? 在受軸向工作載荷的螺栓中，螺栓實(shí)際承受的總拉伸載荷 Fa并不等于預(yù)緊力 F0與軸向工作載荷FE之和。 預(yù)緊力 F0→ 產(chǎn)生拉伸應(yīng)力 σ： 螺紋摩擦力矩 T1→ 產(chǎn)生剪應(yīng)力 τ ?? ~10 ?，取對(duì)于 MM4)(2162)(16 2112312311dFtgddddtgFdT aa???????? ???????????????)(332222?????e 拉、扭聯(lián)合作用時(shí)， 根據(jù)材料力學(xué)的第四強(qiáng)度理論，其當(dāng)量應(yīng)力為： ∴ 螺栓螺紋部分的強(qiáng)度條件為： 4/π 21dF a??M P adF ae ][4/ 21???? ???受橫向工作載荷的螺栓強(qiáng)度 桿孔間有間隙 ， 為保證聯(lián)接可靠即被連接件之間不產(chǎn)生相對(duì)滑移 ， 應(yīng)滿足的條件為： 使接合面摩擦力大于工作載荷 F 摩擦力： f Fa F C ≥ 特點(diǎn)： m — 接合面數(shù)目 f — 摩擦系數(shù) （ ~） C — 可靠性系數(shù)（ ~） F0 — 預(yù)緊力 m mfCFFFa ?? 0螺栓預(yù)緊力為： 分析： 當(dāng) f=,C=,m=1時(shí) ,F0 8F， 這說(shuō)明螺栓聯(lián)接靠摩
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