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第11章 连接
基本要求:了解连接的类型和应用;了解螺纹连接的类型和应用;掌握螺旋副的受力分析、效率和自锁,螺纹连接的防松装置;掌握螺纹连接失效形式及强度计算;了解螺旋传动的受力情况及计算要点;了解轴毂连接的类型及应用。
重 点:螺旋副的受力分析、效率和自锁;螺纹连接失效形式及强度计算。
难 点:螺旋副的受力分析,效率和自锁;螺栓连接的计算。
学 时:课堂讲授:8学时。
教学方法:多媒体结合板书。
11.1 连接概述
一部机器通常都是由成百上千个零件所组成的,但这些零件并不是随意罗列在一起的,由于使用、结构、制造、装配、运输等原因,机器中有许多零件需要按照一定的要求和方式它们连接起来,而构成一个整体。
零件的连接方式有多种:被连接件间相互固定、不能作相对运动的称为静连接;能按一定运动形式作相对运动的称为动连接。
通常所谓的连接主要是指静连接。
静连接的分类见表10-1。
——螺纹连接
——键连接
——可拆的连接 ————销连接
——弹性环连接
连接—— ——成形连接
——夹紧连接
——焊接
——不可拆的连接 ————铆接
——粘接
——过盈配合
在这些连接方式中尤其是以螺纹连接应用最为广泛,各种类型的机器设备中都有这种连接方式,如:自行车等。
螺纹连接的主要特点:
1)构造简单,形式繁多;
2)连接可靠,具有良好的自锁性能;
3)装拆方便;
4)能够承受较大的载荷,如起重设备中的连接;
5)容易制造:手工——板牙、丝锥;
机械——车制、碾制、铣制、磨制;
6)价格低廉,选用方便,标准件。
11.2 螺纹的主要参数
11.2.1 螺纹的形成
如图11-1所示,将一倾斜角为ψ的直角三角形绕在直径为d2的圆柱体上,其三角形的斜边,便形成一条螺旋线任取一平面图形,使它沿着螺旋线运动,运动时保持此图形通过圆柱体的轴线,就得到螺纹。
图11-1 螺纹的形成
11.2.2 螺纹的类型和分类
1.按照平面图形的形状:螺纹分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。
2.按照螺旋线的旋向:螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。机械制造中一般采用右旋螺纹,有特殊要求时,才采用左旋螺纹。
3.按照螺旋线的数目:螺纹还分为单线螺纹和多线螺纹,为了制造方便,螺纹的线数一般不超过4。
4.按功能:连接螺纹;传动螺纹,调节螺纹,阻塞螺纹等
5.按标准:公制螺纹,英制螺纹
6.螺纹有内螺纹和外螺纹之分,两者旋合组成螺旋副或称螺纹副。
7.按照母体形状,螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。
11.2.3 螺纹的基本参数
以圆柱螺纹为例,
大径——d、D
中径——d2、D2
小径——d1、D1
线数——n
螺距——P
导程——S S=nP
螺纹升角——ψ
牙型角——α
牙型斜角——β(牙侧角)
工作高度——H
11.3 螺旋副的受力分析、效率和自锁
11.3.1 矩形螺纹
图11-2 螺纹副受力简化
螺旋副在力矩和轴向载荷作用下的相对运动,可看成作用在中径的水平力F推动滑块(重物)沿螺纹运动。如图11-2所示。
1、当滑块沿斜面等速上升时:
由力的平衡条件可知,FR、F和Fa三力组成力多边形,由图可得
作用在螺旋副上的相应驱动力矩
2.当滑块沿斜面等速下滑时
轴向载荷Fa变为驱动力,而F变为维持滑块等速运动所需的平衡力,由力多边形可得
作用在螺旋副上的相应力矩
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