机械设计基础第十章连接
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机械设计基础联结
一、改善螺纹牙间受力分配 螺栓受拉，p↑
1、机理
工作时，
螺母受压，p↓
两者产生螺距差
第一圈：Δp最大，受力最大 第8~10圈后几乎不受力
各圈受载不均
∴ 采用加高螺母不能
提高联接强度。
2、办法
采用受拉螺母（变形一致） —— 减小螺栓螺母螺距变化差
二、减小附加弯曲应力 弯曲应力 螺纹牙根 ——————→ 断裂 引起附加弯曲应力因素： 螺纹孔不正、被联件表面不平、发生变形等。
或
式中：
d1 4 1.3Fa / [ ]
F—— 轴向力 a
N
d1 —— 螺纹小径 mm [σ] —— 螺纹材料的许用应力 MPa
上式说明紧螺栓联接可按纯拉伸强度计算，但需将拉 伸应力增大30%，以考虑扭剪应力的影响。
1、受横向工作载荷的螺栓联结
若结合面的摩擦力足够大， 则被联结面之间不会发生相 对滑动，因此螺栓所需的轴 向力（预紧力）应为
3、按拆开时是否损坏零件分 可拆联接：如螺纹联接（最广泛的可拆联接）。 不可拆联接：如焊接、铆接等。
10-1
1、螺纹的主要参数
① 直径
螺纹参数
大径d：公称直径。M20→d=20mm 小径d1：螺纹的最小直径。 中径d2：齿厚=齿槽宽处直径，几何计 算用。 一般取：d2=(d+d1)/2
② 线数n：n=1时用于联接；n＞1时用于传动；
两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。
二、 螺纹紧固件
10-5 螺纹联接的预紧和防松
一、
螺纹联接的预紧
拧紧螺母 预紧力Fa
受载之前
↑联接刚度
预紧
↑防松能力 ↑紧密性
１、预紧力过大，会使整个联接的结构尺寸增大；也会使联接
1、机理
工作时，
螺母受压，p↓
两者产生螺距差
第一圈：Δp最大，受力最大 第8~10圈后几乎不受力
各圈受载不均
∴ 采用加高螺母不能
提高联接强度。
2、办法
采用受拉螺母（变形一致） —— 减小螺栓螺母螺距变化差
二、减小附加弯曲应力 弯曲应力 螺纹牙根 ——————→ 断裂 引起附加弯曲应力因素： 螺纹孔不正、被联件表面不平、发生变形等。
或
式中：
d1 4 1.3Fa / [ ]
F—— 轴向力 a
N
d1 —— 螺纹小径 mm [σ] —— 螺纹材料的许用应力 MPa
上式说明紧螺栓联接可按纯拉伸强度计算，但需将拉 伸应力增大30%，以考虑扭剪应力的影响。
1、受横向工作载荷的螺栓联结
若结合面的摩擦力足够大， 则被联结面之间不会发生相 对滑动，因此螺栓所需的轴 向力（预紧力）应为
3、按拆开时是否损坏零件分 可拆联接：如螺纹联接（最广泛的可拆联接）。 不可拆联接：如焊接、铆接等。
10-1
1、螺纹的主要参数
① 直径
螺纹参数
大径d：公称直径。M20→d=20mm 小径d1：螺纹的最小直径。 中径d2：齿厚=齿槽宽处直径，几何计 算用。 一般取：d2=(d+d1)/2
② 线数n：n=1时用于联接；n＞1时用于传动；
两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。
二、 螺纹紧固件
10-5 螺纹联接的预紧和防松
一、
螺纹联接的预紧
拧紧螺母 预紧力Fa
受载之前
↑联接刚度
预紧
↑防松能力 ↑紧密性
１、预紧力过大，会使整个联接的结构尺寸增大；也会使联接
机械设计基础键连接设计第十章
式中： k h 2
l L b （圆头平键）
l L （平头平键）
l L b （单圆头平键） 2
[p]、[p]为许用应力与许用压力
当强度不足时，可适当增加键性，在强度校核中可按1.5个键计算。
例题
花键联接
花键联接1
花键联接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成 的联接。其工作面是键齿侧。
一、型面联接
无键联接
型面联接
型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合
以传递运动和转矩的可拆联接，它是无键联接的一种型式。
由于型面联接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接
的应用。
在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑
出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应
10.1 键联接 10.2 花键联接 10.3 销联接 10.4 无键联接
思考题
一、键联接的分类、结构型式及应用
1．平键联接
平键的两侧面是工作面，上表面
与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，
键的上、下表面为非工作面。工作时
靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，
故定心性较好。
根据用途，平键又可分为
普通平键
导向平键 滑键
详细说明
键联接
键联接1
普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静联接。 导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动联接。 普通平键应用极为广泛。 轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可用插削或拉削。
2．半圆键联接
键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的
键槽中绕其圆心摆动， 以适应轮毂上键槽的斜度，
对于导向平键联接和滑键联接，其主要失效形式是工作面的过度磨损， 通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。
l L b （圆头平键）
l L （平头平键）
l L b （单圆头平键） 2
[p]、[p]为许用应力与许用压力
当强度不足时，可适当增加键性，在强度校核中可按1.5个键计算。
例题
花键联接
花键联接1
花键联接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成 的联接。其工作面是键齿侧。
一、型面联接
无键联接
型面联接
型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合
以传递运动和转矩的可拆联接，它是无键联接的一种型式。
由于型面联接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接
的应用。
在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑
出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应
10.1 键联接 10.2 花键联接 10.3 销联接 10.4 无键联接
思考题
一、键联接的分类、结构型式及应用
1．平键联接
平键的两侧面是工作面，上表面
与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，
键的上、下表面为非工作面。工作时
靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，
故定心性较好。
根据用途，平键又可分为
普通平键
导向平键 滑键
详细说明
键联接
键联接1
普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静联接。 导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动联接。 普通平键应用极为广泛。 轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可用插削或拉削。
2．半圆键联接
键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的
键槽中绕其圆心摆动， 以适应轮毂上键槽的斜度，
对于导向平键联接和滑键联接，其主要失效形式是工作面的过度磨损， 通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。
机械基础第十章连接.
机械设计基础——过盈连接的倒角
液压拆装的圆锥面过盈连接
p 靠螺母压紧的圆锥面过盈连接
机械设计基础——联接
过盈连接的装配要求
❖ 配合表面应具有良好的表面粗糙度，零件经加 热或冷却后要将配合面擦净。
❖ 压合前，配合表面处理干净并涂以润滑油，以 免装配中擦伤配合面。
❖ 压入过程应连续，不宜过快；压入速度一般为 2～4mm/s（不宜超过10mm/s），并应准确控 制压入行程。
② 渐开线花键 定心方式为齿形定心，当齿 受载时，齿上的径向力能自 动定心，有利于各齿均载， 应用广泛，优先采用
三角形花键——齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。适 于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联 接应用较少
df
机械设计基础——联接
二、花键联接的设计计算
设计：选花键类型→按轴径定花键尺寸→验算联接强度
❖ 压合时，应始终保持轴和孔同轴线，不许偏斜 ；应经常用角尺检查校正。
❖ 对于细长的薄壁件，更要细心检查其过盈量和 形状偏差，装配时尽可能垂直压入，以防变形 。
机械设计基础——联接
过盈连接的装配方法
❖ 压入配合法 可用手锤加垫块敲击压入，也可采用 各类压力机压入。
❖ 热胀配合法 又称红套，是利用金属材料热胀冷缩 的物理特性，在套与轴有一定过盈时，将套加热， 使孔胀大，然后将轴装入胀大的孔中，待冷却后， 轴与套孔就获得了传递轴向力、扭矩或轴向力与扭 矩同时作用的结合体。
粗牙：常用 细牙：螺距小，自锁 性能更好。常用于承 受冲击、振动及变载 荷、或空心、薄壁零 件上及微调装置中。
细牙缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。
机械设计基础——联接
2) 矩形螺纹
特点：牙形为正方形，=0，
机械设计基础 第十章 联接
§10—4 螺纹联接的基本类型及 螺纹紧固件
一、螺纹联结基本类型 二、螺纹紧固件
一、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接 a) 普通螺栓联接：
被连接件通孔不带螺纹，被联接件不太厚， 装拆方便。螺杆带钉头，螺杆穿过通孔与螺母配合 使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消 失，结构简单，可多次装拆，应用较广。
牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替。
梯形螺纹特点： =2=30。比矩形螺纹效率略低。 牙根强度高，易于对中，易于制造，剖分螺母 可消除间隙，在螺旋传动中有广泛应用。
有粗牙普通螺纹M10和M68，请说明在静载 荷下这两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数f = 0.1~0.15） 查得： 解： 1、首先求螺纹升角λ 。
粗牙螺纹
细牙螺纹
2、管螺纹 特点：用于管件连接的三角螺纹，=55,螺纹面间 没有间隙，密封性好，适用于压强在1.6MPa以下的 连接。管螺纹广泛用于水、汽、油管路联接中。
管螺纹除普通细牙螺纹外，还有60º 55º 、 的圆柱 管螺纹和60º 55º 、 的圆锥管螺纹。 管螺纹公称直径是管子的公称通径。
L=nP(n=2) L=nP(n=2) L=nP(n=2)
dd d dd 2 2 d2 dd 1 1 d1
P P P
d 1 1 d 1 d d 2 2 d 2 d d d d
hh h
LL L
4）螺 距 P — 相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应 两点间的轴向距离。 5）导程（S）— 同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面 的母线上的对应两点间的轴向距离。 6）线数n —螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。 螺距、导程、线数之间关系：S=nP
M10螺纹： 螺距P=1.5mm，中径d2=9.026mm； M68螺纹： 螺距P=6mm， 中径d2=64.103mm。 M10螺纹升角：
机械设计基础第10章连接(键、花键-六)
第10章 连 接
§10－1 螺纹 §10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §10－3 机械制造常用螺纹（略） §10－4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 §10－5 螺纹连接的预紧与防松
§10－6 螺栓连接的强度计算 §10－7 螺栓的材料和许用应力 §10－8 提高螺栓连接强度的措施 §10－9 螺旋传动 （略） §10－10 滚动螺旋简介（略） §10－11 键连接和花键连接
在重型机械中常采用切向键 ——一对楔键组成。
窄面 工作面
d 潘存云教授研制
斜度1：100
装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生 的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要 两对切向键分布成120~130 ˚ 。
二、平键联接的强度校核 1. 类型的选择 应根据各种平键的特点及具体应用情况来选择。 考虑：扭矩大小、对中性要求、轴上位置等情况。 2 . 尺寸的选择 键是一种标准件，主要尺寸：长L、宽b、高h b×h____按轴的直径由标准选取。表10－9 P156 L_____参照轮毂宽度B从标准中选取 一般： L=B－(5～10) mm 3. 材料的选择 键的材料常用45钢：σB≥ 600 MPa的碳素钢
MPa
表10-11 花键连接的许用挤压应力[σp ]和许用压强[p ]
连接工作方式
工作条件
[σp ] 或[p ] 齿面未经热处理 齿面经热处理
不良
35~50
40~70
静连接[σp ]
中等 良好
潘6存0云~教1授0研0制 80~120
100~140 120~200
动连接[p ] (空载下移动)
动连接[p ] (在载荷下移动)
二、平键联接的强度校核
1. 类型的选择 2 . 尺寸的选择 3. 材料的选择
§10－1 螺纹 §10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §10－3 机械制造常用螺纹（略） §10－4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 §10－5 螺纹连接的预紧与防松
§10－6 螺栓连接的强度计算 §10－7 螺栓的材料和许用应力 §10－8 提高螺栓连接强度的措施 §10－9 螺旋传动 （略） §10－10 滚动螺旋简介（略） §10－11 键连接和花键连接
在重型机械中常采用切向键 ——一对楔键组成。
窄面 工作面
d 潘存云教授研制
斜度1：100
装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生 的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要 两对切向键分布成120~130 ˚ 。
二、平键联接的强度校核 1. 类型的选择 应根据各种平键的特点及具体应用情况来选择。 考虑：扭矩大小、对中性要求、轴上位置等情况。 2 . 尺寸的选择 键是一种标准件，主要尺寸：长L、宽b、高h b×h____按轴的直径由标准选取。表10－9 P156 L_____参照轮毂宽度B从标准中选取 一般： L=B－(5～10) mm 3. 材料的选择 键的材料常用45钢：σB≥ 600 MPa的碳素钢
MPa
表10-11 花键连接的许用挤压应力[σp ]和许用压强[p ]
连接工作方式
工作条件
[σp ] 或[p ] 齿面未经热处理 齿面经热处理
不良
35~50
40~70
静连接[σp ]
中等 良好
潘6存0云~教1授0研0制 80~120
100~140 120~200
动连接[p ] (空载下移动)
动连接[p ] (在载荷下移动)
二、平键联接的强度校核
1. 类型的选择 2 . 尺寸的选择 3. 材料的选择
机械设计基础课件第十章 联 接
第五节 螺纹联接的预紧和防松
解 1、求当量摩擦系数和摩擦角
2、求螺纹升角ψ 由表10-1查M12螺纹，P=1.75mm，d2=10.863mm， d1=10.106mm
第五节 螺纹联接的预紧和防松
3、求螺杆总拉力（预紧力）Fa
4、求拧紧力矩
第六节 螺栓联接的强度计算
螺栓的主要失效形式有：⑴螺栓 杆拉断；⑵螺纹的压溃和剪断； ⑶经常装拆时会因磨损而发生滑 扣现象。 一、松螺栓联接 松螺栓联接装配时不需要拧紧， 承载前不受力，工作时只受轴向 静载荷（拉应力破坏）。其强度 条件： 许用应力，MPa
第五节 螺纹联接的预紧和防松
第五节 螺纹联接的预紧和防松
第五节 螺纹联接的预紧和防松
例10-2 已知M12螺栓用碳素钢制成，螺纹间的摩擦 系数f=0.10，螺母与支撑面间的摩擦系数fc=0.15， 螺母支撑面外径dw=16.6mm，螺栓孔直径d0=13mm， 欲使螺母拧紧后螺杆的拉应力达到材料屈服极的 50%，求施加的拧紧力矩，并验算其能否自锁。
例10-1 试计算粗牙普通螺纹M10和M30的螺旋升 角，并说明在静载荷下这两种螺纹能否自锁（已知 摩擦系数f=0.1~0.15）。 解 (1)螺旋升角 由表10-1查得M10的螺距 P=1.5mm，中径d2=9.026mm；M30的螺距 P=3.5mm，d2=27.727mm。 对于M10
对于M30
第六节 螺栓联接的强度计算
2、受轴向工作载荷的螺栓强度 在图10-21所示的压力容器端盖 螺栓联接中，设压力容器内压为 p，z个相同直径的螺栓均布在直 径为D0的圆周上，每个螺栓平均 承受的轴向工作载荷
在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受的总 拉伸载荷Fa并不等于预紧力F0与FE之和。
机械设计基础_第十章_连接
普通平键连接属于静连接
（2）导向平键连接
导向平键连接属于动连接
返回
2 半圆键连接
特点：键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底
面间有间隙。但键槽较深，应力集中较大，对轴 的强度削弱较大，适于轻载、锥形轴端的连接。
半圆键实例
3 楔键连接
特点：楔键的上下面分别与毂和轴上的键槽的
底面贴合，为工作面，靠摩擦力传递转矩。
粗牙：常用 细牙：自锁性能更好。 常用于承受冲击、振 动及变载荷、或空心、 薄壁零件上及微调装 置中。
细牙缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。
2) 矩形螺纹
特点：牙形为正方形，=0，
所以效率高，用于传动。
3) 梯形螺纹
特点： =2=30。比矩形
螺纹效率略低，在螺旋传动 中有广泛应用。
4) 锯齿形螺纹
楔键连接
1. 平键连接
特点：平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽
底面间有间隙，定心性好。
类型：常用的平键有普通平键和导向平键。
（1）普通平键
1、类型：A型（圆头)、B型（方头）、C型（单圆头）。 2、轴上键槽加工方法：指状铣刀（A、C型）或盘铣
刀（B型）。
3、毂上键槽加工方法：插削或拉削。
普通楔键和钩头楔键
平键的选用和强度校核 1 平键的选用 （1）键的尺寸选择
断面尺寸 b×h： 根据轴径 d 查标准确定。 键长 L：应略短于轮毂的宽度，并符合标准尺寸系列。
附：键的长度系列：
10 12 14 16 18 20 22 25 32 36 40 45 50 63 70 80 90 100 110 125 140 160 …..
0.16~0.25 0.25~0.4 0.4~0.6
（2）导向平键连接
导向平键连接属于动连接
返回
2 半圆键连接
特点：键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底
面间有间隙。但键槽较深，应力集中较大，对轴 的强度削弱较大，适于轻载、锥形轴端的连接。
半圆键实例
3 楔键连接
特点：楔键的上下面分别与毂和轴上的键槽的
底面贴合，为工作面，靠摩擦力传递转矩。
粗牙：常用 细牙：自锁性能更好。 常用于承受冲击、振 动及变载荷、或空心、 薄壁零件上及微调装 置中。
细牙缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。
2) 矩形螺纹
特点：牙形为正方形，=0，
所以效率高，用于传动。
3) 梯形螺纹
特点： =2=30。比矩形
螺纹效率略低，在螺旋传动 中有广泛应用。
4) 锯齿形螺纹
楔键连接
1. 平键连接
特点：平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽
底面间有间隙，定心性好。
类型：常用的平键有普通平键和导向平键。
（1）普通平键
1、类型：A型（圆头)、B型（方头）、C型（单圆头）。 2、轴上键槽加工方法：指状铣刀（A、C型）或盘铣
刀（B型）。
3、毂上键槽加工方法：插削或拉削。
普通楔键和钩头楔键
平键的选用和强度校核 1 平键的选用 （1）键的尺寸选择
断面尺寸 b×h： 根据轴径 d 查标准确定。 键长 L：应略短于轮毂的宽度，并符合标准尺寸系列。
附：键的长度系列：
10 12 14 16 18 20 22 25 32 36 40 45 50 63 70 80 90 100 110 125 140 160 …..
0.16~0.25 0.25~0.4 0.4~0.6
2024《机械设计基础》第十章联接
contents •联接概述与分类•螺纹联接与紧固件•键和花键联接技术•销、铆和焊接等其他联接方式•弹性环联接与过盈配合•新型联接技术发展趋势目录01联接概述与分类联接定义及功能联接定义功能作用常见联接类型介绍01020304螺纹联接键联接销联接过盈联接选择适当联接方法根据使用要求选择根据机械系统的使用要求，如传递的扭矩、定位精度等，选择适当的联接方法。
考虑制造与装配在选择联接方法时，需要考虑零部件的制造精度和装配工艺性。
经济性分析在满足使用要求的前提下，应选择成本较低的联接方法。
强度校核精度控制定期检查与维护避免过度紧固设计与应用注意事项02螺纹联接与紧固件螺纹基本知识与参数螺纹的主要参数螺纹的形成和分类包括大径、小径、中径、螺距、导程、牙型角、螺纹升角等，这些参数决定了螺纹的基本尺寸和形状。
螺纹的旋向与配合螺纹紧固件类型及特点螺栓螺柱螺钉紧定螺钉螺纹联接预紧与防松措施预紧的目的预紧力的控制防松措施强度计算及优化方法强度计算准则01应力分析02优化方法0303键和花键联接技术键联接基本概念及分类键联接定义键的分类平键、半圆键、楔键、切向键等，根据截面形状、工作原理和应用场景不同而区分。
平键、半圆键和楔键特点比较平键特点半圆键特点楔键特点花键联接原理及应用场景花键联接原理应用场景强度校核与失效分析强度校核根据键联接的受力情况和材料力学性质，对键联接进行强度计算和校核，以确保其安全可靠地工作。
失效分析键联接常见的失效形式有压溃、磨损和剪切破坏等。
通过对失效原因的分析，可以提出相应的改进措施，提高键联接的承载能力和使用寿命。
04销、铆和焊接等其他联接方式销及其应用场景介绍销的基本概念和分类01销的应用场景02销的选用原则03铆接原理、分类及操作要点铆接原理铆接是利用铆钉将两个或多个零件联接在一起的方法，通过铆钉的塑性变形或断裂来实现零件的联接。
铆接分类根据铆接方式的不同，可分为普通铆接、密封铆接、干涉铆接等。
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三、螺纹连接的基本类型
1、螺栓连接
普通螺栓连接
铰制孔用螺栓连接
2、双头螺柱连接
3、螺钉连接
4、紧定螺钉连接
四、螺纹连接的预紧和防松 1. 螺纹连接的预紧力和预紧力矩
T T1 T2
T --拧紧螺母
所 需的拧 紧力矩
T1 --克服螺纹 副间的摩擦 力矩
T2 --克服螺母 环形面与被 连接件的摩 擦力矩
轴的直径
d
自 6~8 〉8~10 〉10~12 〉12~17 〉17~22 〉22~30 〉30~38 〉38~44 〉44~50
〉50~58 〉58~65
〉65~75
bh
22 33 44 55
66 87 10 8 12 8 14 9
16 10 18 11
20 12
键的尺寸
键槽
C或r
L
t
t1 半径r
细牙螺纹与粗牙螺纹的比较
粗牙：常用 细牙：自锁性能更好。 常用于承受冲击、振 动及变载荷、或空心、 薄壁零件上及微调装 置中。
细牙缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。
2) 矩形螺纹
特点：牙形为正方形，=0，
所以效率高，用于传动。
3) 梯形螺纹
特点： =2=30。比矩形
螺纹效率略低，在螺旋传动 中有广泛应用。
45~180 6.5 4.3 50~200 7.0 4.4
56~220 7.5 4.9
（2）平键的主要失效形式 1.普通平键：压溃---按挤压强度计算 2.导向平键: 工作面的磨损---导向平键的主要失效形式 3.极个别情况会出现键被剪断
2) 止动垫圈
3) 串联钢丝
（3）破坏螺纹副法 1) 粘结法
2) 冲点法
五、螺栓连接的强度计算
1. 松螺栓连接的强度计算
强度条件
F A
4F
d12 ≤
设计公式
d1≥
4F
2. 只受预紧力作用的螺栓连接
螺栓最危险的截面上受拉应力和扭转剪应力的复 合作用
强度条件 设计公式
，--牙型角，牙侧角 h--螺纹接触高度
arctan( s ) arctan( np )
d2
d2
二、 螺纹的类型、特点和应用
1、根据螺纹在螺杆轴向剖面上的形状不 同 1) 普通螺纹(三角形螺纹)
特点：螺纹的牙型角=2=60。 因牙型角大，所以当量
摩擦因数边=3，非工作 边=30。
它综合了矩形螺纹效率高和 梯形螺纹牙根强度高的优点, 能承受较大的载荷,但只能用 于单向传动。
5) 圆柱管螺纹
特点：用于管件连接的三角螺纹,=55。
2、按照螺旋线的数目不同：单线、双线或多线
3、按螺纹的绕行方向：左旋螺纹、右旋螺纹 4、按在内外圆柱面的分布：内螺纹、外螺纹
特点：平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽
底面间有间隙，定心性好。
类型：常用的平键有普通平键和导向平键。
（1）普通平键
1、类型：A型（圆头)、B型（方头）、C型（单圆头）。 2、轴上键槽加工方法：指状铣刀（A、C型）或盘铣
刀（B型）。
3、毂上键槽加工方法：插削或拉削。
普通平键连接属于静连接
平键的选用和强度校核 1 平键的选用 （1）键的尺寸选择
断面尺寸 b×h： 根据轴径 d 查标准确定。 键长 L：应略短于轮毂的宽度，并符合标准尺寸系列。
附：键的长度系列：
10 12 14 16 18 20 22 25 32 36 40 45 50 63 70 80 90 100 110 125 140 160 …..
F A
41.3F /
d12
≤
d1 ≥
41.3F /
4. 承受横向载荷作用的紧螺栓
fF /m≥ KFR
F/≥
KFR fm
m 1、K 1、f 0.2，则F /≥ 5FR
采用减载装置，用抗剪切零件来承受横向载荷， 螺栓只保证连接，不再承受工作载荷。
3. 轴向载荷作用的紧螺栓连接
力
F'
B B
力力
F 'F '
m
B
变形 m
B
力 F0 F'
m 变形 m O1
AB
B
B
B
m
C m
D O2
m
变形
F0 F F //
一般连接工作载荷稳定时 F // (0.2 ~ 0.6)F 一般连接工作载荷又变化时 F // (0.6 ~ 1.0)F 一般连接工作载荷又变化时 F //≥ F
0.16~0.25 0.25~0.4 0.4~0.6
6~20 1.2 1 6~36 1.8 1.4 0.08~0.16 8~45 2.5 1.8
10~56 3.0 2.3
14~70 3.5 2.8 0.16~0.25 18~90 4.0 3.3 22~110 5.0 3.3 28~140 5.0 3.3 36~160 5.5 3.8 0.25~0.4
连接
数控技术141 徐锋
定义和分类
连接是指连接件和被连接件的组合。
{ { 连接
动连接 静连接
可拆连接 拆连接
不可
静连接:在机器中，把两个零(部)件连接起来使之没 有相对运动的机械连接称为机械静连接,简称连接。
可拆连接:拆开连接时不会损坏连接件或被连接件。
一、螺纹的主要参数
d--螺纹大径 d1--螺纹小径 d2--螺纹中径 n--线数 p--螺距 s--导程 λ--螺纹升角
（2）导向平键连接
导向平键连接属于动连接
返回
2 半圆键连接
特点：键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底
面间有间隙。但键槽较深，应力集中较大，对轴 的强度削弱较大，适于轻载、锥形轴端的连接。
半圆键实例
3 楔键连接
特点：楔键的上下面分别与毂和轴上的键槽的
底面贴合，为工作面，靠摩擦力传递转矩。
普通楔键和钩头楔键
强度条件
F综合 A
4
1.3F0
d12
≤
设计公式
d1 ≥
4 1.3F0
键连接
键连接就是用键来实现轴和轴上零件的周向固定， 来传递轴与毂之间的转矩，有些类型的键还能实现轴 上零件的轴向固定或轴向移动。
键是标准件 键连接的主要类型有
平键连接
半圆键连接
楔键连接
1. 平键连接
对于一般连接，可以不控制预紧力，预紧的程度 靠经验而定，对于重要的螺纹连接应严格控制预 紧力，以保证装配的质量，满足连接的强度和紧 密性。控制预计力较方便的方法是采用定力矩扳 手或测力矩扳手。
2. 螺纹连接的防松
（1）摩擦防松
1) 对顶螺母 2) 弹簧垫圈
3) 锁紧螺母
（2）机械防松 1) 开槽螺母与开口销