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1、第九章第九章 连接零件连接零件弹簧弹簧螺纹连接螺纹连接联轴器和离合器联轴器和离合器1.1.概念概念第一节第一节 螺纹连接螺纹连接螺纹连接的概念及特点螺纹连接的概念及特点螺纹连接是利用带螺纹的零件构成的一种可拆连接。螺纹连接是利用带螺纹的零件构成的一种可拆连接。2.2.特点特点（1）结构简单、装拆方便；）结构简单、装拆方便；（2）工作可靠、成本低；）工作可靠、成本低；（3）类型多样。）类型多样。1.1.米制螺纹米制螺纹一、连接用螺纹一、连接用螺纹 同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。牙螺纹，其余的统称为细牙

2、螺纹。优点：优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高，升角小、小径大、自锁性好、强度高，缺点：缺点：不耐磨易滑扣。不耐磨易滑扣。应用：应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。Pd粗牙粗牙dP细牙细牙dP细牙细牙（1 1）粗牙螺纹：）粗牙螺纹：粗牙螺纹应用最广。粗牙螺纹应用最广。（2 2）细牙螺纹）细牙螺纹圆圆锥锥管管螺螺纹纹（牙型角（牙型角=55=55）圆圆柱柱管管螺螺纹纹55 d dd d2 2d d1 1P P55 d dd d2 2d d1 1P P22.2.管螺纹管螺纹一、连接用螺纹一、连接用螺纹（1 1）圆柱管螺纹：）圆柱管螺纹：内外螺纹间无径向间

3、隙，连接密封性较好，内外螺纹间无径向间隙，连接密封性较好，常用于水、煤气和润滑油管道。常用于水、煤气和润滑油管道。（2 2）圆锥管螺纹：）圆锥管螺纹：有有1 1：1616的锥度，主要依靠牙的变形来保证的锥度，主要依靠牙的变形来保证连接的密封性。常用于高温高压等密封性要求高的管道连接。连接的密封性。常用于高温高压等密封性要求高的管道连接。常用于被联接件不太厚和便于加工通孔的场合。常用于被联接件不太厚和便于加工通孔的场合。（2 2）铰制孔螺栓连接）铰制孔螺栓连接 1.1.螺栓连接螺栓连接二、螺纹连接的类型二、螺纹连接的类型（1 1）普通螺栓连接）普通螺栓连接 一般用于承受横一般用于承受横向载荷、要

4、求定位精向载荷、要求定位精度高的场合。度高的场合。应用广泛。应用广泛。孔与螺杆之孔与螺杆之间留有间隙间留有间隙 常用于被连接件常用于被连接件之一较厚，难以穿孔之一较厚，难以穿孔并并经常装拆经常装拆的场合。的场合。2.2.双头螺柱连接双头螺柱连接二、螺纹连接的类型二、螺纹连接的类型3.3.螺钉连接螺钉连接 常用于被连接件之常用于被连接件之一较厚，难以穿孔一较厚，难以穿孔不需不需要经常装拆要经常装拆的场合。的场合。4.4.紧定螺钉连接紧定螺钉连接二、螺纹连接的类型二、螺纹连接的类型 用紧定螺钉端部顶住用紧定螺钉端部顶住另一个零件。以固定两个另一个零件。以固定两个零件的相对位置。零件的相对位置。5.

5、5.地脚螺栓连接地脚螺栓连接 用于水泥基础中固用于水泥基础中固定各种机架。定各种机架。6.6.吊环螺钉连接吊环螺钉连接 一般装在机器外壳一般装在机器外壳上，以便于安装、拆卸上，以便于安装、拆卸和运输时起吊。和运输时起吊。地脚螺栓连接地脚螺栓连接吊环螺钉连接吊环螺钉连接紧定螺钉连接紧定螺钉连接普通螺栓分小六角头和标准六角头。普通螺栓分小六角头和标准六角头。铰制孔螺栓铰制孔螺栓普通螺栓普通螺栓1.1.螺栓螺栓三、螺纹连接件三、螺纹连接件A A型（有退刀槽）型（有退刀槽）B B型（无退刀槽）型（无退刀槽）2.2.双头螺柱双头螺柱三、螺纹连接件三、螺纹连接件六角头螺钉六角头螺钉十字槽平头螺钉十字槽平头

6、螺钉十字槽圆头螺钉十字槽圆头螺钉一字头螺钉一字头螺钉3.3.螺钉螺钉三、螺纹连接件三、螺纹连接件4.4.紧定螺钉紧定螺钉三、螺纹连接件三、螺纹连接件六角螺母六角螺母六角螺母六角螺母六角扁螺母六角扁螺母六角厚螺母六角厚螺母圆螺母圆螺母用于尺寸受限制之处。5.5.螺母螺母三、螺纹连接件三、螺纹连接件作用：作用：增加支撑面积以减小压强，避免拧紧螺母擦伤增加支撑面积以减小压强，避免拧紧螺母擦伤表面、防松。表面、防松。平垫圈平垫圈斜垫圈斜垫圈弹簧垫圈弹簧垫圈圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈6.6.垫圈垫圈三、螺纹连接件三、螺纹连接件1.1.在连接接合面上，合理布置螺栓在连接接合面上，合理布置螺栓四、螺纹

7、连接的几个结构问题四、螺纹连接的几个结构问题（1 1）为了便于加工制造、确保接合面受力比较均匀，）为了便于加工制造、确保接合面受力比较均匀，接合面采用轴对称的简单图形，螺栓在接合面上应对称接合面采用轴对称的简单图形，螺栓在接合面上应对称布置。布置。1.1.在连接接合面上，合理布置螺栓在连接接合面上，合理布置螺栓（2 2）为了便于钻孔时在圆周上分度和画线，分布在同）为了便于钻孔时在圆周上分度和画线，分布在同一圆周上的螺栓数应取易于等分的数，如一圆周上的螺栓数应取易于等分的数，如3 3、4 4、6 6、8 8、1212等。等。（3 3）为了避免螺栓受力严重不均匀，对承受横向载荷）为了避免螺栓受力严

8、重不均匀，对承受横向载荷的螺栓连接，沿工作载荷方向上不要成对布置的螺栓连接，沿工作载荷方向上不要成对布置8 8个以上个以上的螺栓。的螺栓。（4 4）为了便于制造，在同一螺栓组中，螺栓材料、直）为了便于制造，在同一螺栓组中，螺栓材料、直径均应相同。径均应相同。四、螺纹连接的几个结构问题四、螺纹连接的几个结构问题2.2.为便于装拆，螺栓与箱壁或螺栓与螺栓间应留足够的扳手空间。为便于装拆，螺栓与箱壁或螺栓与螺栓间应留足够的扳手空间。四、螺纹连接的几个结构问题四、螺纹连接的几个结构问题3.3.为了连接可靠，避免产生附加载荷，螺栓头、螺母与被连为了连接可靠，避免产生附加载荷，螺栓头、螺母与被连接件的接触

9、面应加工平整，并保证螺栓轴线与接触面垂直。接件的接触面应加工平整，并保证螺栓轴线与接触面垂直。1.1.螺栓连接的预紧螺栓连接的预紧五、螺纹连接装配中的几个问题五、螺纹连接装配中的几个问题预紧的概念：预紧的概念：在实际工程中，绝大多数螺纹联接在在实际工程中，绝大多数螺纹联接在装配时都必须拧紧，装配时都必须拧紧，称为预紧。称为预紧。预紧的目的：预紧的目的：为了增强联接的可靠性、紧密性和防为了增强联接的可靠性、紧密性和防松能力。松能力。预紧力的控制：预紧力的控制：一般螺纹一般螺纹联联接凭经验控制预紧力，接凭经验控制预紧力，重要的螺纹重要的螺纹联联接一般通过使用接一般通过使用测力矩扳手测力矩扳手控制预

10、紧力。控制预紧力。拧紧工具测力矩扳手测力矩扳手测力矩扳手测力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手 能保证能保证自锁自锁的条件是：静载荷和工作温度变化的条件是：静载荷和工作温度变化不大的场合。不大的场合。在在冲击、振动或变载荷冲击、振动或变载荷作用下，螺纹副间的摩作用下，螺纹副间的摩擦力可能在瞬间减小或消失。擦力可能在瞬间减小或消失。这种现象多次重复后，会使联接松脱。这种现象多次重复后，会使联接松脱。2.2.螺栓连接的防松螺栓连接的防松五、螺纹连接装配中的几个问题五、螺纹连接装配中的几个问题（1 1）防松的原因）防松的原因摩擦防松：摩擦防松：防松不可靠防松不可靠2.2.螺栓连接的防松螺栓连接的防松（2 2

11、）防松的方法）防松的方法弹簧垫圈防松弹簧垫圈防松对顶螺母防松对顶螺母防松机械防松：机械防松：防松可靠防松可靠（2 2）防松的方法）防松的方法点焊、胶粘、冲点等。点焊、胶粘、冲点等。永久止动：永久止动：防松可靠防松可靠（2 2）防松的方法）防松的方法3.3.双头螺柱旋入端的紧固双头螺柱旋入端的紧固五、螺纹连接装配中的几个问题五、螺纹连接装配中的几个问题 由于双头螺柱没有头部，由于双头螺柱没有头部，无法将旋入端紧固，为此常无法将旋入端紧固，为此常采用采用两螺母对顶两螺母对顶的方法来装的方法来装配双头螺柱。配双头螺柱。4.4.装拆时螺纹连装拆时螺纹连接件转向的判定接件转向的判定右旋右旋左旋左旋两轴轴

12、线的相对位移两轴轴线的相对位移第二节第二节 联轴器和离合器联轴器和离合器一、联轴器一、联轴器轴向位移轴向位移综合位移综合位移角向位移角向位移径向位移径向位移1.1.刚性联轴器刚性联轴器一、联轴器一、联轴器 联轴器按照有无补偿两轴相对位移的能力，分为联轴器按照有无补偿两轴相对位移的能力，分为刚性刚性联轴器联轴器和和挠性联轴器挠性联轴器两种。两种。要求被联接两轴轴线对中性好，对机器安装精度要求高。要求被联接两轴轴线对中性好，对机器安装精度要求高。（1 1）套筒联轴器）套筒联轴器特点：特点：结构简单结构简单,径向尺寸小。径向尺寸小。应用：应用：用于载荷不大、转速不高、工作平稳、要求径向尺寸用于载荷不

13、大、转速不高、工作平稳、要求径向尺寸紧凑的场合。紧凑的场合。缺点：缺点：装拆时需轴向移动。装拆时需轴向移动。特点：特点：对两轴对中性的要求很高对两轴对中性的要求很高,结构简单、成本低、结构简单、成本低、传递转矩大应用最广。传递转矩大应用最广。缺点缺点是对轴的位移补偿能力差。是对轴的位移补偿能力差。普通螺栓联接普通螺栓联接铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接1、刚性联轴器、刚性联轴器（2 2）凸缘联轴器）凸缘联轴器应用：应用：用于连接低速、载荷平稳、刚性大的轴。用于连接低速、载荷平稳、刚性大的轴。十字滑块联轴器十字滑块联轴器特点：特点：十字滑块联轴器径向尺寸小十字滑块联轴器径向尺寸小,结构简单结构简单,

14、用于用于低速、工作平稳的场合，且需要润滑。低速、工作平稳的场合，且需要润滑。2.2.挠性联轴器挠性联轴器一、联轴器一、联轴器 挠性联轴器按照是否具有弹性元件，分为挠性联轴器按照是否具有弹性元件，分为无弹性元件无弹性元件和和有弹性元件有弹性元件两种。两种。（1 1）无弹性元件）无弹性元件 当主动轴以等角速度当主动轴以等角速度 回转时回转时,从动轴的角速度从动轴的角速度 将在一定范围内作周期性的变化将在一定范围内作周期性的变化,从而引起动载荷。从而引起动载荷。12 当一轴固定时当一轴固定时,另一轴可以在任意方向偏斜另一轴可以在任意方向偏斜 角角,角位移最大可达角位移最大可达4545。十字轴式万向联

15、轴器十字轴式万向联轴器2.2.挠性联轴器挠性联轴器（1 1）无弹性元件）无弹性元件 为消除从动轴的速度波动为消除从动轴的速度波动,通常将万向联轴器通常将万向联轴器成对使用成对使用,并使中间轴的两个叉子位于同一平面上并使中间轴的两个叉子位于同一平面上,还应使主、从动轴的轴线与中间轴的轴线间的偏斜还应使主、从动轴的轴线与中间轴的轴线间的偏斜角角 相等相等 ，转速不宜太高。，转速不宜太高。12十字轴式万向联轴器十字轴式万向联轴器特点：特点：传递转矩大传递转矩大,外形尺寸紧外形尺寸紧凑凑,工作可靠工作可靠,但结构复杂但结构复杂,成本成本高，需要润滑和密封高，需要润滑和密封,常用于低常用于低速的重型机械

16、中。速的重型机械中。齿顶做成球面；齿顶做成球面；齿侧做成鼓形。齿侧做成鼓形。齿式联轴器齿式联轴器2.2.挠性联轴器挠性联轴器（1 1）无弹性元件）无弹性元件弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器u靠弹性补偿径向位移、靠弹性补偿径向位移、角位移，预留角位移，预留C C补偿轴补偿轴向位移向位移u设计时预留距离设计时预留距离A Au结构简单结构简单,制造容易制造容易,装拆方便装拆方便,成本较低。成本较低。u适用于转矩小、转速适用于转矩小、转速高、频繁正反转、需要高、频繁正反转、需要缓和冲击的地方。缓和冲击的地方。2.2.挠性联轴器挠性联轴器（2 2）有弹性元件）有弹性元件u靠弹性补偿径向位移、角位移，预留

17、靠弹性补偿径向位移、角位移，预留C C补偿轴向位补偿轴向位移，结构简单移，结构简单,制造方便制造方便,成本低。适用于转矩小、成本低。适用于转矩小、转速高、正反向变化多、起动频繁的高速轴。转速高、正反向变化多、起动频繁的高速轴。2.2.挠性联轴器挠性联轴器（2 2）有弹性元件）有弹性元件 特点：特点：橡胶轮胎易橡胶轮胎易于变形，允许的相对于变形，允许的相对位移较大。结构简单位移较大。结构简单,使用可靠，弹性大，使用可靠，弹性大，寿命长，不需润滑，寿命长，不需润滑，但径向尺寸大。但径向尺寸大。用途：用途：可用于潮湿可用于潮湿多尘，起动频繁之处。多尘，起动频繁之处。2.2.挠性联轴器挠性联轴器（2

18、2）有弹性元件）有弹性元件v便于接合与分离；便于接合与分离；v接合与分离迅速、可靠；接合与分离迅速、可靠；v接合时振动小，耐磨性好、散热性好；接合时振动小，耐磨性好、散热性好；v调节维修方便；调节维修方便；v尺寸小、重量轻。尺寸小、重量轻。对离合器要求：对离合器要求：二、离合器二、离合器1 1、2-2-半离合器；半离合器；3-3-导向平键导向平键4-4-操纵滑环；操纵滑环；5-5-对中环对中环1.1.牙嵌式牙嵌式二、离合器二、离合器 牙嵌离合器结构简单，尺寸小，工作时无滑动，牙嵌离合器结构简单，尺寸小，工作时无滑动，应用广泛。但只宜在两轴不回转或转速差很小时进行应用广泛。但只宜在两轴不回转或转

19、速差很小时进行离合，否则会因撞击而断齿。离合，否则会因撞击而断齿。（1）单盘式）单盘式1-1-主动轴主动轴2-2-从动轴从动轴3 3、4-4-摩擦盘摩擦盘5-5-操纵滑环操纵滑环F FQ-Q-轴向压力轴向压力2.2.摩擦式摩擦式二、离合器二、离合器特点：特点：结构简单，散热性好，但径向尺寸较大，结构简单，散热性好，但径向尺寸较大，摩擦力受限，常用在轻型机械上。摩擦力受限，常用在轻型机械上。1 1、3-3-主、从动轴主、从动轴 2 2、4-4-半离合器半离合器5 5、6-6-外、内摩擦片外、内摩擦片 7-7-操纵滑环操纵滑环8-8-杠杆杠杆 9-9-弹簧弹簧10-10-螺母螺母（2）多盘式）多盘

20、式2.2.摩擦式摩擦式第三节第三节 弹簧弹簧一、功用一、功用1.1.缓冲吸振缓冲吸振，如汽车、火车车厢的缓冲弹簧和各，如汽车、火车车厢的缓冲弹簧和各种缓冲器的弹簧。种缓冲器的弹簧。2.2.控制机构运动控制机构运动，如凸轮机构中的控制弹簧。，如凸轮机构中的控制弹簧。3.3.储存及输出能量储存及输出能量，如钟表弹簧。，如钟表弹簧。4.4.测量载荷测量载荷，如测力器中的弹簧。，如测力器中的弹簧。二、类型二、类型1.1.螺旋弹簧螺旋弹簧按其受载性质分：拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧。按其受载性质分：拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧。拉伸弹簧拉伸弹簧压缩弹簧压缩弹簧扭转弹簧扭转弹簧2.2.板弹簧板弹簧板弹簧板

21、弹簧二、类型二、类型3.3.蜗卷形盘簧蜗卷形盘簧4.4.蝶形弹簧蝶形弹簧5.5.环形弹簧环形弹簧三、材料三、材料1.1.碳素弹簧钢碳素弹簧钢2.2.合金弹簧钢合金弹簧钢3.3.不锈钢和铜合金不锈钢和铜合金钢号：钢号：常用的有常用的有6565钢、钢、7070钢、钢、8585钢等，钢等，特点：特点：价廉、强度高、性能好，但热处理性能不如合金钢，价廉、强度高、性能好，但热处理性能不如合金钢，用途：用途：适用于制造不承受冲击载荷的小弹簧。适用于制造不承受冲击载荷的小弹簧。65Mn65Mn，强度高、淬透性好，用于制造，强度高、淬透性好，用于制造d d在在8-15mm8-15mm左右的小弹簧；左右的小弹簧

22、；60Si2Mn60Si2Mn，弹性好，稳定性好，用于制作较大载荷的重要弹簧；，弹性好，稳定性好，用于制作较大载荷的重要弹簧；50CrVA50CrVA，有较高的疲劳性能。适用于制作承受交变载荷的弹簧。，有较高的疲劳性能。适用于制作承受交变载荷的弹簧。不锈钢不锈钢耐腐蚀、耐高温，适合制作小弹簧；耐腐蚀、耐高温，适合制作小弹簧；铜合金铜合金耐腐蚀、防磁性好，用于潮湿、酸性等腐蚀介质中的弹簧。耐腐蚀、防磁性好，用于潮湿、酸性等腐蚀介质中的弹簧。四、圆柱螺旋弹簧的结构四、圆柱螺旋弹簧的结构1.1.压缩弹簧压缩弹簧 圆柱螺旋弹簧的端部结圆柱螺旋弹簧的端部结构形式很多，压缩弹簧的两构形式很多，压缩弹簧的两

23、端各有端各有3/4-5/43/4-5/4圈与邻圈并圈与邻圈并紧，只起支撑作用，不参与紧，只起支撑作用，不参与变形，故称支撑圈（或死变形，故称支撑圈（或死圈）。支撑圈端面与弹簧座圈）。支撑圈端面与弹簧座接触，常见的端部结构有并接触，常见的端部结构有并紧磨平的紧磨平的YY型型和并紧不磨平和并紧不磨平的的YY型两种型两种.四、圆柱螺旋弹簧的结构四、圆柱螺旋弹簧的结构2.2.拉伸弹簧拉伸弹簧 拉伸弹簧的端部制出挂钩，以便安装和加载。拉伸弹簧的端部制出挂钩，以便安装和加载。常用的端常用的端部结构形式如图所示。其中，部结构形式如图所示。其中，LL型和型和LL型制造方便，应用型制造方便，应用广泛，但因在挂钩

24、过渡处产生很大的弯曲应力，故只宜用于广泛，但因在挂钩过渡处产生很大的弯曲应力，故只宜用于弹簧丝直径弹簧丝直径d d10 mm10 mm的弹簧，的弹簧，LL型和型和LL型挂钩受力情况较型挂钩受力情况较好，且可转向任何位置，便好，且可转向任何位置，便于安装。对受力较大的重要弹簧，于安装。对受力较大的重要弹簧，最好采用最好采用LL型挂钩，但其制造成本较高。型挂钩，但其制造成本较高。五、圆柱螺旋弹簧的几何参数五、圆柱螺旋弹簧的几何参数1.1.弹簧的几何参数弹簧的几何参数 圆柱弹簧的几何参数有：圆柱弹簧的几何参数有：弹簧丝直径弹簧丝直径d d、弹簧圈中径、弹簧圈中径D D2 2，节距，节距P P、工作圈数、工作圈数n n、自由长度、自由长度H H0 0以及旋绕比以及旋绕比C C等。等。弹簧丝的直径弹簧丝的直径d d由弹簧的强由弹簧的强度条件确定；度条件确定；dDC2旋绕比旋绕比 （C=416）圆柱螺旋弹簧的结构尺寸计算公式圆柱螺旋弹簧的结构尺寸计算公式 以速度以速度V V匀速上升的滑块匀速上升的滑块滚动螺旋滚动螺旋