1、 緒論第1章 平面機構的運動簡圖和自由度第2章 平面連桿機構第3章 凸輪機構第4章 齒輪機構第5章 齒輪系第6章 間歇運動機構第7章 剛性回轉的平衡第8章 鍵聯接和銷聯接目錄第 9 章 螺紋聯接和螺旋傳動第10章 帶傳動第11章 鏈傳動第12章 齒輪傳動第13章 軸第14章 軸承第15章 聯軸器和離合器第16章 機械傳動系統設計目錄第6章 間歇運動機構 間歇運動機構：在機械系統的驅動、傳動、控制和操作裝置中，經常需要某些能將主動件的連續的運動轉換為從動件有規律的時停、時動的間歇運動的機構，這類機構統稱為間歇運動機構。 常見的間歇運動機構有棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構和凸輪式間歇運動機構等

2、。6.1 棘 輪 機 構6.1.1 棘輪機構的工作原理 如圖6-1所示，棘輪機構主要由棘輪、棘爪和機架組成。棘輪2固聯在軸4上，其輪齒分布在輪的外緣（也可分布于內緣或端面）。 圖6-1 齒式 棘輪機構 主動件1空套在軸4上。當主動件1逆時針方向擺動時，與它相連的驅動棘爪3便借助彈簧或自重的作用插入棘輪的齒槽內，使棘輪隨之轉過一定的角度。當主動件1順時針方向擺動時，驅動棘爪3便在棘輪齒背上滑過。 這時，簧片6迫使制動棘爪5插入棘輪的齒槽，阻止棘輪順時針方向轉動，故棘輪靜止不動。當主動件1連續地往復擺動時，棘輪作單向間歇運動。 圖6-2 摩擦式棘輪機構 6.1.2 棘輪機構的類型1按工作原理不同，

3、棘輪機構可分為齒式棘輪機構（如圖6-1）和摩擦式棘輪機構（如圖6-2）兩大類。2按嚙合方式不同，棘輪機構可分為外嚙合式棘輪機構（如圖6-1、圖6-2 ）和內嚙合式棘輪機構 （如圖6-3、圖6-4 ） 。3按從動件的運動形式又可分為單動式棘輪機構（如圖6-1、圖6-2、圖6-3和圖6-4 ） 、雙動式棘輪機構（如圖6-5）和可變向棘輪機構。 圖6-3 內嚙合齒式 棘輪機構 圖6-4 內嚙合摩擦式棘輪機構 圖6-5 雙動式棘輪機構（a）平頭雙動式棘輪機構； （b）勾頭雙動式棘輪機構 圖6-6 可變向式棘輪機構 （a）矩形齒棘爪 ； （b）可轉向棘爪 另外還有種可調轉角式棘輪機構。如圖6-7所示，棘

4、輪上加一遮板，變更遮板的位置，即可使棘爪行程的一部分在遮板上滑過，不與棘輪的齒相接觸，從而改變棘輪轉角的大小。 圖6-7 可調轉角式棘輪機構 6.2.3 棘輪機構的應用 1送給如圖6-8所示的自動澆注輸送裝置利用棘輪機構間歇送料，又如圖6-9所示的牛頭刨床工作臺的橫向進給機構就是利用棘輪機構實現正反向間歇轉動，然后通過絲杠螺母帶動工作臺作橫向間歇送給運動。 圖6-8 自動澆注輸送裝置 圖6-9 牛頭刨床橫向進給機構2制動如圖6-10所示為防止機構逆轉的停止器。通過棘爪卡在棘輪，這樣可以防止鏈條斷裂時卷筒出現順時針回轉。圖6-10 卷揚機中的停止器 圖6-11自行車后輪軸的棘輪機構 1鏈輪；2鏈

5、條；3小鏈輪；4棘爪；5后輪軸3超越運動 內嚙合棘輪機構結構緊湊，并具有從動件可超越主動件轉動的特性，稱之為棘輪機構的超越性能，因此廣泛用于超越離合器。 如6-11所示自行車后輪軸的棘輪機構，當腳蹬踏板時，經鏈輪1和鏈條2帶動內圈具有棘齒的小鏈輪3順時針轉動，再通過棘爪推動后輪順時針轉動。自行車下坡或自由滑行時，踏板不動，后輪軸借助下滑力或慣性超越小鏈輪而轉動，此時棘爪4在棘輪齒背上劃過，從動件轉速超過主動件,超越運動。6.2.1 槽輪機構的工作原理 如圖6-7所示，槽輪機構是由具有徑向槽的槽輪2、帶有圓銷A的撥盤1和機架組成。撥盤1作勻速轉動時，驅使槽輪2作時轉時停的間歇運動。 撥盤1上的圓

6、銷A尚未進入槽輪2的徑向槽時，由于槽輪2的內凹鎖住弧被撥盤1的外凸圓弧卡住，故槽輪2靜止不動。圖中所示位置是當圓銷A開始進入槽輪2的徑向槽時的情況。6.2 槽 輪 機 構 這時鎖住弧被松開，因此槽輪2受圓銷A驅使沿逆時針轉動。當圓銷A開始脫出槽輪的徑向槽時，槽輪的另一內凹鎖住弧又被撥盤1的外凸圓弧卡住，致使槽輪2又靜止不動，直到圓銷A再進入槽輪2的另一徑向槽時，兩者又重復上述的運動循環。 為了防止槽輪在工作過程中位置發生偏移，除上述鎖住弧之外也可以采用其他專門的定位裝置 圖6-12 外槽輪機構 1主動撥盤；2從動槽輪-外凸鎖止弧；-內凹鎖止弧 圖6-12 內槽輪機構 6.2.2 槽輪機構的類型

7、1按照嚙合情況不同，槽輪機構可分為外槽輪機構（如圖6-12）和內槽輪機構（如圖6-13） 。 2按照撥盤上的圓銷數目的不同，可分為單銷槽輪機構（如圖6-12、圖6-13） 、雙銷槽輪機構（如圖6-14）和多銷槽輪機構。3、按照構件是否在同一平面內運動可分為平面槽輪機構（如圖6-12、圖6-13和圖6-14）和空間槽輪機構（如圖6-15）。圖6-14 雙銷槽輪機構 圖6-15 空間槽輪機構圖6-7 槽輪機構 圖6-8 電影放映機卷片機構 6.2.3 槽輪機構的特點和應用 圖6-9所示為不完全齒輪機構。這種機構的主動輪1為只有一個齒或幾個齒的不完全齒輪，從動輪2由正常齒和帶鎖住弧的厚齒彼此相間地組

8、成。 不完全齒輪機構常應用于多工位，多工序的自動機械或者生產線上，實現工作臺的間歇轉位和進給運動。如圖6-19所示的機構，主動軸上裝有兩個不完全齒輪機構，當主動軸連續回轉時，從動軸能周期性地輸出正轉停歇反轉運動。 6.3 不完全齒輪機構圖6-18 不完全齒輪機構圖 6-19 不完全齒輪機構的應用 第7章 剛性回轉件的平衡 機械中有許多構件是繞固定軸線轉動的，這類構件稱為剛性回轉件（或稱轉子），如齒輪、飛輪等。這些回轉件在旋轉過程中的平衡問題關系到整個機械運轉過程的平穩性、可靠性以及噪音的大小等。7.1.1 剛性回轉件平衡的目的 調整回轉件的質量分布，使回轉件工作時離心力系達到平衡，以消除附加動

9、壓力，盡可能減輕有害的機械振動，這就是回轉件平衡的目的。7.1 概 述7.1.2 剛體回轉件平衡的種類 本章的討論對象僅限于剛性回轉件的平衡問題，即一般轉速機械中的回轉件的平衡問題。1靜平衡 對于軸向尺寸很小的回轉件（寬徑比B/D小于0.2，其中：B為圓盤寬度，D為圓盤直徑，），例如葉輪、飛輪、砂輪等，這類回轉件的慣性力系的不平衡稱為靜不平衡，因此，通過在同一平面內加平衡質量（或減平衡質量）達到慣性力的平衡，稱為靜平衡。2動平衡 對于軸向尺寸比較大的回轉件（寬徑比B/D大于0.2），例如多缸發動機的曲軸和機床主軸等，其質量的分布不能再近似地認為分布在同一平面內，而應看作分布于垂直軸線的許多相互

10、平行的回轉面內。這種不平衡稱為動不平衡。而通過加平衡質量（或減質量），使回轉構件達到慣性力和慣性力偶矩的平衡，稱為動平衡。7.2 剛性回轉件的平衡計算 7.2.1 靜平衡計算靜平衡計算適用于軸向尺寸很小的回轉件（寬徑比B/D小于0.2） 如圖7-1（a）所示，已知同一回轉面內的不平衡質量 、 、 ，以及其向徑 、 、 ，求要使回轉件達到靜平衡，求應加的平衡質量 以及向徑 。如圖7-1（b）所示，依次作已知向量 、 和 ， 即是由 、 、 組成的首尾相連的多邊形的封閉向量。根據回轉件的結構特點確定的 大小，即可求出平衡質量的大小。 圖7-1 靜平衡向量圖解法7.2.2 動平衡的計算 對軸向尺寸較

11、大的回轉件，其動平衡的條件是：回轉件上各個質量的離心力的向量和等于零，而且離心力所引起的力偶矩的向量和也等于零。圖7-1 動平衡向量圖解法 對于動不平衡的回轉件，所以要達到完全平衡，必須分別在任選的兩個回轉面（即平衡平面或校正平面）內的相應位置處各加上適當的平衡質量，使回轉件的離心力系的合力和合力偶矩都為零，才能達到完全的平衡。而動平衡計算的任務是計算出為滿足回轉構件的慣性力和慣性力偶矩平衡應加平衡質量的大小和方位。7.3 剛性回轉件的平衡試驗 7.3.1 靜平衡試驗 利用靜平衡架，找出不平衡質徑積的大小和方向，并由此確定質量的大小和位置，使質心移到回轉軸線上以達到靜平衡。這種方法稱為靜平衡試

12、驗法。 如圖7-4所示為導軌式靜平衡架。試驗時將回轉件的軸放在導軌上。如回轉件質心不在包含回轉軸線的鉛垂面內，則回轉件在導軌上將發生滾動。 若不考慮滾動摩擦，那么當滾動停止時，質心S即應處在最低位置，由此便可確定質心的偏移方向。然后再用橡皮泥在質心相反方向加一適當平衡質量，并逐步調整其大小或徑向位置，直到該回轉件在任意位置都能保持靜止。 圖7-4 導軌式靜平衡架圖7-5 圓盤式靜平衡架7.3.2 動平衡試驗 對于寬徑比B/D大于0.2或有特殊要求的重要回轉件，一般都要進行動平衡。 回轉件的動平衡試驗一般需要在專門的動平衡試驗機上進行。當待平衡回轉件在試驗機上回轉時，可測出回轉件在兩平衡基面上不

13、平衡質量的的大小和方位，從而在兩個選定的校正平面應加上或減去平衡質量，最終達到平衡的目的。 第8章 鍵聯接和銷聯接8.1 概 述動聯接靜聯接可拆聯接：鍵聯接 銷聯接 螺紋聯接 小過盈聯接焊接 鉚接 粘接 大過盈聯接不可拆聯接：聯接的組成 聯接的類型機械聯接一般由被聯接件和聯接件組成，有些時候被聯接件之間進行直接聯接，并無獨立的聯接件。靜聯接： 聯接的目的動聯接：各種運動副實現機械運動便于機械的制造、裝配、運輸、安裝和維護，降低成本。8.2 鍵連接的類型 8.2.1 松鍵聯接鍵是一種標準零件，通常用來實現軸與軸上零件之間的周向固定以傳遞轉矩，有的還能實現軸上零件的軸向固定或軸向移動的導向。 松鍵

14、聯接依靠鍵與鍵槽側面的擠壓來傳遞轉矩。鍵的上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵不會影響軸與輪轂的同心精度。鍵聯接根據裝配時是否預緊，可分為松鍵聯接和緊鍵聯接。松鍵聯接具有結構簡單、裝拆方便、定心性好等優點，因而應用廣泛。這種鍵不能實現傳動件的軸向固定。松鍵聯接包括平鍵、半圓鍵和花鍵聯接。 1平鍵聯接平鍵載面為矩形，平鍵的兩個側面是工作面。 平鍵又可分為普通平鍵、導向平鍵（導鍵）和滑動平鍵（滑鍵）三種 單圓頭鍵多用于軸端。普通平鍵有圓頭（A型）、方頭（B型）和單圓頭（C型）三種結構型式，如圖所示。（1）普通平鍵聯接 A型鍵軸向定位好，應用廣泛，但軸上鍵槽端部的應力集中較大。C型鍵只能用于軸端

15、。A、C型鍵的軸上鍵槽用立銑刀切制。B型鍵的軸上鍵槽用盤銑刀銑出。B型鍵避免了圓頭平鍵的缺點，單鍵在鍵槽中的固定不好，常用緊定螺釘進行固定。圓頭方頭單圓頭（2）導向平鍵聯接鍵用螺釘固定在軸槽中，鍵與轂槽為間隙配合，故輪轂件可在鍵上作軸向滑動，此時鍵起導向作用。為了拆卸方便，鍵上制有起鍵螺孔，擰入螺釘即可將鍵頂出。導向平鍵用于軸上零件移動量不大的場合，如變速箱中的滑移齒輪與軸的聯接。導向平鍵與普通平鍵結構相似，但比較長，其長度等于輪轂寬度與輪轂軸向移動距離之和。(3)滑鍵聯接當零件滑移的距離較大時，因所需導向平鍵的長度過大，制造困難，故宜采用滑鍵。滑鍵比較短，固定在輪轂上，而軸上的鍵槽比較長，鍵

16、與軸槽為間隙配合，軸上零件可帶鍵在軸槽中滑動。滑鍵主要用于軸上零件移動量較大的場合，如車床光杠與溜板箱之間的聯接。2半圓鍵聯接 用于軸和輪毅之間的靜聯接，鍵的兩個側面為工作面，半圓鍵聯接傳遞轉矩的原理和平鍵相同，軸上的鍵槽用半徑與鍵相同的盤狀銑刀加工，因而鍵在槽中可繞其幾何中心擺動，以適應輪轂鍵槽的斜度。這種聯接的優點是工藝性較好，缺點是軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，一般用于傳遞轉矩不大的錐形軸或軸端的輕載聯接。8.2.2 緊鍵聯接楔鍵聯接鍵的上表面與輪轂上鍵槽的底面各有1:100的斜度，鍵楔入鍵槽后具有自鎖性， 可在軸、 輪轂孔和鍵的接觸表面上產生很大的楔緊力，工作時靠摩擦力實現軸上零件

17、的周向固定并傳遞轉矩，同時可實現軸上零件的單向軸向固定，傳遞單方向的軸向力。楔鍵聯接會使軸上零件與軸的配合產生偏心，故適用于精度要求不高和轉速較低的場合。常用的有普通楔鍵和鉤頭楔鍵。切向鍵聯接切向鍵由一對普通楔鍵組成，裝配時將兩鍵楔緊，窄面為工作面，其中與軸槽接觸的窄面過軸線，工作壓力沿軸的切向作用，能傳遞很大的轉矩。一對切向鍵只能傳遞單向轉矩，傳遞雙向轉矩時，需用兩對切向鍵，互成120 135分布。（圖中未畫出輪轂零件）切向鍵對中性較差，鍵槽對軸的削弱大，適用于載荷很大，對中性要求不高的場合，如重型及礦山機械。8.3 平鍵聯接的尺寸選擇和強度校核 平鍵是標準件，選擇的一般步驟是：先根據軸和輪

18、轂聯接的結構、使用條件和性能要求等選擇鍵的類型；再根據軸的直徑，從標準中選取鍵的尺寸；最后進行鍵聯接的強度計算。8.3.1 平鍵的類型選擇 選擇平鍵的類型時應考慮以下因素：平鍵所聯接的結構、使用特性及工作條件；所要傳遞的轉矩大小、載荷性質、轉速高低；軸上的零件是否需要沿軸線作軸向滑動、滑動距離的長短；對中性的要求；鍵是否需要具有軸向固定等。平鍵聯接的性質和應用如表。8.3.2 平鍵的尺寸選擇參見表8-28.3.3 平鍵聯接的失效形式和強度校核計算 普通平鍵聯接屬于靜聯接，其主要的失效形式是健和軸及輪轂上的鍵槽三者中最弱者的工作面被壓潰。 導向平鍵聯接和滑鍵聯接屬于動聯接，其主要失效形式為工作面

19、過度磨損。 靜聯接（普通平鍵聯接）的擠壓強度條件為 動聯接（導向平鍵和滑鍵聯接）的比壓強度條件為表8-3 鍵聯接的許用擠壓引力p和許用比壓p 如果校核后鍵聯接的強度不夠，在不超過輪轂寬度的條件下，可適當增加鍵的長度，單鍵的長度一般不應超過2.25d，否則載荷沿鍵長方向的分布將很不均勻；或者相隔180安裝2個平鍵，因考慮制造誤差引起的載荷分布不均，只能按1.5個鍵作強度校核。8.4 花 鍵 聯 接8.4.1 花鍵聯接特點花鍵聯接是由帶鍵齒的花鍵軸（外花鍵）和帶鍵齒槽的輪轂（內花鍵）組成，工作面是齒側面，可用于靜連接或動連接。此聯接在結構上可以近似看成多個均布的平鍵連接。 花鍵聯接的聯接處載荷均勻

20、，承載能力高，定心性和導向性好，對軸的削弱小，但齒根仍有應力集中，加工花鍵需專門的設備和刀具，成本高。花鍵按齒形可分為矩形花鍵和漸開線花鍵，其特性如下。8.4.2 花鍵聯接的類型類型特點應用 按齒高不同分為輕系列和中系列，輕系列用于靜聯接和輕載聯接；中系列用于中等載荷。 為小徑定心，定心精度高，定心穩定性好，能用磨削的方法消除熱處理后的變形。 廣泛應用于飛機、汽車、拖拉機、機床、農業機械及一般傳動裝置中。 齒廓為漸開線，應力集中小，齒根強度高。可用制造齒輪的方法來加工，同一把滾刀或插刀可加工模數相同、齒數不同的內、外花鍵，精度高、互換性好。 為齒形定心，受載時齒上有徑向分力，能起自動定心作用，

21、使各齒受載均勻，壽命長。 用于載荷較大、定心精度要求高以及尺寸較大的聯接。8.4.3 花鍵聯接的選擇和強度校核 花鍵聯接的計算與平鍵聯接的計算相似，首先選擇鍵的類型，查出標準尺寸，再做強度校核。花鍵的受力情況也和平鍵類似，其可能的失效形式為：齒面被壓潰（靜聯接）或過度磨損（動聯接），因此只對聯接進行擠壓強度或耐磨性計算。花鍵的強度條件為： 靜聯接動聯接花鍵聯接的許用擠壓應力、許用壓強（MPa）見下表 8.5 銷 聯 接銷是標準的聯接件，按結構可分為圓柱銷和圓錐銷等，按用途可分為定位銷、聯接銷和安全銷。被聯接件上的銷孔一般要進行配作，并進行鉸削，銷與孔多為過渡配合。圓柱銷配合精度高，但不宜經常裝

22、拆，否則會降低定位精度或緊固性。圓錐銷有1:50的錐度，定位精確，裝拆方便，具有自鎖性，可多次裝拆。銷的材料常用35鋼和45鋼，并進行淬火處理。定位銷聯接銷安全銷8.5.1 銷聯接的類型、特點及應用根據銷的結構形式有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等。槽 銷銷軸和開口銷開尾圓錐銷圓柱銷圓錐銷內螺紋圓錐銷銷的類型很多，且銷均已標準化，銷聯接的類型取決于銷的類型。 定位銷一般都不受載荷或只受很小的載荷，定位銷的類型和尺寸有聯接的結構或根據經驗從標準中選取即可，一般也不做強度校核。但要注意，同一接合面上適用的定位銷數目不得少于2個，否則不能起定位作用。銷埋入一個被聯接件的長度應大于（12）d；兩

23、個小之間的距離應盡可能遠些，以提高定位精度。 聯接銷的直徑可根據聯接結構的特點、工作要求，按照經驗或規范選定。聯接銷要承受載荷，一般先選擇其類型和尺寸，必要時按照剪切強度條件和擠壓強度條件進行校核計算。設計聯接銷的鏈接結構時，應當者注意安裝后不易松脫和裝拆方便。8.5.2 銷聯接的強度計算 安全銷是安全裝置中的重要元件，在機器過載時應當被剪斷，否則不起安全保護作用。因此，安全銷的直徑應按照過載時被剪斷的強度條件來確定。設計安全銷的聯接結構時，應當考慮銷被剪斷后不易飛出和易于更換；為避免銷被剪斷時損壞孔壁，可在銷孔內加銷套。 銷聯接的強度計算公式 見課本表8-5第九章 螺紋聯接和螺旋傳動 螺紋聯

24、接是利用帶有螺紋的零件構成的可拆聯接，它的功用是把兩個或兩個以上的零件聯接在一起，這種聯接形式結構簡單，拆裝方便，互換性好，工作可靠，形式靈活多樣，可反復拆裝而不必破壞任何零件。螺紋聯接多為標準件，它由專業廠成批生產，成本低廉，因而應用廣泛。 螺旋傳動是一種常見的傳動形式，旋轉運動轉變為直線運動的方式之一是螺旋傳動，是空間機構，它與螺紋聯接的用途不同，但在受力和幾何關系方面有很多相似之處，也是利用螺紋來實現傳動。 9.1 螺紋的類型和主要參數 9.1.1 螺紋的類型及應用按照螺紋分布的表面不同，可分為外螺紋和內螺紋。按照用途不同，可分為聯接螺紋和傳動螺紋。按照螺旋線旋繞方向的不同，可分為左旋螺

25、紋和右旋螺紋。 常用右旋螺紋。按照螺旋線數目的不同，可分為單線、雙線和多線螺紋。 按照尺寸單位不同，可分為米制和英制（螺距以每英寸牙數表示）兩類。我國除了將管螺紋保留英制外，其余都采用米制螺紋。 按照螺紋的截面形狀不同，可分為三角形螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋。前兩種主要用于聯接，后三種主要用于傳動。其中除了矩形螺紋外，都已標準化。9.1.2 螺紋的主要參數1）外徑（大徑）d（D）與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱 面直徑，亦稱公稱直徑2）內徑（小徑）d1(D1) 與外螺紋牙底相重合的假想圓柱 面直徑（危險剖面直徑）3）中徑d2 在軸向剖面內牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱 面的直徑，d

26、20.5(d+d1)4）螺 距 P 相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應兩點間 的軸向距離5）導程（S）同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面母線 上的對應兩點間的軸向距離6）線 數 n 螺紋螺旋線數目，一般為便于制造n4 螺距、導程、線數之間關系：S =nP 7）螺旋升角中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋 線軸線的平面的夾角，不同直徑處，螺紋 升角不同，通常按螺紋中徑處計算。 8）牙型角 螺紋軸向平面內螺紋牙型兩側邊的夾角9.2 螺旋副的受力分析、自鎖和效率 螺紋聯接與螺旋傳動都要借助外螺紋和內螺紋組成螺旋副。螺旋副按牙型不同可分為牙型角=0（矩形螺紋）和牙型角0兩大類。 9.2.1 牙型角等于零的

27、螺紋（矩形螺紋） 螺旋副是由外螺紋（螺桿）和內螺紋組成的運動副，經過簡化可以看作推動滑塊（重物）沿螺紋表面運動（如圖所示）將矩形螺紋沿中徑d2處展開得一傾斜角為（即螺紋升角）的斜面，斜面上的滑塊代表螺母，螺母和螺桿的相對運動可以看作滑塊在斜面上的運動。（a）螺母螺旋上升（b）上升的力矢量三角形（c）螺母螺旋下降（d）下降的力矢量三角形1旋緊滑塊在斜面上等速上升時當量摩擦角2、松退滑塊沿斜面等速下降時，摩擦力向上 由公式可知，若 ，說明此時無論軸向載荷有多大，滑塊（即螺母）都不能沿斜面運動，這種現象稱為自鎖。螺旋副的效率9.2.2 牙型角不等于零的螺紋（非矩形） 螺紋牙型角不等于零的螺母和螺桿相

28、對轉動時，相當于一楔形滑塊沿楔形斜面移動，如圖所示。 1旋緊2松退3. 自鎖螺旋副的效率9.3 螺紋聯接的基本類型和螺紋聯接件9.3.1 螺紋聯接的基本類型1螺栓9.3.2 螺紋聯接件普通六角頭螺栓的種類很多，應用最廣。精度分為A、B、C三級，通用機械中多用C級。螺桿部可制出一段螺紋或全螺紋，螺紋有粗牙和細牙之分，常用粗牙。2雙頭螺柱兩端均制有螺紋，兩端螺紋可以相同或不同，有A型（帶腰桿）、B型（帶退刀槽）兩種結構型式。3螺母 螺母是帶有內螺紋的聯接件。螺母按形狀分為六角螺母、方螺母（很少用）和圓螺母。六角螺母應用最廣泛，按其厚薄又分為：標準六角螺母，用于一般場合；扁螺母，用于軸向尺寸受限制的

29、場合；厚螺母，用于經常拆裝易于磨損處。圓螺母用于軸上零件的軸向固定。4緊定螺釘末端形狀有錐端、平端和圓柱端等形式。錐端適用于被緊定零件的表面硬度較低或不經常拆卸的場合；平端接觸面積大，不傷零件表面，常用于頂緊硬度較大的平面或經常拆卸的場合；圓柱端壓入軸上的凹坑中，適用于緊定空心軸上的零件位置。5墊圈 墊圈是中間有孔的薄板狀零件，是螺紋聯接中不可缺少的附件。當被聯接件表面不夠平整時采用平墊圈，可以起墊平接觸面的作用；彈簧墊圈還兼有防松的作用；當螺栓軸線與被聯接件的接觸面不垂直時需要用斜墊圈，以防止螺栓承受附加彎矩。（a）平墊圈；（b）彈簧墊圈；（c）斜墊圈9.4 螺紋聯接設計應注意的幾個基本問題

30、 大多數螺紋聯接在裝配時都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預先受到力的作用，這個預加的作用力稱為預緊力，這一擰緊過程稱為預緊。 增強聯接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯接件間出現縫隙或發生相對移動。 預緊和預緊力 預緊的目的 預緊力的控制預緊力的大小要適度，太小起不到預緊的作用，太大可能使螺栓過載斷裂。對于重要的螺紋聯接，裝配時必須控制其預緊力的大小。預緊力與擰緊力矩成正比，一般可通過控制擰緊力矩來間接控制預緊力。9.4.1 螺紋聯接的預緊1控制擰緊力矩憑工人經驗控制扳手力矩 用測力矩扳手或定力矩扳手來控制力矩 2控制螺栓伸長量 擰緊力矩由于受摩擦因數不符實際等影響可能計算不準確，影響預緊

31、力的準確性。較準確地控制預緊力的方法是用測量擰緊時螺栓伸長量來控制預緊力。伸長量與預緊力的關系見材料力學。9.4.2 螺紋聯接的防松螺紋聯接具有自鎖性螺紋聯接通常采用三角形螺紋，其升角(1.5 3.5)小于當量摩擦角v (5 6)，滿足自鎖條件，一般情況下不會自行松脫。重要的螺紋聯接均應采取防松措施。防松的根本問題是防止螺旋副的相對轉動。按防松原理不同，防松方法可分為摩擦防松和機械防松等。防松方法松脫的原因在沖擊、振動或變載荷作用下，或在高溫或溫度變化較大的情況下，螺紋聯接中的預緊力和摩擦力會逐漸減小或可能瞬時消失，導致聯接失效。彈簧墊圈防松原理：螺母擰緊后，靠墊圈壓平而產生的反彈力使旋合螺紋

32、間壓緊。同時墊圈斜口的尖端抵住螺母與被聯接件的支承面也有防松作用。特點：結構簡單，使用方便，但在振動沖擊載荷作用下，防松效果較差，用于一般的聯接。彈性帶齒墊圈防松原理：與彈簧墊圈相似。特點：分外齒和內齒，無開口，彈力均勻，比彈簧墊圈防松效果好。但它不宜用于經常裝拆或材料較軟的被聯接件。對頂螺母防松原理：兩螺母對頂擰緊后，使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力的作用。特點：結構簡單，防松效果好，適用于低速、平穩和重載的固定裝置的聯接。尼龍圈鎖緊螺母防松原理：螺母中嵌有尼龍圈，裝配后尼龍圈內孔被脹大，箍緊螺栓。特點：尼龍彈性好，與螺紋牙接觸緊密，摩擦大。但不宜用于頻繁裝拆和高溫場合。槽形螺母加開口

33、銷防松原理：開槽螺母擰緊后，將開口銷穿入螺栓尾部小孔和螺母的槽內，并將開口銷尾部掰開與螺母側面貼緊。特點：適用于有較大沖擊、振動的高速機械中運動部件的聯接。圓螺母加帶翅墊片防松原理：使墊片內翅嵌入螺栓（軸）的槽內，擰緊螺母后將墊片的外翅之一折彎嵌入螺母的一個槽內。特點：圓螺母為細牙螺紋，防松可靠，主要用于滾動軸承內圈與軸的固定。止動墊片防松原理：螺釘擰緊后，將雙耳止動墊圈分別向螺母和被聯接件的側面折彎貼緊，即可將螺釘瑣住。特點：結構簡單，使用方便，防松可靠。串聯鋼絲防松原理：用鋼絲穿入各螺釘頭部的孔內，將各螺釘串聯起來，使其相互制動。但需注意鋼絲的穿入方向。特點：適用于螺釘組聯接，拆卸不便。沖

34、點防松原理：擰緊螺母后，在內外螺紋的旋合縫隙處用沖頭沖幾個點，使其發生塑性變形，防止螺母退出。特點：屬破壞性防松，不能重復裝拆，用于一次性聯接。膠接防松原理：用粘合劑涂于螺紋旋合表面，擰緊螺母后粘合劑能自行固化，起到防松效果。9.4.3 螺栓組聯接結構設計注意事項 螺栓組聯接結構設計的主要目的是合理地確定聯接結合面的幾何形狀和螺栓的布置形式，力求各螺栓和聯接接合面間受力均勻、便于加工和裝配。為此，應綜合考慮以下幾個力面的問題：1) 螺栓的布置應對稱、均勻，以使結合面受力均勻，加工方便。為此，結合面常采用簡單的軸對稱的幾何形狀。2）螺栓的布置應使各螺栓受力合理。對于配合螺栓聯接，不要在平行于工作

35、載荷方向上成排地布置8個以上的螺栓，以免載荷分布過度不均。為了減小螺栓承受的載荷，對承受旋轉力矩和翻轉力矩作用的螺栓組，應將螺栓適當靠近結合面的邊緣布置。右圖中3、8螺栓的作用不大，可去掉。3）螺栓之間、螺栓與機體壁之間應有合理的距離，以滿足加工和裝拆要求。扳手空間尺寸可查手冊確定。4）分布在同一圓周上的螺栓數目，應取成3、4、6、8、12等易于分度的數目，以利劃線和鉆孔。5）應保證聯接安裝的可能性及拆卸方便。 （a）無法裝配；（b）難以裝配； （c）容易裝配6）避免螺栓承受偏心載荷。 （a） （b） （a） （b）圖9-19 盡量不用的螺栓聯接結構 圖9-20 凸臺與沉頭座的應用 （a）不合理的螺栓頭結構；（b）不合理的被連接件 （a）凸臺；（b）沉頭座9.5 螺栓聯接的強度計算9.5.1 普通螺栓聯接的強度計算2緊螺栓聯接聯接的強度計算松螺栓聯接在裝配時不需擰緊螺母，所以只有在承受工作載荷時螺栓才受到拉力的作用。在圖示可轉向吊掛滑輪螺紋聯接中，為了保證吊掛滑輪在工作中能相對機架自由轉動，螺母不能擰緊，故其為松螺栓聯接。松螺栓聯接的強度條件為Fa 工作拉力（N）；d1螺栓小徑（mm）； 螺栓材料的許用拉應力（MPa）。或2緊螺栓聯接聯接