10.1重点内容提要 10.1.1教学基本要求 1.掌握螺纹联接的分类、螺纹各部分的名称和结构参数。 2.掌握螺旋副的受力分析、效率计算及自锁条件。 3.掌握螺纹联接的四种基本类型、结构特点、应用场合；了解常用螺纹紧固件结构形式。 4.掌握螺纹联接的预紧和防松、常用防松方法及防松零件。 5.掌握单个螺栓的受力分析和强度校核计算。 6.了解提高螺栓联接刚度的措施。 7.了解简单螺旋传动设计计算方法，一般了解滚动螺旋传动。 8.掌握平键的选用和强度计算方法。 9、了解花键联接、销联接的结构及特点。 10.1.2螺纹的基本参数 多次装拆而无损于使用性能的联接称为可拆联接；若不损坏组成零件就不能拆开的联接称为不可拆联 接。螺纹联接属可拆联接。 内外螺纹的旋合组成螺旋副。螺纹既可实现联接又可实现传动。 1、螺纹分类 按照螺纹母体形状，螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。 按照轴剖面牙形，螺纹分为三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、矩形螺纹。三角螺纹多用于联接，梯形 锯齿形、矩形螺纹用于传动。 按照螺旋线的旋向，螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。一般采用右旋螺纹，特殊要求时才采用左旋螺纹。 按照螺旋线的数目，螺纹分为单线螺纹和多线螺纹。一般螺纹线数不超过4条。 2、螺纹的几何参数 大径d(D):螺纹的最大直径，对于普通螺纹也称公称直径。 小径(D):螺纹的最小直径，是强度计算的主要几何参数 中怪4(D,):假想要柱的直径，该性母线上牙型沟情与凸起宽童相等，绿纹中怪是研充螺纹几何尺 寸的参考直径。 螺距P:在中径线上，相邻两牙对应点之间的轴向距离。 导程S:在中径线上，同一条螺旋线相邻两牙对应点之间的轴向距离。对于线数为口的螺纹： S=np ,单线螺纹： S=p p Ψ=arcfg- -=arcfg- 螺纹升角Y:在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。 d 牙型角么：轴向剖面内螺纹牙型两侧边的夹角 牙侧角及：轴向剖面内牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙侧角。对称牙型有： B=x/2 10.1.3螺旋副的受力分析、螺旋副效率、螺纹自锁
10.1 重点内容提要 10.1.1 教学基本要求 1. 掌握螺纹联接的分类、螺纹各部分的名称和结构参数。 2．掌握螺旋副的受力分析、效率计算及自锁条件。 3．掌握螺纹联接的四种基本类型、结构特点、应用场合；了解常用螺纹紧固件结构形式。 4．掌握螺纹联接的预紧和防松、常用防松方法及防松零件。 5．掌握单个螺栓的受力分析和强度校核计算。 6．了解提高螺栓联接刚度的措施。 7．了解简单螺旋传动设计计算方法，一般了解滚动螺旋传动。 8．掌握平键的选用和强度计算方法。 9、了解花键联接、销联接的结构及特点。 10.1.2 螺纹的基本参数 多次装拆而无损于使用性能的联接称为可拆联接；若不损坏组成零件就不能拆开的联接称为不可拆联 接。螺纹联接属可拆联接。 内外螺纹的旋合组成螺旋副。螺纹既可实现联接又可实现传动。 1、螺纹分类 按照螺纹母体形状，螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。 按照轴剖面牙形，螺纹分为三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、矩形螺纹。三角螺纹多用于联接，梯形 锯齿形、矩形螺纹用于传动。 按照螺旋线的旋向，螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。一般采用右旋螺纹，特殊要求时才采用左旋螺纹。 按照螺旋线的数目，螺纹分为单线螺纹和多线螺纹。一般螺纹线数不超过 4条。 2、螺纹的几何参数 大径 （ ）：螺纹的最大直径，对于普通螺纹也称公称直径。 小径 （ ）：螺纹的最小直径，是强度计算的主要几何参数。 中径 （ ）：假想圆柱的直径，该圆柱母线上牙型沟槽与凸起宽度相等。螺纹中径是研究螺纹几何尺 寸的参考直径。 螺距 ：在中径线上，相邻两牙对应点之间的轴向距离。 导程 ：在中径线上，同一条螺旋线相邻两牙对应点之间的轴向距离。对于线数为 的螺纹： ，单线螺纹： . 螺纹升角 ：在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。 牙型角 ：轴向剖面内螺纹牙型两侧边的夹角。 牙侧角 ：轴向剖面内牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙侧角。对称牙型有： 。 10.1.3 螺旋副的受力分析、螺旋副效率、螺纹自锁
力学模型：内外螺纹旋合形成的螺旋副，在驱动力矩T和轴向载荷”·作用下的相对运动，可简化为作 用在中径上的水平推力F推动滑块沿中径展开的斜面上的运动。斜面的倾角为少，摩擦系数为了， d=arctg- 摩擦角P=TCtg 螺纹的牙侧角为 当量摩擦角为 s 。 其受力分析、效率、自锁见 下表10-1 表10-1螺旋副受力分析、效率、自锁条件 滑块沿斜面匀速上升 滑块沿斜面匀速下滑 水平推力F F=Ffg(w+d) F=Ftg(w-d) 驱动力矩T T-Eew+a T-号@e- 效率口 = g妙 ig(w+d) 自锁条件 少≤d 在水平雅力P作用下，滑块沿斜面匀速上升，由试F=gW+小可求出所需推力的大小，此时 相当于克服载荷旋合螺旋副. 在载荷（和重力）作用下滑块有沿螺旋线向下运动的趋势。当少》·时，有向下加速下滑的趋势， 这时由式F=P8w-)求出的F为正，它阻止滑块加速以便保持等速下滑，F为阳力：当少≤d 时，求出的F为负，表示无论载荷（和重力）有多大，都不可能使滑块向下滑动，螺旋副处于自锁条件。 在自锁状态下，必须施加驱动力才能使滑块等速下滑。 据抄 片= 滑块上升时其效率计算式为 +d) 当量摩擦角卩 一定时，螺旋副的效率 ?随着螺纹升角 少的增加而提高。 用于联接的紧固螺纹必须满足自锁条件。用于传动的螺纹希望传动效率更高。当螺旋线升角少一定 时，相同摩擦系数的非矩形爆纹日≠0与形爆纹日=0 相比，其当量摩擦角P 更大，更有可能实现 自锁所以三角螺纹更多用于螺纹联接，而矩形螺纹多用于螺纹传动。对于同一类型、同一材料的螺纹， 即当量摩擦角口一定时，其升角少越小，越有可能实现自锁，升角少越大，螺纹副效率越高。故单线 螺纹多用于螺纹联接，多线螺纹多用于螺纹传动。事实上，单线普通螺纹都能保证自锁。 10.1.4机械工程中常用螺纹 机械工程中常用的螺纹有三角螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹牙侧角 大，当量摩擦角大， 自锁性好，强度高，主要用于螺纹联接.梯形爆纹的牙侧角日=-1S,据齿形爆纹日=” ,牙侧角均较 小，传动效率高，故多用于螺旋传动。矩形螺纹同轴性差、难以精确切制，螺纹磨损后难以补偿，目前已 很少使用。 三角螺纹又分为普通螺纹和管螺纹、圆锥螺纹
力学模型：内外螺纹旋合形成的螺旋副，在驱动力矩 和轴向载荷 作用下的相对运动，可简化为作 用在中径上的水平推力 推动滑块沿中径展开的斜面上的运动。斜面的倾角为 ，摩擦系数为 ， 摩擦角 ，螺纹的牙侧角为 ， 当量摩擦角为 。其受力分析、效率、自锁见 下表10-1 表 10-1螺旋副受力分析、效率、自锁条件 滑块沿斜面匀速上升 滑块沿斜面匀速下滑 水平推力 驱动力矩 效率 自锁条件 在水平推力 作用下， 滑块沿斜面匀速上升，由式 可求出所需推力的大小，此时 相当于克服载荷旋合螺旋副。 在载荷（和重力）作用下滑块有沿螺旋线向下运动的趋势。当 时，有向下加速下滑的趋势， 这时由式 求出的 为正，它阻止滑块加速以便保持等速下滑， 为阻力；当 时，求出的 为负，表示无论载荷（和重力）有多大,都不可能使滑块向下滑动，螺旋副处于自锁条件。 在自锁状态下，必须施加驱动力才能使滑块等速下滑。 滑块上升时其效率计算式为 ，当量摩擦角 一定时，螺旋副的效率 随着螺纹升角 的增加而提高。 用于联接的紧固螺纹必须满足自锁条件。用于传动的螺纹希望传动效率更高。当螺旋线升角 一定 时，相同摩擦系数的非矩形螺纹 与矩形螺纹 相比，其当量摩擦角 更大，更有可能实现 自锁所以三角螺纹更多用于螺纹联接，而矩形螺纹多用于螺纹传动。对于同一类型、同一材料的螺纹， 即当量摩擦角 一定时，其升角 越小，越有可能实现自锁，升角 越大，螺纹副效率越高。故单线 螺纹多用于螺纹联接，多线螺纹多用于螺纹传动。事实上，单线普通螺纹都能保证自锁。 10.1.4 机械工程中常用螺纹 机械工程中常用的螺纹有三角螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹牙侧角 大，当量摩擦角大, 自锁性好，强度高，主要用于螺纹联接。梯形螺纹的牙侧角 ，锯齿形螺纹 ，牙侧角均较 小，传动效率高，故多用于螺旋传动。矩形螺纹同轴性差、难以精确切制，螺纹磨损后难以补偿，目前已 很少使用。 三角螺纹又分为普通螺纹和管螺纹、圆锥螺纹
普通螺纹是牙型角：=60°的米制螺纹，公称直径为螺纹的大径。按螺距大小的不同分为粗牙普通 螺纹和细牙普通螺纹。常用的是粗牙螺纹，细牙螺纹螺距小、升角小、自锁性更好，但不耐磨，易滑扣， 主要用于薄壁零件的联接，也可用于作微调机构的调节螺纹。 管螺纹的公称直径为管子的公称通径。又分非螺纹密封的圆柱管螺纹(《=乃°)、螺纹密封的圆雄 管螺纹(a=55°)、60°圆雄管螺纹 10.1.5螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 螺纹联接的主要类型有：螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。常用的标准紧固 件有：螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈等。螺纹联接的四大基本类型、应用场合及所用紧固件见下表 10-2。 表10-2螺纹联接的基本类型及所用紧固件 基本类型 特点及应用场合 所用紧固件 普通螺 用于两被联接件厚度都不太大的场合。两被联接 栓联接 件均加工成通孔。优点是加工简便，成本低，应垫圈 螺栓、螺母 用较广。 螺栓 联接铰制孔 用于两被联接件厚度都不太大的场合。两被联接 件均加工成通孔，但螺杆外径与通孔内径具有同螺栓、 螺母 螺栓联 基本尺寸，采用过渡配合。更适用于承受垂直垫圈 接 于螺栓轴线的横向载荷，或用于精确定位。 螺钉联接 用于其中一被联接件较厚且不常拆装的场合。 螺钉（或螺 栓)、垫圈 双头螺栓联 双头螺柱、螺 接 用于其中一被联接件较厚且经常拆装的场合。 母、垫圈 紧定螺钉联住要用于固定两零件的相对位置，并可传递不大 紧定螺钉 接 的载荷 10.1.6螺纹联接的预紧和防松 1,螺纹联接的预紧 螺纹联接在装配时通常都要拧紧，这种拧紧称之为预紧。装配时预紧的螺栓联接称为紧螺栓联接：不 预紧的螺栓联接称为松螺栓联接。预紧的目的是增加联接的刚度、紧密性，以防止螺纹联接的松脱。拧紧 螺母时要克服螺纹副的阻力矩和螺母支承面间的摩擦力矩。 预紧时螺栓所受的轴向拉力称为预紧力。这时被联接件受拧紧压力。预紧力的大小要适中，通常是有 控制拧紧力矩的大小来达到要求。一般情况下，拧紧程度凭经验决定，但对于重要的螺纹联接，控制拧紧 力矩的方法有两种：测力矩扳手和定力矩扳手。对于小直径的螺栓联接，在装配拧紧时容易过载拉断。因 此对于重要的螺纹联接，不宜采用小于M12的螺栓。 2.螺纹联接的防松 用于联接的螺纹副一般具有自锁性，且在装配时一般都需拧紧，所以螺纹联接在静载荷和工作温度变 化不大时不会自动松脱。但在变载、冲击、振动的作用下，或由于温度变化使螺纹紧固件和被联接件的变 形有差异时，螺纹联接可能发生松脱现象。因此在螺纹设计阶段，为使螺纹联接可靠，就应考虑螺纹联接 的防松。 防松的根本问题是阻止螺纹副的相对转动。防松基本原理有三种：摩擦防松（如弹簧垫圈、双螺母防 松、尼龙圈锁紧螺母等)、机械防松（如槽形螺母和开口销配合、带翅垫片与圆螺母配合、止动垫片等） 破坏螺纹副防松（冲点、粘合等）。 利用摩擦防松简单方便，利用机械防松可靠，二者可联合使用。破坏螺纹副防松多用于很少拆卸或不
普通螺纹是牙型角 的米制螺纹，公称直径为螺纹的大径。按螺距大小的不同分为粗牙普通 螺纹和细牙普通螺纹。常用的是粗牙螺纹，细牙螺纹螺距小、升角小、自锁性更好，但不耐磨，易滑扣， 主要用于薄壁零件的联接，也可用于作微调机构的调节螺纹。 管螺纹的公称直径为管子的公称通径。又分非螺纹密封的圆柱管螺纹（ ）、螺纹密封的圆锥 管螺纹（ ）、 圆锥管螺纹。 10.1.5 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 螺纹联接的主要类型有：螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。常用的标准紧固 件有：螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈等。螺纹联接的四大基本类型、应用场合及所用紧固件见下表 10-2。 表 10-2螺纹联接的基本类型及所用紧固件 基本类型 特点及应用场合 所用紧固件 螺栓 联接 普通螺 栓联接 用于两被联接件厚度都不太大的场合。两被联接 件均加工成通孔。优点是加工简便，成本低，应 用较广。 螺栓、螺母、 垫圈 铰制孔 螺栓联 接 用于两被联接件厚度都不太大的场合。两被联接 件均加工成通孔，但螺杆外径与通孔内径具有同 一基本尺寸，采用过渡配合。更适用于承受垂直 于螺栓轴线的横向载荷，或用于精确定位。 螺栓、螺母、 垫圈 螺钉联接 用于其中一被联接件较厚且不常拆装的场合。 螺钉（或螺 栓）、垫圈 双头螺栓联 接 用于其中一被联接件较厚且经常拆装的场合。 双头螺柱、螺 母、垫圈 紧定螺钉联 接 主要用于固定两零件的相对位置，并可传递不大 的载荷 紧定螺钉 10.1.6 螺纹联接的预紧和防松 1．螺纹联接的预紧 螺纹联接在装配时通常都要拧紧，这种拧紧称之为预紧。装配时预紧的螺栓联接称为紧螺栓联接；不 预紧的螺栓联接称为松螺栓联接。预紧的目的是增加联接的刚度、紧密性，以防止螺纹联接的松脱。拧紧 螺母时要克服螺纹副的阻力矩和螺母支承面间的摩擦力矩。 预紧时螺栓所受的轴向拉力称为预紧力。这时被联接件受拧紧压力。预紧力的大小要适中，通常是有 控制拧紧力矩的大小来达到要求。一般情况下，拧紧程度凭经验决定，但对于重要的螺纹联接，控制拧紧 力矩的方法有两种：测力矩扳手和定力矩扳手。对于小直径的螺栓联接，在装配拧紧时容易过载拉断。因 此对于重要的螺纹联接,不宜采用小于 M12的螺栓。 2．螺纹联接的防松 用于联接的螺纹副一般具有自锁性，且在装配时一般都需拧紧，所以螺纹联接在静载荷和工作温度变 化不大时不会自动松脱。但在变载、冲击、振动的作用下，或由于温度变化使螺纹紧固件和被联接件的变 形有差异时，螺纹联接可能发生松脱现象。因此在螺纹设计阶段，为使螺纹联接可靠，就应考虑螺纹联接 的防松。 防松的根本问题是阻止螺纹副的相对转动。防松基本原理有三种：摩擦防松（如弹簧垫圈、双螺母防 松、尼龙圈锁紧螺母等）、机械防松（如槽形螺母和开口销配合、带翅垫片与圆螺母配合、止动垫片等） 破坏螺纹副防松（冲点、粘合等）。 利用摩擦防松简单方便，利用机械防松可靠，二者可联合使用。破坏螺纹副防松多用于很少拆卸或不
拆卸的联接中。 10.1.7螺栓联接的强度计算 1.螺栓联接的失效形式 螺栓联接的失效形式有三种：螺栓杆拉断；螺纹牙的压溃和剪断；经常装拆时因磨损而发生滑扣现 象 螺栓联接承受轴向变载荷时，其失效形式多为螺栓杆的疲劳断裂，通常都发生在应力集中较严重的螺 栓头部、螺纹收尾部和螺母支承面所在处的螺纹。断裂位置及其断裂统计如图10.1所示。 约159 约209 659 图10.1 螺栓联接的强度计算就是为避免发生螺栓杆拉断失效而确定螺栓的直径。 2.单个螺栓联接的强度计算 单个螺栓联接的强度计算是螺纹联接设计的基础。其强度计算是根据联接的类型、联接的装配情况、 载荷状态等条件确定出螺栓所受的载荷，然后按照相应的强度条件计算螺栓的小径或校核其强度。根据螺 栓联接的不同情况，分五种情形进行分析，其强度计算公式见表10-3。 表10-3单个螺栓联接的强度计算公式 联接情况 特点 校核公式 设计公式 松螺栓联接螺母无需拧紧，螺栓 所受载荷仅为轴向工 作载荷可。 r的 隔 只受预紧力螺栓联接在装配时拧 的螺栓联接紧，螺栓所受载荷仅 为轴向预紧力不 瑞器 0.= d2 4x1.3F. a 受预紧力和螺栓联接在装配时拧 CF 横向工作载紧，螺栓所受预紧 荷的普通螺 力 栓联接 了。在被联接件接 13.5 42 4x13F。 合面间产生的摩擦力 G 来平衡横向工作载 C, 荷。 14 受横向工作在横向工作载荷R 载荷的较制作用下，螺栓杆受到 4F 孔螺栓联接谫切、！ T= 付 [r] 以及螺栓杆和 m14 被联接件受到挤压。 景 42 取两者中较大者 受预紧力和螺栓联接在装配时拧 4x13F 袖向工作载紧，有预紧力月， 当工作载荷平稳 荷的螺栓联 时取-0206g 接 在轴向工作载荷尸 当工作载荷凡有变 作用后，螺栓受到 轴向载荷为工作载 化时取？-06-~ 荷又和残余预紧 ；当螺栓联接有紧密 力耳之和 性要求时取 -158g 瓦=R+风
拆卸的联接中。 10.1.7 螺栓联接的强度计算 1．螺栓联接的失效形式 螺栓联接的失效形式有三种: 螺栓杆拉断；螺纹牙的压溃和剪断；经常装拆时因磨损而发生滑扣现 象. 螺栓联接承受轴向变载荷时，其失效形式多为螺栓杆的疲劳断裂，通常都发生在应力集中较严重的螺 栓头部、螺纹收尾部和螺母支承面所在处的螺纹。断裂位置及其断裂统计如图10.1所示。 图 10.1 螺栓联接的强度计算就是为避免发生螺栓杆拉断失效而确定螺栓的直径。 2．单个螺栓联接的强度计算 单个螺栓联接的强度计算是螺纹联接设计的基础。其强度计算是根据联接的类型、联接的装配情况、 载荷状态等条件确定出螺栓所受的载荷，然后按照相应的强度条件计算螺栓的小径或校核其强度。根据螺 栓联接的不同情况，分五种情形进行分析，其强度计算公式见表10-3。 表 10-3 单个螺栓联接的强度计算公式 联接情况 特 点 校核公式 设计公式 松螺栓联接螺母无需拧紧 ,螺栓 所受载荷仅为轴向工 作载荷 。 只受预紧力 的螺栓联接 螺栓联接在装配时拧 紧 ,螺栓所受载荷仅 为轴向预紧力 。 受预紧力和 横向工作载 荷的普通螺 栓联接 螺栓联接在装配时拧 紧，螺栓所受预紧 力 在被联接件接 合面间产生的摩擦力 来平衡横向工作载 荷 。 受横向工作 载荷的铰制 孔螺栓联接 在横向工作载荷 作用下，螺栓杆受到 剪切、以及螺栓杆和 被联接件受到挤压。 取两者中较大者 受预紧力和 轴向工作载 荷的螺栓联 接 螺栓联接在装配时拧 紧，有预紧力 ， 在轴向工作载荷 作用后，螺栓受到的 轴向载荷为工作载 荷 和残余预紧 力 之和 当工作载荷 平稳 时取 ； 当工作载荷 有变 化时取 ；当螺栓联接有紧密 性要求时取
E=可+月 13.5 ,= 214 10.1.8提高螺栓联接强度的措施 1.降低载荷变化幅度，例如减小螺栓刚度、增大被联接件刚度，均可减小螺栓所受轴向工作载荷的变化 范围，从而防止螺栓的疲劳损坏。 2.使螺纹牙间载荷分布更趋均匀，例如采用悬置螺母或环槽螺母。 3.减小应力集中，例如增大螺栓过渡处圆角、切制卸载槽等。 4.避免或减小附加弯曲应力。例如在铸件或锻件等表面上采用凸台或沉头座等结构。 此外，采用冷墩头部和辗压螺纹的螺栓比车制螺栓的疲劳强度提高30%。表面氰化、氮化处理也可 提高疲劳强度。 10.1.9螺旋传动 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，主要用来把回转运动变为直线运动，同 时传递运动和动力。按使用要求可分为三类：传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋。 传力螺旋（如压力机中的螺旋传动）以传递动力为主，设计要求用较小的力矩产生较大的轴向力，通 常要求具备自锁性。 传导螺旋（如机床中工作台的进给螺旋机构）以传递运动为主，设计要求具有很高的运动精度。 调整螺旋（如仪器中的微调螺旋机构）用以调整或固定零件之间的相对位置。 螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，又可分为滑动螺旋和滚动螺旋。滑动螺旋采用的螺纹主要是矩 形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。主要失效形式为磨损，此外还可能发生螺杆断裂、螺纹牙断裂，或发生 失稳。因此螺旋传动的设计，首先是根据耐磨性条件，确定螺杆的直径和螺母的厚度；然后参照标准确定 螺旋各主要参数：最后对于受力较大的传力螺旋应校核螺杆的强度及螺纹牙的强度，对于要求自锁性的螺 杆应校核其自锁性，对于精密传导螺旋应校核螺杆的刚度，对于长径比很大的螺杆，应校核其稳定性。 10.1.10键联接和花键联接 1·键联接的功能 键是标准件。主要用来实现轴与轮毂之间的周向固定，以传递扭矩。有的还能实现轴上零件的轴向固 定（楔键）或轴向滑动的导向（导向平键）。 2.键联接的主要类型、特点及应用场合 (1)平键平键联接应用普遍，因键与轮毂键槽底部有间隙，轴与轮毂的对中性较好。工作面为两侧 面，靠轴和轮毂与键的挤压和键的剪切传递转矩。主要分为普通平键和导向平键，此外还有薄型平键和滑 键 普通平键主要用于静联接，主要失效形式为工作面被压溃。根据端部形状又有圆头(A型)、方 头(B型)、半圆头(C型)三种结构型式。A型键槽用指形铣刀加工，键在键槽中固定良好，但键 槽端部有应力集中；B型键槽用盘形铣刀加工，应力集中较小；C型平键主要用于轴端联接。 导向平键主要用于动联接，导向平键与轴用螺钉固联，滑移距离不大，主要失效形式为过度磨损。 (2)半圆键联接 工作面为两侧面，靠轴和轮毂与键的挤压和键的剪切传递转矩。主要失效形式为工作面被压溃。特点
10.1.8 提高螺栓联接强度的措施 1．降低载荷变化幅度，例如减小螺栓刚度、增大被联接件刚度，均可减小螺栓所受轴向工作载荷的变化 范围，从而防止螺栓的疲劳损坏。 2．使螺纹牙间载荷分布更趋均匀，例如采用悬置螺母或环槽螺母。 3．减小应力集中，例如增大螺栓过渡处圆角、切制卸载槽等。 4．避免或减小附加弯曲应力。例如在铸件或锻件等表面上采用凸台或沉头座等结构。 此外，采用冷镦头部和辗压螺纹的螺栓比车制螺栓的疲劳强度提高 30%。表面氰化、氮化处理也可 提高疲劳强度。 10.1.9 螺旋传动 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，主要用来把回转运动变为直线运动，同 时传递运动和动力。按使用要求可分为三类: 传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋。 传力螺旋（如压力机中的螺旋传动）以传递动力为主，设计要求用较小的力矩产生较大的轴向力，通 常要求具备自锁性。 传导螺旋（如机床中工作台的进给螺旋机构）以传递运动为主，设计要求具有很高的运动精度。 调整螺旋（如仪器中的微调螺旋机构）用以调整或固定零件之间的相对位置。 螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，又可分为滑动螺旋和滚动螺旋。滑动螺旋采用的螺纹主要是矩 形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。主要失效形式为磨损，此外还可能发生螺杆断裂、螺纹牙断裂，或发生 失稳。因此螺旋传动的设计，首先是根据耐磨性条件，确定螺杆的直径和螺母的厚度；然后参照标准确定 螺旋各主要参数；最后对于受力较大的传力螺旋应校核螺杆的强度及螺纹牙的强度，对于要求自锁性的螺 杆应校核其自锁性，对于精密传导螺旋应校核螺杆的刚度，对于长径比很大的螺杆，应校核其稳定性。 10.1.10 键联接和花键联接 1 ．键联接的功能 键是标准件。主要用来实现轴与轮毂之间的周向固定，以传递扭矩。有的还能实现轴上零件的轴向固 定（楔键）或轴向滑动的导向（导向平键）。 2．键联接的主要类型、特点及应用场合 （ 1）平键 平键联接 应用普遍，因键与轮毂键槽底部有间隙，轴与轮毂的对中性较好。工作面为两侧 面,靠轴和轮毂与键的挤压和键的剪切传递转矩。 主要分为普通平键和导向平键，此外还有薄型平键和滑 键. 普通 平键主要用于静联接，主要失效形式为工作面被压溃。 根据 端部形状又有圆头（ A 型）、方 头（ B 型）、半圆头（ C 型）三种结构型式。 A 型键槽用指形铣刀加工，键在键槽中固定良好，但键 槽端部有应力集中； B 型键槽用盘形铣刀加工，应力集中较小；C 型平键主要用于轴端联接。 导向平键主要用于动联接， 导向平键与轴用螺钉固联，滑移距离不大，主要失效形式为过度磨损。 （ 2 ）半圆键联接 工作面为两侧面，靠轴和轮毂与键的挤压和键的剪切传递转矩。主要失效形式为工作面被压溃。特点
是：具有自定位功能，更适用于锥形轴端与轮毂的联接：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大。 (3)楔键联接 楔键主要分为普通楔键（圆头、平头、半圆头）、钩头楔键 楔键的上表面和与它相配合的轮毂键槽均有1：100的斜度，工作面为上下两面，靠上、下两面楔紧 的摩擦力传递转矩。主要失效形式为上下楔紧面被压溃。其特点是：对中性差，轴和轮毂有偏心和偏斜： 可承受单向轴向载荷，可对轮毂单向轴向固定。 (4)切向键联接 由一对斜度为1：100的楔键组成，工作面为相平行的两窄面，靠轴和轮毂与键的挤压和摩擦力传递 转矩。主要失效形式为工作面被压溃。特点是：对轴的削弱较大；传递的转矩大.一个切向键传递单向转 矩，夹角为120°~130°两个切向键传递双向转矩。 3.键联接的选择设计 (1)类型选择：根据结构特点、使用要求、工作条件选择。 (2)尺寸选择：根据轴的直径d选择键的截面尺寸b×h,根据轮毂宽度选择键的公称长度L (≤轮毂宽度)，并应符合长度系列。 (3)材料选择：抗拉强度不小于600MPa的钢，一般选用45号钢。 (4)强度校核：根据主要失效形式，选择相应的校核公式计算。 4·提高键联接强度措施：①采用双键。两个平键沿周向相隔180°，在强度计算中按1.5个键计算： ②增加键长以提高单键联接的承载能力：③适当加大轴径，键的截面尺寸也将随之增加。 5.花键联接 花键主要用于定心精度高、承载能力大、有轴向滑移的联接中。标准花键按齿形不同，主要有矩形花 键和渐开线花键。 花键的工作面为齿的两侧面。静联接主要失效为工作面被压溃，按工作面上的挤压应力：动联接主要 失效为工作面过度磨损，按工作面上的压力计算所能传递的扭矩。 10.1.11销联接 销是标准件。主要用于固定零件之间的相互位置，并传递不大的载荷 按销的形状分为普通圆柱销和普通圆锥销。圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆后会降低定 位的精确性和联接的紧固性。圆锥销有1：50的锥度，安装方便，定位精度高，多次装拆对定位精度影响 较小，在受到横向载荷时可以自锁。 按销的功能分为定位销、联接销和安全销
是：具有自定位功能，更适用于锥形轴端与轮毂的联接；轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大。 （ 3 ）楔键联接 楔键主要分为普通楔键（圆头、平头、半圆头）、钩头楔键 楔键的上表面和与它相配合的轮毂键槽均有 1:100 的斜度，工作面为上下两面，靠上、下两面楔紧 的摩擦力传递转矩。主要失效形式为上下楔紧面被压溃。其特点是：对中性差，轴和轮毂有偏心和偏斜； 可承受单向轴向载荷，可对轮毂单向轴向固定。 （ 4 ）切向键联接 由一对斜度为 1:100 的楔键组成，工作面为相平行的两窄面，靠轴和轮毂与键的挤压和摩擦力传递 转矩。主要失效形式为工作面被压溃。特点是：对轴的削弱较大；传递的转矩大.一个切向键传递单向转 矩，夹角为 120 °～ 130 °两个切向键传递双向转矩。 3 ．键联接的选择设计 （ 1 ）类型选择：根据结构特点、使用要求、工作条件选择。 （ 2 ）尺寸选择：根据轴的直径 d 选择键的截面尺寸 b × h ，根据轮毂宽度选择键的公称长度 L （≤轮毂宽度），并应符合长度系列。 （ 3 ）材料选择：抗拉强度不小于 600 MPa 的钢，一般选用 45 号钢。 （ 4 ）强度校核：根据主要失效形式，选择相应的校核公式计算。 4 ．提高键联接强度措施：①采用双键。两个平键沿周向相隔 180 °，在强度计算中按 1.5 个键计算； ②增加键长以提高单键联接的承载能力；③适当加大轴径，键的截面尺寸也将随之增加。 5 ．花键联接 花键主要用于定心精度高、承载能力大、有轴向滑移的联接中。标准花键按齿形不同，主要有矩形花 键和渐开线花键。 花键的工作面为齿的两侧面。静联接主要失效为工作面被压溃，按工作面上的挤压应力；动联接主要 失效为工作面过度磨损，按工作面上的压力计算所能传递的扭矩。 10.1.11 销联接 销是标准件。主要用于固定零件之间的相互位置，并传递不大的载荷。 按销的形状分为普通圆柱销和普通圆锥销。圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆后会降低定 位的精确性和联接的紧固性。圆锥销有 1:50 的锥度，安装方便，定位精度高，多次装拆对定位精度影响 较小，在受到横向载荷时可以自锁。 按销的功能分为定位销、联接销和安全销
