1.4.2 连接
1.可拆连接
(1)螺纹连接。
1)螺纹连接的主要类型及特点:
①普通螺栓连接:见图1-66(a),这种连接的特点是螺栓杆与孔之间有间隙,杆与孔的加工精度要求低,装拆方便。主要用于被连接件不太厚的场合。
②铰制孔螺栓连接:见图1-66(b),铰制孔螺栓连接的孔与杆间无间隙,依靠螺栓光杆部分承受剪切和挤压来传递横向载荷的,这种连接对螺栓的加工精度要求高,成本高。适用于连接件需承受较大横向载荷的场合。
③双头螺柱连接:见图1-66(c),将两头都有螺纹的螺柱一端旋紧在被连接件的螺纹孔内,另一端穿过另一被连接件的孔,放上垫圈,拧上螺母,从而将两连接件联成一体。拆卸时,只需拧下螺母,取走上面的连接件,这种连接用于被连接件之一较厚或因结构需要采用盲孔的连接。
④螺钉连接:见图1-66(d),这种连接将螺钉直接拧入被连接件的螺纹孔中,不用螺母。常用于被连接件之一较厚,且不经常装拆的场合。
⑤紧定螺钉连接:它是利用紧定螺钉旋入被连接件之一的螺纹孔中,并以其末端顶紧另一零件,以固定两零件的相互位置。这种连接可传递不大的力和转矩,多用于轴与轴上的连接。
图1-66 螺纹连接的类型
2)螺纹连接零件的标注方法:
螺栓M10×60:表示公称直径为10mm、公称长度为60mm的六角头螺栓。
螺母M10:表示公称直径为10mm的六角螺母。
3)螺纹连接的防松:螺纹连接有自锁性,但当有冲击、振动、变载作用时,连接会松动,所以要防松。防松的方法有:
①摩擦防松:双螺母对顶防松、弹簧垫圈防松、自锁螺母防松。
②机械防松:止动垫圈防松、串联钢丝防松、开口销与开槽螺母防松。
③永久防松:焊接、胶接等。
(2)键连接。键连接主要用于轴与轴上传动零件(如联轴器、齿轮等)的周向固定,并传递运动和转矩。键连接分平键、楔键、半圆键和花键连接等,以平键连接最为常用。
1)平键连接分为普通平键连接和导向平键连接。
①普通平键连接:见图1-67,工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩,因此键的两侧面为工作面。这种连接的对中性好,装拆方便,应用广泛,如减速器中的齿轮、联轴器与轴的连接均采用平键。
图1-67 普通平键连接
②导向平键连接:导向平键连接如图1-68所示,适用于动连接,即传动零件需沿轴做轴向移动的连接,如变速箱中的滑移齿轮。
图1-68 导向平键连接
2)楔键连接:图1-69为楔键连接,工作时依靠键的上、下底面与键槽挤紧产生的摩擦力来传递转矩。这种连接用于某些农业机械和建筑机械中。
3)花键连接:键两侧是工作面,靠键齿侧面间的挤压传递转矩。其对中性、导向性好,承载力大,但成本高。用于载荷大且对中性要求高的机械中。
4)半圆键连接:图1-70为半圆键连接,工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩,因此键的两侧面为工作面。键在轴上键槽中能绕其圆心转动,用于锥形轴端。
(3)销连接。销连接在机械中起定位作用,并可传递不大的载荷。销的种类见图1-71。
图1-69 楔键连接
图1-70 半圆键连接
图1-71 销连接
2.不可拆连接
(1)焊接。焊接具有结构简单、节省材料、接头强度高、气密性好、生产效率高、成本低等优点,但焊后容易产生焊接应力和变形。
焊接广泛应用于机械制造、建筑结构、桥梁、管道、石油化工、航空航天等各个领域。如建筑结构及桥梁中钢筋的连接、船体制造、汽车车身制造、锅炉和压力容器制造、机械中的箱体及机架等均采用焊接。
(2)胶接。胶接是用胶黏剂直接把被连接件连接在一起且具有一定强度的连接。利用胶黏剂凝固后出现的黏附力来传递载荷。胶接的特点是重量轻、材料的利用率高、成本低;有良好的密封性、绝缘性和防腐性等,但抗剥离、抗弯曲、抗冲击及抗振动性能差;耐老化性能差;且胶黏剂对温度变化敏感,影响胶接强度等。
胶接广泛应用于木质结构、塑料制品等。随着新型胶黏剂的发展,胶接在金属构件的连接中也日渐增多。在机械制造中常用的胶黏剂是:环氧树脂胶黏剂、酚醛乙烯胶黏剂、聚氨酯等。
(3)铆钉连接。见图1-72,铆接是将铆钉穿过被连接件的预制孔中经铆合而成的连接方式。铆接的连接强度高(如武汉长江大桥的箱形格构大梁),密封性能好;但拆卸不方便、制孔精度高。
图1-72 铆接
铆接分类:
1)活动铆接:结合件可以相互转动,如剪刀、钳子。
2)固定铆接:结合件不能相互活动,如桥梁建筑。
3)密缝铆接:铆缝严密,不漏气体与液体。