精密机械设计基础-第十四章联接

第十四章联接第一节概述一、分类1、根据被联接零件的性质：机械零件与机械零件的联接光学零件与机械零件的联接2、根据结构的特点分：可拆联接永久联接（不可拆联接）二、基本要求1、保证足够的联接强度2、保证足够的联接精度3、保证联接结构的可靠性4、联接方便，工艺性好5、满足其他一些特殊要求第二节机械零件的联接一、可拆联接（一）螺钉和螺纹联接（图14－1）1．联接螺纹的主要类型：（1）粗牙螺纹（2）细牙螺纹有较小的螺距、螺纹深度和螺旋升角（3）其它专门用途的联接螺纹1）目镜螺纹一种特殊用途的梯形螺纹，牙型角60°，专用于目镜与镜框之间的联接。为了转动均匀、轻快和在转角不大（一般小于36°）的情况下，得到较大的轴向移动，目镜螺纹常制成多头螺纹2)显微镜物镜螺纹国际通用特殊标准螺纹，牙型角55°，专用于显微镜上物镜组件与镜管的联接。为了便于更换不同情率的物镜，各国标准相同。3)圆柱管螺纹多用于水、煤气管路，以及润滑和电气管路系统的联接，螺纹牙型角55°。圆柱管螺纹的公称直径不等于螺纹大径，而近似等于管子的孔径。2．螺钉联接零件的型式及应用:（1）螺钉联接零件螺钉螺栓螺母垫圈（2）螺钉其他用途调节零件的位置（图14-2a）作转动零件心轴（图14-2b）组成导轨（图14-2c）3．螺钉联接的结构设计:（1）螺钉的类型圆柱头螺钉（图14－3）球面圆柱头螺钉（图14－7）沉头螺钉（图14－8d）（2）确定螺钉直径、长度、数量及排列形式1）直径一般取决于结构，受力大时经过计算2）长度（图14-3）零件1的最小厚度hmin应稍大于螺钉的螺尾或退刀槽的长度螺尾或退刀槽长度约等于1.5－2个螺距螺钉的拧入深度一般按下列关系：钢或青铜l＝d铸铁l＝（1.25－1.5）d铝合金l＝（1.5－2.5）d式中d为螺钉的公称直径受力很小可适当减少深度，但不应小于2.5个螺距螺钉长度应圆整为标准长度3)获得必要的拧入深度（图14-4）局部增加螺孔处的厚度螺孔处镶入用强度较高的材料制出螺纹4）数目5）排列形式扳手空间的大小，制造方便与否6）涉及的类型和尺寸规格尽量少（3）被联接零件的定位1）利用两个定位销定位（图14－5）2）利用圆柱配合面和一个定位销定位（图14-6）3）一个螺钉的联接中防转结构（图14-7）（4）螺钉联接的防松1）用增加摩擦力的方法防松（图14-8）2）用机械固定的方法防松（图14－9）3）用粘结方法防松（图14－10）（5）防止螺钉丢失结构（图14-11）（二）销钉联接1、销钉的类型（1）圆柱销1）优点：定位精度较高2）缺点：不宜多次拆卸（2）圆锥销1）优点：能多次拆装2）缺点：销钉孔加工需用锥形铰刀铰制2、销钉的主要用途有（1）作定位零件（图14－5）（2）作联接零件（图14－12）3、销钉联接的结构设计（1）选定销钉类型（表14－1）（2）计算或验算（3）销钉联接的防松（图14-12）（三）键联接1．键的类型、特点和应用（1）分类：平键半圆键斜键（楔键和切向键）（2）平键1）分类普通平键（图14-13a）圆头（A型）或方头（B型）；一端圆头，另一端方头（C型）。导向平键（简称导键）（图14－13b）滑键图（14-13c）（3）半圆键（图14－14a）1）优点：工艺性好，方便地用于锥形轴2）缺点：轴上的键槽较深（2）楔键（图14－15）斜键的一种1.分类：普通楔键钩头楔键2．键联接的设计与计算（图14-16）（1）选型（2）确定尺寸和材料（3）强度验算二、不可拆联接1.分类：焊接铆接压合胶接铸合（一）焊接利用加热（有时还需要加压），使两个以上的金属件在联接处的原子或分子结合的一种不可拆联接方法。按照加热的方法和焊接过程的特点，焊接可分为三大类：1.熔焊（气焊、电弧焊、电渣焊等）、2.压焊（电阻焊、摩擦焊、感应焊、冷压焊等）、3.钎焊在精密机械与仪器中应用普遍的是电阻焊与钎焊1．电阻焊1）定义：电阻焊又称为接触角是利用电流通过焊件时产生的电阻热，把焊件加热到塑化（软化）状态，再加压力形成焊接头。2）分类：点焊缝焊对焊2．钎焊钎焊是利用钎料把零件联接在一起，钎焊时，使熔化了的钎料充满焊件焊接处的间隙中，当焊料凝固后形成焊缝（二）铆接（图14-18）1、定义：利用铆钉或被联接件之一上起铆钉作用的铆接颈产生局部塑性变形，形成铆钉头，把零件联接在一起的方法。2、注意原则：1）铆钉材料的弹性模量要尽可能小。2）尽可能增大被联接零件的支承面3）尽可能减小铆接力（图14-19，14-20，14-21，14-22）（三）压合1、定义：利用两个零件配合面的过盈，把一个零件压入另一个零件构成的联接。2、分类：光面压合联接（图14-23）滚花压合联接（图14－24）（四）铸合1、定义：是把尺寸较小但具有一定性能要求的零件（嵌件）铸入另一零件（称为基本零件）的一种联接方法。（图14-25）（五）胶接利用胶粘剂把零件粘合在一起的联接方法。与其它形式的联接比较，胶接有下列优点：1）可以胶接各种金属材料，也可以胶接非金属材料，以及把金属材料和非金属材料胶接在一起。2）胶接表面光滑、平整、美观，胶接处应力分布均匀，避免了铆接、焊接、螺钉联接时存在的应力集中现象。3）胶接时，被联接零件一般不需要加热，即使需要加热，加热温度也较低，这就保证了被联接零件材料性质不致改变。因而，联接极薄的零件时，也不致产生变形4）胶接能满足如绝缘、密封、防腐蚀等使用要求，有的胶接还能达到很高的透明度，这对于光学零件的联接极为重要。5）胶接结构简单，重量轻，不削弱零件的强度胶接的缺点主要有：1）随着使用温度的增高，胶结的强度会降低；2）胶接的表面须经仔细的清洁处理。3）胶接固化的时间一般比较长，胶接后不能立即使用。第三节机械零件与光学零件的联接一、联接的特点和应满足的要求1、满足的要求：1）联接要牢固可靠，保证光学零件的相对位置，不引起光学零件的变形和内应力2）便于装配、调整，能彻底清洗3）保证有效通光孔径不受镜框切割4）消除温度变化时，由于材料线膨胀系数不同而产生的附加内应力。5）不用软木、纸片等有机材料与光学零件相接触。2、分类：1）圆形光学零件的固紧滚边法（图14-28）压圈法（图14-29，14-30）弹性元件法（图14-31，14-32）电镀法（图14-33）胶接法（图14-34）三、非圆形光学零件的固紧1、常见的固紧方法：夹板固紧（图14-35）平板和角铁固紧（图14-36）弹簧固紧（图14-37）胶粘固紧