精密仪器设计与制造第十二章仪表零件的联接

1、第十二章第十二章 仪表零件的联接仪表零件的联接Northeastern University2Northeastern University33. 3. 对仪表联接方法的基本要求对仪表联接方法的基本要求u强度：强度：受负荷作用时，联接不能损坏。受负荷作用时，联接不能损坏。u精度：精度：被联接件准确的相对位置。被联接件准确的相对位置。u工艺性：工艺性：使联接容易加工制造，使用、维修方便。使联接容易加工制造，使用、维修方便。u可靠性：可靠性：仪表工作过程中，不允许联接出现松脱现象。仪表工作过程中，不允许联接出现松脱现象。u经济性：经济性：选用廉价的联接，降低仪表中的成本，但保证以上要求选用廉价的联

2、接，降低仪表中的成本，但保证以上要求Northeastern University4 1. 1. 焊接焊接 原理：原理：将被联接零件的联接部分加热至熔化状态，冷却后联成一将被联接零件的联接部分加热至熔化状态，冷却后联成一 体，但被联接件必须是金属零件。体，但被联接件必须是金属零件。 类型：类型：气焊气焊: : 用乙炔用乙炔- -氧焰加热零件，仪表中应用较少；氧焰加热零件，仪表中应用较少；电焊：电焊： 电弧焊：电弧焊：二个相距很近的电极，放电产生高温。二个相距很近的电极，放电产生高温。( (热电偶焊接热电偶焊接) ) 电阻焊：电阻焊： 对焊：对焊：接触面积有较大的接触电阻，通电后产生高温。棒状零

3、件焊接接触面积有较大的接触电阻，通电后产生高温。棒状零件焊接 点焊：点焊：在两个电极之间的金属接触表面上产生高温。薄板件焊接。在两个电极之间的金属接触表面上产生高温。薄板件焊接。 缝焊：缝焊：在两个电极之间零件接触表面上产生高温，电极为辊子状的，在两个电极之间零件接触表面上产生高温，电极为辊子状的， 且连续滚动，形成线装接触。且连续滚动，形成线装接触。 Northeastern University5 2. 2. 钎焊钎焊 原理：原理：将焊料加热至熔化状态，与被联接结件相互渗透，相互溶解将焊料加热至熔化状态，与被联接结件相互渗透，相互溶解 而使其联接一体。仪表中应用较为广泛。而使其联接一体。仪

4、表中应用较为广泛。 焊料：焊料：焊料的熔点焊料的熔点 被联接件的熔点被联接件的熔点软焊料软焊料: : 熔点熔点300500 ,500 ,如铜焊料、银焊料如铜焊料、银焊料 。 焊剂：焊剂： 为了焊接牢靠，必须净化焊接零件表面，消除焊接表面上的污垢及氧为了焊接牢靠，必须净化焊接零件表面，消除焊接表面上的污垢及氧化物，以及防止焊接表面加热时重新氧化，在焊接时，需添加焊剂。化物，以及防止焊接表面加热时重新氧化，在焊接时，需添加焊剂。 作用：作用： 防止氧化防止氧化 增加焊料流动性：如松香及其溶液，非腐蚀性的增加焊料流动性：如松香及其溶液，非腐蚀性的 除污垢除污垢 Northeastern Univer

5、sity6 3. 3. 胶接胶接 (1) (1) 原理：原理：胶粘剂与被联接件表面的分子、原子、离子间的胶粘剂与被联接件表面的分子、原子、离子间的相互吸引作用。相互吸引作用。应用实例：应用实例：胶接组合蜗轮胶接组合蜗轮螺纹接套与管件胶接螺纹接套与管件胶接蜂窝结构填料蜂窝结构填料蒙皮与型材胶接蒙皮与型材胶接Northeastern University7胶粘剂的品种繁多，通常按其使用目的分为三类：胶粘剂的品种繁多，通常按其使用目的分为三类：(2) (2) 胶粘剂胶粘剂 结构胶粘剂；结构胶粘剂；种类种类非结构胶粘剂；非结构胶粘剂；其它胶粘剂其它胶粘剂. .1 1）结构胶粘剂）结构胶粘剂 在常温下的

6、抗剪强度一般不低于在常温下的抗剪强度一般不低于80MPa80MPa，能经受一般高、，能经受一般高、低温或化学作用，而不降低其性能，胶接件能承受较大的载荷。低温或化学作用，而不降低其性能，胶接件能承受较大的载荷。在机械制造中常用的结构胶粘剂有如下两种：在机械制造中常用的结构胶粘剂有如下两种： 环氧树脂胶粘剂；环氧树脂胶粘剂； 酚醛树脂胶粘剂。酚醛树脂胶粘剂。Northeastern University82 2）非结构胶粘剂）非结构胶粘剂常用的品种有：常用的品种有： 聚胺脂胶粘剂；聚胺脂胶粘剂； 酚醛酚醛- -氯丁橡胶胶粘剂。氯丁橡胶胶粘剂。3 3）其它胶粘剂）其它胶粘剂 具有特殊用途的胶粘剂，

7、例如：防锈、绝缘、导电、透明、具有特殊用途的胶粘剂，例如：防锈、绝缘、导电、透明、超高温、超低温、耐酸碱等。超高温、超低温、耐酸碱等。品种有：品种有： 环氧导电胶粘剂；环氧导电胶粘剂； 环氧超低温胶粘剂。环氧超低温胶粘剂。 正常使用时有一定的胶结强度，但在受到高温或重载时，正常使用时有一定的胶结强度，但在受到高温或重载时，性能迅速下降。性能迅速下降。Northeastern University9(3) (3) 胶接接头的结构形式胶接接头的结构形式 胶接接头分为对接、搭接和角接头三种。胶接接头分为对接、搭接和角接头三种。Northeastern University10(4)(4)胶缝的设计：

8、胶缝的设计： 根据受力分为四种情况。根据受力分为四种情况。拉伸：外力与胶接面垂直，且均匀分布于整个胶接面；拉伸：外力与胶接面垂直，且均匀分布于整个胶接面；剪切：外力与胶接面平行，且均匀分布于整个胶接面；剪切：外力与胶接面平行，且均匀分布于整个胶接面；剥离：外力与胶接面成一定角度，并集中分布在胶接面的某剥离：外力与胶接面成一定角度，并集中分布在胶接面的某 一线上；一线上；扯离：外力垂直于胶接面，但不均匀分布在整个胶接面。扯离：外力垂直于胶接面，但不均匀分布在整个胶接面。尽量设计为尽量设计为剪切型剪切型的胶缝设计的胶缝设计（联接强度最高）。（联接强度最高）。拉伸拉伸 剪切剪切 剥离剥离 扯离扯离N

9、ortheastern University11 (5) (5)特点：特点：适用范围广（无论金属、非金属均可）适用范围广（无论金属、非金属均可）不会引发零件变形或发生组织改变不会引发零件变形或发生组织改变工艺简单、生产率高、成本低等工艺简单、生产率高、成本低等 胶接件的缺陷有时不易发现。胶接件的缺陷有时不易发现。缺点：缺点：抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差；抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差；耐老化及耐介质耐老化及耐介质( (如酸、碱等如酸、碱等) )性能差；性能差；胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度；胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度；Northeastern University12 从结构

10、上采取防止剥离的措施；从结构上采取防止剥离的措施； （6 6）胶接接头的设计要点）胶接接头的设计要点 针对工作要求正确选择粘结剂；针对工作要求正确选择粘结剂； 合理选择接头形式；合理选择接头形式； 恰当选择工艺参数；恰当选择工艺参数；充分利用胶缝的承载特性，尽可能使胶缝承受剪切和充分利用胶缝的承载特性，尽可能使胶缝承受剪切和拉伸载荷，而避免承受扯离，特别是剥离载荷，不宜拉伸载荷，而避免承受扯离，特别是剥离载荷，不宜采用胶接接头；采用胶接接头； 减少胶缝处的应力集中，如板材端部切成斜角；减少胶缝处的应力集中，如板材端部切成斜角； 当有较大冲击、振动时，应在胶接面之间增加玻当有较大冲击、振动时，应

11、在胶接面之间增加玻 璃布璃布层等缓冲材料层等缓冲材料 Northeastern University13 4. 4. 塑接塑接 原理：原理：嵌件置于熔化状态的基体中，冷却后成为一体。嵌件置于熔化状态的基体中，冷却后成为一体。 如图如图12-1412-14，手柄的联接，手柄的联接 塑接是仪器制造中应用较为广泛的一种联接方法，其联接强塑接是仪器制造中应用较为广泛的一种联接方法，其联接强度高，成本低，可获得不同性能。度高，成本低，可获得不同性能。 5 5. . 压合压合 原理：原理：靠联接件联接部分的过盈量实现零件的联接。靠联接件联接部分的过盈量实现零件的联接。 图图12-1512-15 光面压合光

12、面压合：精度高、强度高、加工难、成本高。：精度高、强度高、加工难、成本高。 图图12-1612-16 滚花压合滚花压合：小尺寸零件、精度不高。：小尺寸零件、精度不高。 Northeastern University146. 6. 铆接铆接 原理：原理：利用铆钉或被联接件本身的塑性变形，实现联接。利用铆钉或被联接件本身的塑性变形，实现联接。 图图12-17:12-17: 用不同型式的铆钉实现联接；用不同型式的铆钉实现联接； 图图12-1812-18、1919、2020： 用联接体本身起铆钉作用的部分实现联接。用联接体本身起铆钉作用的部分实现联接。 图图12-1812-18中：中：轴颈端部起铆钉作

13、用；轴颈端部起铆钉作用； 图图12-1912-19中：中：支承件起铆钉作用；支承件起铆钉作用； 图图12-2012-20中：中：薄板冲压件的铆接、允许拆装几次。薄板冲压件的铆接、允许拆装几次。装配方法：装配方法：1 1）压入法）压入法利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压入过程中表面利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平，因而降低了联接的紧固性微观不平度的峰尖被擦伤或压平，因而降低了联接的紧固性2 2）温差法）温差法加热包容件，冷却被包容件。可避免擦伤联接表面，联接加热包容件，冷却被包容件。可避免擦伤联接表面，联接牢固。牢固。 Northeaster

14、n University151. 1. 螺纹联接螺纹联接 原理：原理：具有外螺纹的零件拧入具有内螺纹的零件中，具有外螺纹的零件拧入具有内螺纹的零件中， 实现零件的联接，摩擦自锁。实现零件的联接，摩擦自锁。 它可以通过直接在联接件上加工螺纹实现联接，也可通它可以通过直接在联接件上加工螺纹实现联接，也可通 过专用联接件，标准联接件实现联接。过专用联接件，标准联接件实现联接。 专用联接件：专用联接件： 螺钉、螺栓、螺母、垫圈螺钉、螺栓、螺母、垫圈 防松措施：防松措施： 产生的原因：产生的原因：由振动、变负荷引起的；由振动、变负荷引起的； 措施：措施： a. a. 双螺母防松；双螺母防松； b. b.

15、 弹簧垫圈防松；弹簧垫圈防松； c. c. 胶接防松；胶接防松； d. d. 开口销防松；开口销防松； e. e. 止动垫圈防松；止动垫圈防松； f. f. 铁丝联锁放松铁丝联锁放松 Northeastern University16Northeastern University17Northeastern University18Northeastern University19Northeastern University20Northeastern University21Northeastern University22利用摩擦力 防松Northeastern University23

16、机械防松Northeastern University242. 2. 销钉联接销钉联接 原理：原理：利用装入被联接件孔中的销钉起联接作用。利用装入被联接件孔中的销钉起联接作用。 它是通过第三个零件实现的联接。它是通过第三个零件实现的联接。 作用：作用： 联接作用：联接作用： 图图12-2412-24（a a）圆锥销）圆锥销 图图12-2512-25（a a）开口销；）开口销； （b b）挡环）挡环 定位作用：定位作用： 图图12-2412-24（b b）圆柱销）圆柱销 防松措施：防松措施： 钢丝挡环防松钢丝挡环防松 开尾销防松开尾销防松 螺纹防松螺纹防松Northeastern Univers

17、ity25定位销主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。联接销主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不大的载荷安全销主要用于安全保护装置中的过载剪断元件 ，右图Northeastern University263. 3. 键联接键联接 原理：原理：轴和轴上零件的周向固定，传递扭矩。轴和轴上零件的周向固定，传递扭矩。 类型：类型：平键：靠两侧面工作平键：靠两侧面工作半圆键：两侧面工作半圆键：两侧面工作斜键：斜键： 楔键：楔键：上下两面工作上下两面工作 切向键切向键花键花键 防松措施：防松措施： 钢丝挡环防松钢丝挡环防松 开尾销防松开尾销防松 螺纹防松螺纹防松Nort

18、heastern University27Northeastern University28滑键键随轮毂移动导向键键不动，轮毂轴向移动Northeastern University29半圆键：半圆键： 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。 Northeastern University30Northeastern University31花键联接花键联接花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成花键齿侧面为工作面适用于动、静联接 Northeastern University32 4. 4. 夹紧联接夹紧联接 原理：原理：利用夹紧零件产生的摩擦力实现联接。利用夹紧零件产生的摩擦力实现联接。 例子：例子：