第6篇连接与紧固
第1章螺纹及螺纹连接6-3
1螺纹6-3
1.1螺纹术语及其定义(摘自GB/T 14791—2013)6-3
1.2螺纹标准6-11
1.3英制标准6-13
1.4螺纹的分类、特点和应用6-14
1.5普通螺纹6-16
1.6梯形螺纹6-22
1.6.1梯形螺纹牙型与基本尺寸6-22
1.6.2梯形螺纹公差(摘自GB/T 5796.4—2005)6-25
1.7锯齿形(3°、30°)螺纹6-28
1.7.1锯齿形(3°、30°)螺纹牙型与基本尺寸6-28
1.7.2锯齿形(3°、30°)螺纹公差(摘自GB/T 13576.4—2008)6-31
1.7.3水系统45°锯齿形螺纹牙型与基本尺寸(摘自JB/T 2001.73—1999)6-35
1.855°非螺纹密封的管螺纹(摘自GB/T 7307—2001)6-36
1.955°密封管螺纹(摘自GB/T 7306.1~7306.2—2000)6-37
1.1060°密封管螺纹(摘自GB/T 12716—2011)6-40
1.11美国一般用途管螺纹的用途和代号6-43
1.12普通螺纹的管路系列(摘自GB/T 1414—2013)6-43
1.13米制密封螺纹(摘自GB/T 1415—2008)6-441.14管螺纹6-45
1.15矩形螺纹6-46
1.1630°圆弧螺纹6-47
2螺纹零件结构要素6-47
2.1紧固件6-47
2.2普通螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角(摘自GB/T 3—1997)6-49
2.3圆柱管螺纹收尾、退刀槽、倒角6-51
2.4螺塞与连接螺孔尺寸6-52
2.5地脚螺栓孔和凸缘6-52
2.6孔沿圆周的配置6-52
2.7通孔与沉孔尺寸6-53
2.8普通螺纹的内、外螺纹余留长度、钻孔余留深度、螺栓突出螺母的末端长度(摘自JB/ZQ 4247—2006)6-55
2.9粗牙螺栓、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度6-55
2.10扳手空间(摘自JB/ZQ 4005—2006)6-56
2.11对边和对角宽度尺寸(摘自JB/ZQ 4263—2006)6-57
3螺纹连接6-60
3.1螺纹连接的基本类型6-60
3.2螺纹连接的常用防松方法6-61
3.3螺栓组连接的设计6-64
3.3.1螺栓组连接的结构设计6-64
3.3.2螺栓组连接的受力分析6-64
3.4单个螺栓连接的强度计算6-66
3.4.1不预紧螺栓连接、预紧螺栓连接6-66
3.4.2受偏心载荷的预紧螺栓连接6-69
3.4.3高温螺栓连接6-693.4.4低温螺栓连接6-69
3.4.5钢结构用高强度螺栓连接6-70
3.5螺纹连接拧紧力矩的计算和预紧力的控制6-70
3.5.1拧紧力矩的计算6-70
3.5.2预紧力的控制6-71
3.6螺纹连接力学性能和材料6-73
3.7螺纹连接的标准元件6-85
3.7.1紧固件的标记方法(摘自GB/T 1237—2000)6-85
3.7.2螺栓6-85
3.7.3螺柱6-106
3.7.4螺钉6-111
3.7.5螺母6-128
3.7.6垫圈及挡圈6-151
4新型螺纹连接型式和防松装置6-180
4.1唐氏螺纹连接副6-180
4.1.1唐氏螺纹连接副的防松原理及安装要求6-180
4.1.2唐氏螺纹连接副的防松性能6-180
4.1.3唐氏螺纹连接副的保证载荷及企业标准件6-181
4.1.4唐氏螺纹连接副在吊车梁压轨器上的应用6-185
4.2高性能防松螺母6-185
4.2.1施必牢(DTF)防松螺母6-185
4.2.2液压防松螺母及拉紧器6-190
第2章铆钉连接6-193
1铆钉连接的类型、特点和应用6-193
2铆缝6-193
2.1铆缝的形式6-193
2.2铆缝的设计6-194
3铆钉孔间距6-194
4铆钉公称杆径和铆钉长度计算6-194
5铆钉用通孔直径6-195
6铆钉连接的强度计算6-195
7铆接的材料和许用应力6-196
8铆接结构设计中应注意的问题6-197
9铆钉类型及标准件6-198第3章销、键和花键连接6-216
1销连接6-216
1.1销的类型、特点和应用6-216
1.2销的选择和销连接的强度计算6-218
1.3销的标准件6-220
2键连接6-228
2.1键的类型、特点和应用6-228
2.2键的选择和连接的强度计算6-229
2.3键的标准件6-231
3花键连接6-246
3.1花键的类型、特点和应用6-246
3.2花键连接的强度计算6-246
3.2.1通用简单计算法6-246
3.2.2花键承载能力计算法(摘自GB/T 17855—1999)6-247
3.3矩形花键(摘自GB/T 1144—2001)6-254
3.4圆柱直齿渐开线花键6-258
3.4.1术语、代号及定义(摘自GB/T 3478.1—2008)6-258
3.4.2基本参数(摘自GB/T 3478.1—2008)6-260
3.4.3基本齿廓(摘自GB/T 3478.1—2008)6-262
3.4.4尺寸系列6-263
3.4.5公差等级及公差6-270
3.4.6渐开线花键的参数标注6-277
第4章过盈连接6-279
1过盈连接的方法、特点与应用6-279
2过盈连接的设计与计算6-280
2.1圆柱面过盈连接的计算(摘自GB/T 5371—2004)6-281
2.2圆柱面过盈连接的计算举例6-287
2.3圆锥面过盈连接的计算(摘自GB/T 15755—1995)6-290
2.4圆锥过盈连接的计算举例6-293
3过盈连接的结构设计6-295
3.1圆柱面过盈连接的合理结构6-295
3.2圆锥面过盈连接的一般要求(摘自GB/T 15755—1995)6-296
3.3油压装卸结构设计规范(摘自JB/T 6136—2007)6-298
3.4油压装卸说明(摘自JB/T 6136—2007)6-301
第5章胀紧连接和型面连接6-302
1胀紧连接6-302
1.1连接原理与特点6-302
1.2胀紧连接套的型式与基本尺寸(摘自GB/T 28701—2012)6-302
1.2.1ZJ1型胀紧连接套6-302
1.2.2ZJ2型胀紧连接套6-304
1.2.3ZJ3型胀紧连接套6-306
1.2.4ZJ4型胀紧连接套6-307
1.2.5ZJ5型胀紧连接套6-308
1.3胀紧连接套的标记示例6-309
1.4胀紧连接套的选用(摘自GB/T 28701—2012)6-309
1.4.1按传递负荷选择胀套的计算6-309
1.4.2结合面公差及表面粗糙度6-309
1.4.3被连接件的尺寸6-310
1.5胀紧连接套安装和拆卸的一般要求(摘自GB/T 28701—2012)6-311
1.6ZJ1型胀紧连接套的连接设计要点(摘自GB/T 28701—2012)6-311
2型面连接6-317
第6章锚固连接6-319
1锚固连接的作用原理6-3192锚固连接失效的几种主要形式6-320
3锚固连接的基础与安装6-320
3.1锚固基础6-320
3.2锚栓的安装6-321
4锚栓的表面处理6-324
5锚固连接的承载力验算6-324
5.1锚栓承载力验算要求及计算公式6-324
5.1.1验算方法与要求6-324
5.1.2受拉承载力计算6-325
5.1.3受剪承载力计算6-325
5.1.4拉剪共同作用下的承载力计算6-326
5.2例题6-326
6锚栓型号与规格6-327
7国产钢膨胀螺栓及膨胀螺母6-345
7.1钢膨胀螺栓6-345
7.2膨胀螺母6-346
第7章粘接6-347
1胶黏剂的选择6-347
2粘接接头的设计6-350
3粘接工艺与步骤6-352
3.1表面处理6-352
3.2胶液配制和涂敷6-353
3.3晾置与固化6-354
4粘接技术的应用6-354
参考文献6-358
第7篇轴及其连接
第1章轴、曲轴和软轴7-3
1轴7-3
1.1轴的分类7-3
1.2轴的设计7-3
1.3轴的常用材料7-3
1.4轴的结构设计7-6
1.4.1零件在轴上的定位与固定7-7
1.4.2提高轴疲劳强度的结构措施7-10
1.4.3轴颈及轴伸结构7-10
1.4.4轴的结构示例7-18
1.5轴的强度计算7-19
1.5.1按扭转强度或刚度计算7-19
1.5.2按弯扭合成强度计算7-20
1.5.3精确强度校核计算7-21
1.6轴的刚度校核7-28
1.6.1轴的扭转刚度7-28
1.6.2轴的弯曲刚度7-28
1.7轴的临界转速校核7-31
1.7.1不带圆盘的均匀质量轴的临界转速7-31
1.7.2带圆盘的轴的临界转速7-32
1.7.3轴的临界转速计算举例7-33
1.7.4等直径轴的一阶临界转速计算7-34
1.8轴的工作图及设计计算举例7-35
2曲轴7-40
2.1曲轴结构设计7-40
2.2曲轴的设计要点7-42
2.3曲轴的强度计算7-42
2.3.1曲轴的破坏形式7-42
2.3.2曲轴的受力分析7-42
2.3.3曲轴的静强度校核7-44
2.3.4曲轴的疲劳强度校核7-45
2.3.5应力集中系数Kσ、Kτ及应力σa、σm、τa、τm7-46
2.3.6提高曲轴强度的措施7-47
3软轴7-48
3.1软轴的结构组成和规格7-49
3.1.1软轴7-49
3.1.2软管7-49
3.1.3软轴接头7-51
3.1.4软管接头7-51
3.2常用软轴的典型结构7-52
3.3防逆转装置7-53
3.4软轴的选择7-54
第2章联轴器7-55
1联轴器的分类、特点及应用7-55
2机械式联轴器选用计算(摘自JB/T 7511—1994)7-63
3联轴器的性能、参数及尺寸7-66
3.1联轴器轴孔和连接型式与尺寸(摘自GB/T 3852—2008)7-66
3.1.1圆柱形轴孔和键槽型式及尺寸7-66
3.1.2圆锥形轴孔和键槽型式及尺寸7-69
3.1.3其他连接型式7-71
3.2刚性联轴器7-71
3.2.1凸缘联轴器(摘自GB/T 5843—2003)7-71
3.2.2ZZ1胀套式刚性联轴器7-74
3.3鼓形齿式联轴器7-74
3.3.1GⅡCL型鼓形齿式联轴器(摘自GB/T 26103.1—2010)7-75
3.3.2GⅡCLZ型鼓形齿式联轴器(摘自JB/T 8854.2—2001)7-80
3.3.3GCLD型鼓形齿式联轴器(摘自GB/T 26103.3—2010)7-84
3.3.4NGCL型带制动轮鼓形齿式联轴器(摘自GB/T 26103.4—2010)7-86
3.3.5NGCLZ型带制动轮鼓形齿式联轴器(摘自GB/T 26103.5—2010)7-89
3.3.6鼓形齿式联轴器的选用及许用补偿量7-92
3.3.7联轴器的转矩计算7-93
3.4TGL鼓形齿式联轴器(摘自JB/T 5514—2007)7-95
3.5滚子链联轴器(摘自GB/T 6069—2002)7-98
3.6十字轴式万向联轴器7-100
3.6.1SWC型整体叉头十字轴式万向联轴器(摘自JB/T 5513—2006)7-100
BH、WH型联轴器7-100
BF、WF、WD型联轴器7-102
DH型联轴器7-105
CH型联轴器7-106
SWC型万向联轴器与相配件的连接尺寸及螺栓预紧力矩7-107
SWC型万向联轴器的布置与选用计算7-108
3.6.2SWP型剖分轴承座十字轴式万向联轴器(摘自JB/T 3241—2005)7-110
A型、B型、C型、D型、E型、F型联轴器7-110
G型—有伸缩超短型联轴器7-114
ZG型—正装贯通型、FG—反装贯通型联轴器7-115
SWP型万向联轴器的连接及螺栓预紧力矩7-117
SWP型万向联轴器的选用计算7-117
说实话,这本书的阅读过程是枯燥且费神的,它需要你保持高度集中的注意力,因为上下文的逻辑链条非常长,任何一个环节的疏忽都可能导致后续所有计算结果的谬误。我曾尝试在通勤的地铁上阅读,结果发现根本行不通,因为书中的内容要求你必须在一个安静、没有干扰的环境下,进行反复的查阅和对比,很多公式需要结合前面章节的概念才能完全理解。我注意到,书中引用的参考文献大多是上世纪八九十年代的经典德系或俄系工程文献,这表明其理论基础是经过了漫长工程实践检验的“老黄历”,而不是基于最新研究的“时髦理论”。这本书的价值体现在它提供了一个稳定且经过时间考验的、系统的机械设计知识框架。它不教你如何使用最新的CAD软件,也不教你如何进行拓扑优化,它教的是‘机械’本身为什么会这样工作,以及如何用最基础、最可靠的方式去确保它的功能。对于那些想跳过理论基础直接上手做项目的初学者而言,它可能显得晦涩难懂,但对于希望建立起坚实、不被时代轻易淘汰的工程学认知的专业人士来说,它无疑是案头不可或缺的压舱石。
评分我发现,这本书里没有太多关于“创新”或“颠覆性技术”的叙述,它的核心精神似乎是“将已知原理做到极致的可靠和精确”。例如,在讲解链条传动效率优化时,它花费了极大的篇幅去讨论链节间啮合角的变化如何影响能量损失,并提供了详细的实验数据来支持其建立的修正模型,这些内容对于日常维护和标准设计来说,可能略显‘过度工程化’了。然而,正是这种对细节的执着,才使得它能够被用在那些对安全性和寿命要求极高的场合,比如航空航天设备或重型矿山机械的传动部分。我感觉这本书的真正读者群,是那些需要为设备“保底”的资深设计师,他们关心的不是能跑多快,而是确保它在预定寿命周期内不会以任何可预见的方式失效。这本书就像是为那些需要为自己设计的每一个零件和每一个连接点提供法律级别辩护材料的工程师准备的终极武器,里面每一个结论都有坚实的数学和物理基础作为支撑,几乎找不到可以被随意挑战的灰色地带。
评分这本书的排版和字体选择,透露出一种强烈的时代烙印,它更像是一本供专业人士在工作台边随时查阅的“活工具”,而不是供人舒适地坐在沙发上阅读的“传记”。纸张的质地偏哑光,字里行间充满了密集的公式和工程制图符号,很多插图是那种传统的二维正交投影图,每一个尺寸标注都精确到小数点后几位,旁边常常附带着详细的几何公差要求。我尝试用电子阅读器去扫描识别其中的表格数据,结果发现效果很差,因为很多关键的表格设计得非常紧凑,包含了跨页的复杂数据矩阵,电子化的处理完全破坏了其原有的结构逻辑。这本书的阅读体验,是必须把它平摊在一个足够大的工作台上,需要用笔在旁边空白处演算,或者用手指沿着复杂的流程图追踪每一个判断分支。对于年轻一代习惯于交互式模拟和三维可视化的学习者来说,这种纯粹的、基于二维图示和纯文本描述的学习方式,无疑是一种挑战,它考验的不仅是理解能力,更是对传统工程制图规范的熟悉程度。
评分我印象最深的是它对标准件选型和参数确定的那种近乎苛刻的详尽程度。我随便翻到关于轴承选型的那一节,它不是简单地告诉你“根据转速和载荷选3204型调心球轴承”,而是细致地列出了不同润滑方式在不同温度区间下的寿命衰减曲线,并且配有大量的简化图解,演示了如何手动计算轴承座的刚度对预紧力的反作用影响。这让我意识到,这本书的价值不在于提供快速答案,而在于系统性地构建一个完整的、可追溯的决策链条。我曾在一个项目中遇到过一个棘手的振动问题,当时我的直觉是调整阻尼器,但在书中关于动态特性分析的章节里,我找到了更深层次的原因——原来是某个非线性耦合振动模式在特定工作频率下被激发了,而书中的推导过程,一步步引导我从系统的固有频率计算入手,最终定位到了问题的根源,那是一个我原先完全忽略的次要结构件的刚度变化。这本书的作者们显然是带着一种“将所有不确定性纳入计算框架”的工程师信仰在写作,它强迫你正视每一个变量,拒绝任何模糊的估计或经验主义的跳跃。读它就像是和一位经验极其丰富但又极其固执的老师对话,他不会轻易放过你思维中的逻辑漏洞。
评分拿到这本厚重的工具书时,我心里就咯噔一下,直觉告诉我,这绝不是那种可以轻松翻阅的休闲读物。它的封面设计朴实得近乎古板,透露出一种严肃的工业气息,仿佛直接从某个年代久远的工程院图书馆里搬出来的。我原本是抱着学习新知识的心态来的,想找找有没有关于现代增材制造或者仿生设计的新章节,结果翻开目录,里面的章节标题,比如“复杂曲面零件的应力分析”或是“特定载荷下的疲劳寿命计算”,瞬间就把我拉回了扎实的传统机械原理世界。书里大量的图表和公式,虽然严谨得令人信服,但对我这个主要关注前沿数字制造的工程师来说,显得有些‘老派’。我试着去查找一些关于智能传感器集成和物联网在设备健康监测方面的最新进展,结果一无所获,这套书显然更专注于材料的力学性能、公差配合的精确计算以及经典传动系统的优化设计,这些都是基石,无可厚非,但对于追求“未来感”的我来说,它更像是一本精装版的“武功秘籍总纲”,而非最新招式详解。它要求读者必须具备深厚的数学功底和对物理定律的深刻理解,任何想走捷径或寻求‘一键生成’解决方案的企图,在这本书面前都会被无情地击碎。
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