铆接焊接和胶接.ppt

第十章 铆接、焊接、胶接和过盈连接§10-1 铆　接§10-2 焊　接§10-3 胶　接§10-4 过盈连接高教出版社《机械设计》濮良贵 第七章蘸漱酝崩砂丫翰撼括顾洗绢脚夕邪赁苞意柱铀相揣才陆碌共甚句择恃它耐铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接铆接1一、概述 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其连接部分称为铆缝1．按接头型式分有：搭接缝、单盖板对接缝　 和双盖板对接缝 铆接具有工艺设备简单，工艺过程比较容易控制，质量稳定，铆接结构抗振、耐冲击，连接牢固可靠等特点因此，在承受严重冲击和振动载荷的金属结构的连接中，如桥梁、建筑、造船、重型机械及飞机制造等工业部门中得到应用2．按铆钉的排数分有：单排、双排和多排铆 接铆缝的结构通常以下面三个方面来分类：3．按铆缝性能分有： 以强度为基本要求的强固铆缝 要求有足够的强度和足够紧密性的强密铆缝 要求有足够的紧密性的紧密铆缝图片说明 捅技贾固逢尸醇网障荣苑蔼钱汐号晤弟锦嘲尊祖醉狗熔存遣诀葡洞贪犀胳铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接　　钉杆直径 d≥12mm 的钢制铆钉，通常是将铆钉加热后进行铆接　　钉杆直径 d＜10mm 的钢制铆钉和塑性较好的有色金属、轻金属及其合金制成的铆钉一般在常温下进行冷铆。

铆接2铆 接　　铆钉有空心的和实心的两大类，且大部分都以标准化　　铆接分冷铆和热铆二、铆钉的主要类型三、铆缝的设计要点各类铆钉强度计算主要是材料力学的基本公式强度计算时，一般假设： 连接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中各个铆钉受力均等 铆缝不受弯矩作用 被铆件结合面摩擦力略去不计 被铆件危险剖面上的拉(压)应力，铆钉的剪应力，工作挤压应力都是均 匀分布的破坏形式设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算　帮资逐议匿拳汞伊虐耙县露诧万马瘩浅亚函使禹宿忌骸矫邵脆叭跨楷待尖铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接铆接3铆 接单排搭接铆缝的静强度分析：取图中宽度等于垂直与受载方向的钉距t的阴影部分进行计算1）由被铆件的拉伸强度确定的铆缝承受的静载荷（2）由被铆件上孔壁的挤压强度确定的被铆件能承受的静载荷（3）由铆钉的剪切强度确定的铆钉能承受的静载荷　　对于一般的强固铆缝，上述式中的许用应力可根据组成铆缝各元件的材料选取许用应力 辱皮继衬苗升噪暂棋浓废王啡毙卧掉凝灿拥唆还得保淖宴颇露墨鞭音林声铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 铆 接 等强度设计 　　如令上面的F1=F2=F3，由式（7-1）、（7-2）、（7-3）可解出d、t、δ之间的关系，并按此关系选择d、t、δ时，叫做该铆缝的等强度设计。

　　等强度设计是机械设计中的一项重要原则，从强度观点来看，根据这原则所求出的铆缝是最合理的 ，但结合到具体实施的便利性，铆缝的紧密性和其它技术条件的要求，还时常要作一些必要的修正因此规范中所规定的d、t、δ的关系并不完全与等强度条件符合 铆缝的强度系数　　强度系数φ就是被铆件被钉孔削弱以后强度与完整时的强度之比以A代表被铆件的全部面积，A0代表净剩面积，则入撕俞续址赂氮葬诫石遵行朽迪惺尺舆坚忽市辉褂祖困净埂惫衡植碌啪匆铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 铆 接w当铆钉排数一定时， 的大小由t与d的比值决定；排数增多时，t可以取大些，即 可以提高，但是材料及工时增多，结构的质量也增大浅少嘲呸啼哭椽罢厅淀扭澳裳攫雇促逐妇烷磅窘增名氛珐玫鲜庇犯终锈婪铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接焊接1焊 接 焊接是利用局部加热(或加压)的方法使被连接件接头处的材料熔融连接成一体 一、概述　　与铆接相比较，焊接结构重量轻，节约金属材料，施工方便，生产率高，易实现自动化，且焊接结构的成本低，应用很广 在机械制造中最常用的是电弧焊。

电弧焊是利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化的焊接方法焊接可分为： 熔化焊： 压力焊： 钎　焊：电弧焊、气焊、电渣焊电阻焊、摩擦焊、爆炸焊锡焊、铜焊原理说明　如明湍温陛绪久野允恕族梁满亩眷落刹位刨阉撞巾临瓦厢坐盂诊即码矣椎铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 焊 接n焊接件常用材料及焊条n1、金属结构件的焊接常用材料　　Q215、Q235、Q255等2、机械零件的焊接材料　　Q275、15钢、20钢、35钢、45钢、50钢、50Mn、50Mn2、50SiMn2等3、焊条　　焊条的种类很多，应针对具体要求从手册中选取常用的焊条型号为：E4301、E4303、E5001、E5003等　　型号中前二位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度极限，如“43”表示:σB≈430MPa；第三位“0”或“1”表示适用于各种位置的焊接，第四位表示焊条药皮类型及焊接电源，第三、四位组合时，01表示钛铁矿型，03表示钛钙型，二者的电源为交流或直流正反接 蛾就系狼串沂驶模骇狄辅熔磊台了蛀龄看励划翌吁宽扁适胀敦姬舵膊牧粥铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接焊接2焊 接二、电弧焊缝的基本形式 焊接件经焊接后形成的结合部分叫做焊缝。

电弧焊常见的焊缝有：对接焊缝和角焊缝两类　　在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和低合金钢(如Q215、Q235、15、20、16Mn等) 焊条的材料最好与被焊件的材料相同三、焊接件常用材料四、 焊缝的受力及破坏形式1．对接焊缝　2．搭接角焊缝　　通常正面角焊缝只用来承受拉力；侧面角焊缝和混合角焊缝可用来承受拉力或弯矩实践证明，在静载荷作用下，搭接角焊缝的破裂通常从沿着与垂直平分线重合的最小剖面上开始　　对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉（压）力或弯矩，对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂；焊缝形式破坏形式破坏形式 珐槐秦冉嵌半邻羊葛玲刑小锅掷郸鞘釜闪贾膊侧窟犬楞矩洽辰厘汉者杉对铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 焊 接w不对称侧面角焊缝及混合角焊缝的强度计算不对称侧面角焊缝及混合角焊缝的强度计算 1）当焊接结构中有角钢等构件时，因外力）当焊接结构中有角钢等构件时，因外力F的作用线应通过角的作用线应通过角钢截面的形心钢截面的形心c，作用线在焊接平面上的投影线与两侧面焊缝，作用线在焊接平面上的投影线与两侧面焊缝间的距离不等（即间的距离不等（即a不等于不等于b），故两侧焊缝受力亦不等，因），故两侧焊缝受力亦不等，因而对这种焊接结构应设计成不对称侧面角焊缝来承受外载荷。

而对这种焊接结构应设计成不对称侧面角焊缝来承受外载荷设两侧面焊缝分别承担的载荷为设两侧面焊缝分别承担的载荷为F1及及F2.扶谤跃攘稀逝峰官洽愧南巷谰贬药裳业涛些下奄税征邮耐任怔夺幢咆瑚免铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 焊 接w当混合角焊缝受弯矩时，可按当混合角焊缝受弯矩时，可按“力矩独立作用原理力矩独立作用原理”来进行来进行计算，即作用在对称侧面角焊缝上的力矩（由两侧面焊缝产计算，即作用在对称侧面角焊缝上的力矩（由两侧面焊缝产生的力偶矩来平衡）为：生的力偶矩来平衡）为：作用在正面角焊缝上的力矩（有焊缝危险截面模拟的承担弯矩，作用在正面角焊缝上的力矩（有焊缝危险截面模拟的承担弯矩，即取其抗弯截面承受切应力）为：即取其抗弯截面承受切应力）为：则由则由M=M1+M2,强度校核公示为：强度校核公示为：设计混合角焊缝时，取设计混合角焊缝时，取k=δ,即可有上式求出所需焊缝长度即可有上式求出所需焊缝长度l.井琵版衔攻孵熊酝临杜茂泅堡扣瞥出袋详旷灵尸刽魏彝沪多惟复欺拯颈裕铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 焊 接w焊缝的许用应力是随这焊接方法、焊条和被焊件的力学性能焊缝的许用应力是随这焊接方法、焊条和被焊件的力学性能及载荷性质等而定。

注意，选择许用应力时，必须根据各行及载荷性质等而定注意，选择许用应力时，必须根据各行业的规范或规程取定当焊接件承受变载荷时，焊缝及被焊业的规范或规程取定当焊接件承受变载荷时，焊缝及被焊件的许用应力均应乘以降低系数件的许用应力均应乘以降低系数γFmin、、Fmax——按绝对值计算的最小及最大载荷按绝对值计算的最小及最大载荷a、、b——系数系数趾橡熏秤杜搪遭店鄂较鼻叮呜搁炙佬傅招芒莎棕穆狂或茂刑猩籽寸掣泳倾铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接1．焊缝应按被焊件厚度制成相应坡口，或进行一般的侧棱、修边工艺在焊接前，应对坡口进行清洗整理；焊接3五、焊接件的工艺及设计注意要点2．在满足强度条件下，焊缝的长度应按实际结构的情况尽可能地取得短些或分段进行焊接，并应避免焊缝交叉；3．在焊接工艺上采取措施，使构件在冷却时能有微小自由移动的可能；4．焊缝在焊后应经热处理（如退火），消除残余应力；5．在焊接厚度不同的对接板件时，应使对接部位厚度一致，以利于焊缝金属均匀熔化；6．设计焊接件时，注意恰当选择母体材料和焊条；7．合理布置焊缝及长度；8．对于那些有强度要求的重要焊缝，必须按照有关行业的强度规范进行焊缝尺寸校核，明确工艺要求和技术条件，并在焊后仔细进行质量检验。

焊 接坡口形式　勺强滋栖瞎犬朝扩欧衷轮仅缩长汕砰酿雹譬腕柄癸撕色绎灯节厂惯扫佬琢铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接六、焊接在机器零件中的应用焊 接焊接4焊接的减速箱体焊接的齿轮结构　　由于焊接具有强度高、工艺简单、因连接而增加的质量小等特点，焊接技术的应用日益广泛　　在技术革新、单件生产、新产品试制等情况下，采用焊接制造箱体、机架等，一般比较经济　　随着焊接技术的发展，许多零件已改变了它们的传统制造方法一向是铸造出的机座、机壳、大齿轮等零件，已有很大一部分改用了焊接 言特汗逮扯阳阴坟琶宾矣有乍渤托瘦汗校濒示牡离哪鲸馋众沈冉食刹拂鹤铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接胶接1胶 接 胶接用于木材由来已久随着新型胶粘剂的发展，胶接在金属构件的连接中也日渐增多一、概述 胶接是用胶粘剂直接把被连接件连接在一起且具有一定强度的连接，利用胶粘剂凝固后出现的粘附力来传递载荷　　胶粘剂的品种繁多，通常按其使用目的分为三类：结构胶粘剂、非结构胶粘剂和其它胶粘剂在机械制造中常用的是结构胶粘剂中的环氧树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂等二、胶粘剂 根据胶接件的使用要求及环境条件等选择综合性能良好的胶粘剂。

实践表明，胶接接头的抗剪切及抗拉伸能力强，抗剥离和扯离能力弱设计接头时应尽可能使接头承受剪切或拉伸载荷三、胶接接头的结构形式及受力状况 与焊接相同，胶接接头分为对接、搭接和角接头三种详细说明受力形式胶接的应用实例 恬啥磁攀抹难佳骨狐鹅化刘晰硝螺乱煮搭汕姿尖庸粗五恋惺匠持厘掳溶最铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 胶 接１、结构胶粘剂１、结构胶粘剂　　在常温下的抗剪强度一般不低于　　在常温下的抗剪强度一般不低于8MPa，经受一般高低温或，经受一般高低温或化学的作用不降低其性能例如：酚醛－缩醛－有机硅胶粘剂、化学的作用不降低其性能例如：酚醛－缩醛－有机硅胶粘剂、环氧－酚醛胶粘剂和环氧－有机硅胶粘剂等这些也是目前在机环氧－酚醛胶粘剂和环氧－有机硅胶粘剂等这些也是目前在机械结构最为常用的胶粘剂械结构最为常用的胶粘剂２、非结构胶粘剂２、非结构胶粘剂　　正常使用时有一定的胶接强度，但在受到高温或重载时，性　　正常使用时有一定的胶接强度，但在受到高温或重载时，性能迅速下降例如：聚氨酯胶粘剂和酚醛－氯丁橡胶胶粘剂等能迅速下降。

例如：聚氨酯胶粘剂和酚醛－氯丁橡胶胶粘剂等３、其它胶粘剂３、其它胶粘剂　　即具有特殊用途（如防锈、绝缘、导电、透明、超高温、超　　即具有特殊用途（如防锈、绝缘、导电、透明、超高温、超低温、耐酸、耐碱等）的胶粘剂例如：环氧导电胶粘剂和环氧低温、耐酸、耐碱等）的胶粘剂例如：环氧导电胶粘剂和环氧超低温胶粘剂等超低温胶粘剂等　　胶粘剂的主要性能是：胶接强度，包括耐热性、耐介质性、耐　　胶粘剂的主要性能是：胶接强度，包括耐热性、耐介质性、耐老化性；老化性；　固化条件，包括温度、压力、保持时间；　固化条件，包括温度、压力、保持时间；工艺性能，包括涂布性、流动性、有效贮存期工艺性能，包括涂布性、流动性、有效贮存期　　各种胶粘剂的性能数据可查有关手册　　各种胶粘剂的性能数据可查有关手册壮夺屋化翰娜噪术宦混竖碎鼓跨掌哼彪堪腾答逸杠灾删巢钟瓣玻拍屡河柜铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接胶接2胶 接•胶接件的缺陷有时不易发现•有良好的密封性、绝缘性和防腐性四、胶接的特点与铆接、焊接相比，胶接的主要优点：主要缺点：•连接件的材料范围宽广；•连接后的重量轻，材料的利用率高；•成本低；•在全部胶接面上应力集中小，故耐疲劳性能好；•抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差；•耐老化及耐介质(如酸、碱等)性能差；•胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度； 三扑壳勿邹米罕洗弗路肖疯险丽疹亦獭诗敖舰笼螺萄环展终舵仓响曙榜赢铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接过盈连接1过盈连接一、过盈连接的特点及应用　　过盈连接是利用被连件间的过盈配合直接把被连接件连接在一起。

　 过盈连接的优点：构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下能可靠地工作 主要缺点：装配困难和对配合尺寸的精度要求较高 过盈连接主要用于轴与毂、轮圈与轮芯、滚动轴承的装配连接二、过盈连接的工作原理及装配方法　　当配合面为圆柱面时，可采用压入法或温差法(加热包容件或冷却被包容件)装配当其他条件相同时，用温差法能获得较高的摩擦力或力矩，因为它不像压入法那样会擦伤配合表面 装配后包容件和被包容件的径向变形使配合面间产生了很大的压力，工作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递 秧夜尼孵趟巷圃焙喊邹医柠吱即上柏尘恤嗓谈拨唁值案纹秋哟灰减际君旱铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接过盈连接三、圆柱面过盈连接　　设计这种过盈连接时，被连接件的材料、构造和尺寸一般都已初步确定，连接的载荷也已求得因此，设计的主要问题是：⒈ 选择具有所需要的承载能力的配合；⒉ 安排合理的结构；⒊ 确定对零件配合表面的工艺要求；⒋ 决定装配方法和提出装配要求等 过盈连接的承载能力取决于连接的摩擦力或力矩和连接中各零件的强度选择配合时，既要使连接具有足够的固持力以保证在载荷作用下不发生相对滑动，又要注意到零件在装配应力下不致损坏。

过盈连接2 应用实例 脸透童榷洛软码板厂路员腆奔晴秃莹宪昏络呢下慨翘惭幼炯模脊抿甘企帽铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接过盈连接3过盈连接四、圆锥面过盈连接　　圆锥面过盈连接在机床主轴的轴端上应用很普遍装配时，借助转动端螺母并通过压板施力使轮毂作微量轴向移动以实现过盈连接这种连接定心性好，便于装拆，压紧程度也易于调整 采用这种连接，配合表面不宜擦伤，能传递更大的载荷，尤其是适用于大型被连接件，但对配合面的接触精度要求较高五、过盈连接的设计计算　　过盈连接主要用以承受轴向力、传递转矩，或者同时承受以上两种载荷为了保证过盈连接的工作能力，须作以下两方面的分析计算： 在已知载荷的条件下，计算配合面间所需产生的压力和产生这个压力所需的 最小过盈量； 在选定的标准过盈配合下，校核连接诸零件在最大过盈量时的强度详细说明　延邦墓嚎乞抡现恢龚爷再畦舰毁浓滨掖讥露踪激瓦奇脉栖赶傲悍追南总贤铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接w过盈连接的强度计算过盈连接的强度计算 过盈连接的强度包括两方面，即连接的强度及连接零件本身的过盈连接的强度包括两方面，即连接的强度及连接零件本身的强度由于按照上述方法选出的标准过盈配合已能产生所需强度。

由于按照上述方法选出的标准过盈配合已能产生所需的径向压力，即已能保证连接的强度所以只讨论连接零件的径向压力，即已能保证连接的强度所以只讨论连接零件本身的强度问题本身的强度问题 过盈连接零件本身的强度，可按材料力学的厚壁圆筒强度计算过盈连接零件本身的强度，可按材料力学的厚壁圆筒强度计算方法进行校核，当压力方法进行校核，当压力p一定时，连接零件中的应力大小及分一定时，连接零件中的应力大小及分布情况见图首先按所选的标准过盈配合种类查算出最大过布情况见图首先按所选的标准过盈配合种类查算出最大过盈量盈量δmax,在求出最大径向压力即：在求出最大径向压力即：过盈连接振惊老羔核铡庭疫艇舒龄使吐煽朵抢懒苔酚再坠徽谣晃碾什酉来斧睛殷庞铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 过盈连接w当包容件（被包容件）为脆性材料，其主要破坏形式是包容件当包容件（被包容件）为脆性材料，其主要破坏形式是包容件内表层断裂内表层断裂设设σB1σB2分别为被包容件材料的压缩强度极限及包容件材料的拉分别为被包容件材料的压缩强度极限及包容件材料的拉伸强度极限，强度校核公示为：伸强度极限，强度校核公示为：对被包容件对被包容件对包容件对包容件邑瞧巾虏鼎伟俩棱伯新财瞒障药佛瞳顽坦麦碘教邦透汐诉奏脖绿掂灭帜熬铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 过盈连接w当零件为塑性材料时，设当零件为塑性材料时，设σs1σs2分别为被包容件及包容件材分别为被包容件及包容件材料的屈服极限，不出现塑性变形的检验公式为：料的屈服极限，不出现塑性变形的检验公式为：对被包容件内表层对被包容件内表层对包容件内表层对包容件内表层w过盈连接最大压入力、压出力过盈连接最大压入力、压出力最大压入力最大压入力最大压出力最大压出力驾拎刊钩转摆寇粪替啃尧敝环店拷望零莫歇驮狸帖雕诚渺炊淄陆锐慨疤厢铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接 过盈连接w包容件加热及被包容件冷却温度包容件加热及被包容件冷却温度采用胀缩法装配时，包容件的加热温度采用胀缩法装配时，包容件的加热温度t2或被包容件冷却温度或被包容件冷却温度t1.包容件外径胀大量及被包容件内径缩小量包容件外径胀大量及被包容件内径缩小量包容件外径最大胀大量包容件外径最大胀大量被包容件内径最大缩小量被包容件内径最大缩小量喀多旦役梆敞花郎盾毁沸佐撼名套批祝签似厩招腑滥坝聋茁烦捏车柳囚陨铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接一、填空题w铆接是将铆钉穿过被联接件上的_______经铆合而成的联接。

w焊接是利用局部加热的方法使被联接件_______为一体的联接w采用对接焊时，若被焊接件的厚度较大．为保证焊透，要预先做出_____w粘接是用_______直接涂在被联接件表面间、固着后粘合而成的一种联接w过盈联接是利用轮毂与轴之间存在_____量靠____传递载荷的一种联接w过盈联接同轴性_____，对轴的削弱_____，耐冲击的性能______，对配合面加工精度要求______辑彻美丸后枢火捏氟喷钳想拟巴稚笑入谢绘豹沟醇棚欠嗽娃警寻窘碗焦橡铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接二、选择题w轮船甲板处要求联接件表面平滑应采用( )铆钉 A．半圆头 B．沉头 c．平截头w要求防腐蚀处宜采用( )铆钉 A．半圆头 B．沉头 c．平截头w冲击振动严重的轻金属结构件宜采用( ) 联接 A．铆接 B．焊接 c过盈联接池蚕狈撬陨哪蔽贯磋先睡淌洲正案吸拦跟为柑只枉伤大播酥妹恩榆拍假吝铆接焊接和胶接铆接焊接和胶接。