汽车机械技术基础 2

汽车机械基础项目3汽车机械零部件认知任务3.1汽车手动变速器输出轴结构设计

手动变速器中有输入轴、输出轴和中间轴。汽车手动变速器靠这些轴和齿轮等零部件相配合，实现汽车变速。轴是机械中的重要零件，主要功用是支承回转零件（如齿轮、带轮），并传递动力和运动。机器的工作能力和工作质量，在很大程度上与轴有关。【任务描述】手动变速器一、轴的类型（一）根据所承受的载荷分类，轴可分为心轴、传动轴和转轴3种。1.心轴：只承受弯矩而不传递扭矩的轴。①转动心轴：工作时轴承受弯矩，且轴转动。例：铁路车辆的轴转动心轴、固定心轴②固定心轴：工作时轴承受弯矩，且轴固定。例：自行车的前轮轴2.传动轴：只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。例：汽车中连接变速器与后桥之间的轴3.转轴：既承受弯矩又传递扭矩的轴。例：减速器中的轴（二）根据轴线形状分类，轴可分为直轴、曲轴和软轴3种。1.直轴：用于一般机械中。按外形不同又分为光轴、阶梯轴和空心轴。

形状简单，应力集中少，易加工，但轴上零件不易装配和定位。光轴特点与光轴相反，常用于转轴。空心轴

减轻质量或在轴中心穿过其它零件或润滑油时选用。阶梯轴1.直轴：还有一些特殊用途的轴，如凸轮轴、花键轴、齿轮轴及蜗杆轴等。凸轮轴花键轴齿轮轴蜗杆轴2.曲轴：曲轴的各轴段轴线（中心线）不在同一条直线上，属于专用零件。例：内燃机曲轴、曲柄压力机中曲轴3.软轴：具有良好的挠性，用于两个传动件的轴线不在同一直线上，或工作时彼此有相对运动的空间传动，还可用于受连续振动的场合，以缓和冲击。例：汽车里程表软轴、牙科医生用修磨牙齿的钢丝软轴汽车里程表软轴牙科医生用修磨牙齿的钢丝软轴（1）轴头

支承传动零件、联轴器等，并与这些零件保持一定的配合的轴段。（2）轴颈与轴承配合的轴段。（3）轴身连接轴头与轴颈的轴段。按轴段所起的作用不同，阶梯轴的轴段可分为三类：二、轴的结构1.轴的组成①、⑤—轴头③、⑧—轴颈②、④、⑥、⑦轴身

（1）轴向定位和固定轴肩或轴环：阶梯轴上截面变化的部位。2.轴上零件的定位和固定轴向和周向轴肩与轴环轴肩是指截面尺寸变化的台阶处。轴环是指直径大于其左右两个直径的轴段（直径最大）。

为了保证轴上零件的轮毂端面与定位面紧贴，轴肩和轴环的圆角半径r应小于零件轮毂孔端的倒角c或圆角半径R。常用的轴向固定方式：

轴肩或轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈、弹性挡圈、紧定螺钉和圆锥面等。双圆螺母轴端压板圆螺母与止动垫圈紧定螺钉弹性挡圈

轴上零件的周向定位和固定是为了传递扭矩，防止零件与轴产生相对转动。（2）周向定位和固定

键、花键、销、紧定螺钉、过盈配合等。常用的周向定位与固定：紧定螺钉

①

以轴上零件的拆装是否方便、定位是否准确、固定是否牢靠，衡量轴结构设计的好坏。②

轴的结构要包括轴的合理外形和全部尺寸，要满足强度、刚度以及装配加工要求，结构设计越简单越好。③

轴的结构设计主要取决于轴在机器中的安装形式和位置，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴上安装零件的类型、数量、尺寸以及相应的连接方法。④

轴的结构要满足轴上零件有准确的工作位置，轴上零件要便于调整和拆卸，轴要具有良好的制造工艺性。3.轴的结构工艺性（1）轴的结构设计要点

①

由于阶梯轴（中间粗两端逐渐细的轴）接近于等强度，而且便于加工和轴上零件的定位和装拆，所以实际应用的轴多为阶梯轴。阶梯轴上的阶梯数应尽可能少，以减少应力集中。

②

为减少加工刀具种类和提高劳动生产率，同一轴上的倒角、圆角和键槽宽度等应尽可能取相同尺寸；为便于加工定位，轴的两端面上应做出中心孔。

③

轴上需磨削的轴段应设计砂轮越程槽，以便磨削时可以磨削到轴肩的端部；需切削螺纹的轴段应留有螺纹退刀槽，以保证螺纹牙均能达到预期的高度。（2）轴的结构形式要求

④为减少装夹工件的时间，在同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。

⑤

为便于轴上零件的装配，轴端和各轴段端部都应有45°的倒角；为保证轴向定位可靠，与轮毂装配的轴段长度应略小于轮毂宽（长）度2～3mm；轴肩一般可取为1～3mm。序号轴的结构设计1轴的结构设计要点①以轴上

的拆装是否方便、

是否准确、固定是否牢靠衡量轴结构设计的好坏。②轴的结构设计要包括轴的

和

，要满足强度、刚度以及装配加工要求，轴的结构设计越

越好。

③轴的结构设计主要取决于

在机器中的安装形式和位置，

的性质、方向、大小及分布情况，轴上安装

的类型、数量、尺寸以及相应的连接方法等。④轴的结构要满足轴上零件有

的工作位置，轴上零件要便于

和

，轴要具有良好的制造工艺性。2三轴式手动变速器输出轴的结构设计要点三轴式手动变速器主要包括第一轴（输入轴）、中间轴和第二轴（输出轴）3根轴。第二轴和第一轴在同轴线上，并且与中间轴平行。此外，还有一根倒挡轴。三轴式手动变速器用于发动机前、后轮驱动的汽车。（1）输出轴构造分析①输出轴的前端插入输入轴

传动齿轮的中心孔内，后端连接的是万向传动装置，端部加工有

键。②输出轴上加工有车速表驱动齿轮，通过一根

轴驱动着仪表盘工作（机械式车速表），最终在显示屏上显示车速。③输出轴上连接有

挡、

挡、

挡从动齿轮，同时连接有同步器接合套。经过上述3条分析可知，在输出轴上通过花键固装有

个花键毂，通过

安装有输出轴各挡齿轮。其中，从左向右，在第一个和第二个花键毂之间装有2挡从动齿轮，在第二个和第三个花键毂之间装有1挡和5挡从动齿轮，它们分别与中间轴上各相应挡位齿轮啮合。在3个花键毂上分别套有带内花键的接合套，并设有同步机构。通过

的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给输出轴。（2）输出轴结构分析输出轴是

轴，与壳体间采用滚动轴承支承。轴向定位大多数靠后端

定位。【任务实施】李亚杰汽车机械基础项目3汽车机械零部件认知任务3.2汽车发动机曲轴轴承工作原理分析汽车发动机曲轴轴承【任务描述】汽车发动机曲轴轴承是用来将曲轴支承在发动机缸体上，保证曲轴平稳运转、可靠润滑的重要部件。轴承是机械装置中用于对相对运动中的运动件进行支承和（或）相对于其他零件进行导向的机械部件，它能保证轴和轴上零部件的回转精度和安装位置，减少摩擦与磨损，承受载荷。不同类型的轴承的结构特点、工作原理与应用场合不同。

根据轴承的工作原理分为：滑动摩擦轴承（滑动轴承）和滚动摩擦轴承（滚动轴承）。

工作时，轴承和轴颈的支承面间形成直接或间接滑动摩擦的轴承，称为滑动轴承。滑动轴承主要应用于高速、重载、高精度、结构上需要剖分和低速受冲击与振动载荷作用的场合。滚动轴承是标准件，具有摩擦阻力小、机械效率高、具有互换性、结构紧凑、重量轻、磨损小、使用寿命长等一系列优点，但也具有噪音大、结构比较复杂、成本较高等缺点。滚动轴承广泛应用在一般机械中。滑动轴承滚动轴承一、滑动轴承1.滑动轴承的分类（1）根据载荷形式分类滑动轴承根据载荷形式可分为静载滑动轴承和动载滑动轴承。承受大小和方向均不变的载荷的滑动轴承是静载滑动轴承，承受大小和（或）方向变化的载荷的滑动轴承是动载滑动轴承。（2）根据承受载荷的方向分类①径向滑动轴承：径向滑动轴承是承受径向（垂直于旋转轴线）载荷的滑动轴承。②止推滑动轴承：止推滑动轴承是承受轴向（沿着或平行于旋转轴线）载荷的滑动轴承。径向滑动轴承止推滑动轴承③径向止推滑动轴承：径向止推滑动轴承是同时承受径向和轴向载荷的滑动轴承。①径向滑动轴承整体式径向滑动轴承由轴承座和轴套组成。轴承座轴套a.整体式径向滑动轴承轴承座轴套轴承座用螺栓与机座连接，顶部设有安装注油杯的螺纹孔，轴套上开有油槽。这种轴承构造简单、成本低，但轴瓦磨损后无法修整，且装拆不方便，轴颈只能从端部装入。因此，粗重的轴和具有中间轴颈的轴（如内燃机曲轴）就不便或无法安装。所以，整体式径向滑动轴承常用于低速、轻载和间歇工作场合，如手动机械、农业机械。b.剖分式径向滑动轴承

剖分式径向滑动轴承由轴承底座、轴承盖、连接螺栓和轴瓦等组成。轴承底座轴瓦轴承盖连接螺栓对开式正滑动轴承对开式斜滑动轴承剖分式径向滑动轴承在装拆轴时，轴颈不需要轴向移动，装拆方便，维修方便，应用广泛。汽车发动机曲轴轴承采用的就是剖分式径向滑动轴承。②止推滑动轴承止推滑动轴承由轴承座和止推轴瓦组成。轴承座止推轴瓦③径向止推滑动轴承2.滑动轴承组件的构成薄壁轴瓦（1）轴瓦轴瓦是包角为180°的径向滑动轴承。根据壁厚不同，轴瓦分为薄壁轴瓦和厚壁轴瓦。一端或两端带有止推边（法兰）的轴瓦称为带止推边轴瓦（有法兰轴瓦）。根据层数不同，轴瓦分为单层轴瓦和多层轴瓦。厚壁轴瓦带止推边轴瓦（2）轴套轴套是径向滑动轴承中与轴颈相匹配的可替换的管状轴承零件，其内表面和（或）外表面是滑动轴承的滑动面。卷制轴套带止推边轴套油孔和油槽开设位置与形式3.滑动轴承结构要素为了在摩擦表面间加注润滑剂，应在轴承上方开设注油孔。压力供油时，油孔也可以开在两侧。为了将润滑剂引入轴承，并布满工作表面，应在轴瓦内表面的非承载区开设油槽。油槽按油槽走向有轴向、周向、斜向和螺旋线等形式。设计油槽时，轴向油槽不得在轴承的全长上开通，油槽长度一般为轴承长度的80%左右，以免润滑剂流失过多。4.轴承材料轴承材料是具有改善滑动轴承使用性能作用的材料。滑动轴承材料主要是指轴承层（衬层）和磨合层（覆层）的材料。当采用贵重金属轴承材料做轴瓦（轴套）时，为了节省材料，增加轴瓦（轴套）强度，常在轴瓦（轴套）基体（钢或铜）内表面上浇铸一层轴承合金作为磨合层（覆层），轴瓦（轴套）基体叫轴瓦（轴套）衬背。1—轴瓦（轴套）衬背

2—轴承层（衬层）

3—磨合层（覆层）二、滚动轴承1.滚动轴承的组成外圈：支承零件或轴系；保持架:将滚动体均匀分开。内圈：支承轴；滚动体：使滑动变滚动；各组成部分的作用：工作时，轴承与轴颈之间产生滚动摩擦的轴承，称为滚动轴承。滚动轴承依靠滚动体与轴承座圈之间的滚动接触工作。滚动体类型滚动体是滚动轴承的核心零件，其种类有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、长弧面滚子等六种。向心轴承--主要用于承受径向载荷。推力轴承--主要用于承受轴向载荷。向心轴承由滚动体、保持架、内圈、外圈等组成。滚动体保持架轴圈座圈推力轴承由滚动体、保持架、轴圈（安装在轴上的轴承垫圈）、座圈（安装在轴承座内的轴承垫圈）等组成。（1）按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分类2.滚动轴承结构类型向心轴承主要用于承受径向载荷，其公称接触角；推力轴承主要用于承受轴向载荷，其公称接触角为。

轴承公称接触角是指滚动轴承的滚动体与外圈滚道接触点的法线和轴承径向平面的夹角。向心轴承径向接触轴承角接触向心轴承推力轴承角接触推力轴承轴向接触轴承（2）按滚动体的种类分类球轴承--滚动体为球的轴承。滚子轴承--滚动体为滚子的轴承。滚子轴承按滚子种类的不同又分为圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和长弧面滚子轴承。

圆柱滚子轴承滚针轴承

圆锥滚子轴承调心滚子轴承长弧面滚子轴承（3）按其能否调心分类调心轴承—轴承滚道是球面形的，能适应两滚道轴心线间较大角偏差及角运动的轴承是调心轴承。非调心轴承—能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承是非调心轴承。调心滚子轴承深沟球轴承（非调心）（4）按滚动体的列数分类单列轴承—具有一列滚动体的轴承。双列轴承—具有两列滚动体的轴承。多列轴承—具有多于两列滚动体的轴承。单列圆柱滚子轴承双列圆锥滚子轴承多列圆柱滚子轴承（5）按主要用途分类通用轴承—应用于通用机械或一般用途的轴承是通用轴承。专用轴承—专门用于或主要用于特定主机或特殊工况的轴承是专用轴承。奔驰卡车专用轴承通用轴承3.滚动轴承的代号

前置、后置代号是滚动轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充说明。

滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号构成，其排列顺序如下：前置代号基本代号后置代号基本代号表示滚动轴承的基本类型、结构和尺寸，是滚动轴承代号的基础。

滚动轴承类型较多，加之同一系列中有不同的结构、尺寸精度及技术要求，为便于组织生产和选用，国家标准规定每一滚动轴承用同一形式的一组数据表示，称为滚动轴承代号，并压印在滚动轴承端面上。类型代号尺寸系列代号内径代号基本代号阿拉伯数字或大写拉丁字母表示

1—调心球轴承

3—圆锥滚子轴承

5—推力球轴承

6—深沟球轴承

7—角接触球轴承

N—圆柱滚子轴承

C—长弧面滚子轴承内径尺寸代号1000120115021703代号×504~96滚动轴承基本代号具有相同内径的轴承在外径和宽度（或高度）方面的变化，按7、8、9、0、l、2、3、4、5的顺序，外径依次增大，轴承的承载能力也相应增大。由轴承的宽(高)度系列和直径系列代号(2位数字)组成。向心轴承用宽度系列代号表示，按8、0、l、2、3、4、5、6的顺序排序；推力轴承用高度系列代号表示，按7、9、l、2的顺序排序。代号示例N2210：

N——圆柱滚子轴承；

22——尺寸系列代号，其中宽度系列代号为2，直径系列代号为2；

10——内径代号d=10×5=50mm。73211：

7——角接触球轴承；

32——尺寸系列代号，其中宽度系列代号为3，直径系列代号为2；

11——内径代号d=11×5=55mm。

实例：序号汽车发动机曲轴轴承的类型与工作原理分析1发动机曲轴轴承类型

分析汽车发动机曲轴轴承主要包括连杆轴承和曲轴主轴承，其结构基本相同，主要用来减少摩擦和减轻曲轴等零件的磨损。汽车发动机曲轴轴承采用的是

轴承，即曲轴

。因为对于

轴承，在拆装轴时，轴颈不需要轴向移动，拆装、维修方便，轴瓦可以轻松装到曲轴上。而汽车发动机曲轴轴承不能采用

轴承，因为曲轴中心线不在一条

上，所以，滚动轴承根本不可能安装到汽车发动机曲轴的内部轴颈上。2发动机曲轴轴承工作原理分析曲轴靠

支承在发动机机体的轴承座上，为了避免曲轴旋转时与轴承底座直接接触造成磨损，在轴颈与轴承座之间加入

减小磨损，轴瓦上还开了

，可让润滑油从

中流入，润滑轴颈与轴瓦的摩擦面。即曲轴滑动轴承在液体动力润滑工况下工作，轴瓦表面和轴颈表面之间由

层分开。【任务实施】李亚杰汽车机械基础项目3汽车机械零部件认知任务3.3汽车车轮采用的制动器组合类型分析联轴器、离合器、制动器和弹簧等是机械传动中的重要零部件。在汽车驾驶员驾车过程中，当需要减速或停车时，驾驶员踩踏制动踏板，可以实现车轮减速或静止不动。常用的制动器有盘式制动器与鼓式制动器两类。不同类型的制动器的结构特点、工作原理与应用场合不同。联轴器离合器离合器制动器钢板弹簧【任务描述】（一）联轴器的功用

联轴器是连接两轴或轴回转件，用于传递扭矩和运动的一种装置。若要使两轴分离，必须通过停车拆卸才能实现。两轴之间的相对位移一、联轴器（二）联轴器的分类挠性联轴器刚性联轴器凸缘联轴器套筒联轴器无弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器联轴器安全联轴器齿式联轴器万向联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器a.十字轴式万向联轴器b.球笼式万向联轴器1.刚性联轴器（1）凸缘联轴器a.凸肩和凹槽相互嵌合对中。b.螺栓与孔的紧配合对中。对中方式：两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓组成。普通凸缘联轴器凸缘联轴器（凸肩、凹槽）没有位移补偿能力，要求两轴严格对中安装。（2）套筒联轴器

没有位移补偿能力，要求两轴严格对中安装。用销连接用键与紧钉螺钉连接2.挠性联轴器①

齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒、两个带外齿的内套筒组成。有位移补偿能力，允许两轴有一定的安装误差。（1）无弹性元件挠性联轴器②

万向联轴器有位移补偿能力，允许两轴有一定的安装误差。由一个十字轴、两个万向节叉、四个滚针轴承组成。1、3-万向节叉2-十字轴4-油封5-滚针轴承a.十字轴式万向联轴器星形套7以内花键与主动轴1相连，其外表面有6条弧形凹槽作为钢球的内滚道。球形壳8的内表面有相应的6条弧形凹槽作为钢球的外滚道。星形套7与球形壳8装合后形成的6个滚道内各装1个钢球6，并由保持架（球笼）4使6个钢球保持在同一个平面内。动力由主动轴1传至星形套7、经钢球6传给球形壳8输出。1-主动轴2、5-钢带箍3-防尘罩4-保持架（球笼）6-钢球7-星形套8-球形壳9-卡环b.球笼式万向联轴器万向联轴器（常成对使用）具有结构紧凑，维护方便，能补偿较大的综合位移，且传递较大扭矩的优点。所以，在汽车、机床等机械中应用广泛。前置后驱的货车上多数选用十字轴式万向联轴器，轿车多数选用球笼式万向联轴器。①

弹性套柱销联轴器

适用于转速高、频繁经常正反转、需要缓冲吸振的场合。半联轴器橡胶圈

柱销（2）有弹性元件挠性联轴器②

弹性柱销联轴器

适用于经常正反转、启动频繁、对缓冲要求不高的场合。

柱销半联轴器

刚性联轴器：没有位移补偿能力,要求连接两轴严格对中安装。

无弹性元件挠性联轴器：有位移补偿能力,允许两轴有一定的安装误差。

有弹性元件挠性联轴器：能在一定范围内补偿两轴线间的位移,还有缓冲、减振的作用。二、离合器（一）离合器的功用

离合器是主、从动部分在同轴线上传递扭矩或运动时，具有接合或分离功能的装置。离合器在机器运转过程中可随时将两轴接合或分离，以便操纵机械传动系统运转、停车、变速和换向等。

在汽车行驶过程中，驾驶员通过踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速器暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。常用离合器：牙嵌式离合器和摩擦式离合器。牙嵌式离合器1.牙嵌式离合器1、3—半离合器2—对中环4—滑环

（二）离合器的分类2.摩擦式离合器（1）单片摩擦式离合器

通过操纵机构在可移动的从动盘上施加轴向压力，使两盘压紧，产生摩擦力来传递扭矩，控制两轴的动力的接合和分离。（2）多片摩擦式离合器

外壳通过花键与一组外摩擦片连接在一起，套筒也通过花键与另一组内摩擦片连接在一起。1—主动轴2—外壳3—压板4—外摩擦片5—内摩擦片6—螺母7—滑环8—压杆9—套筒10—从动轴（3）膜片弹簧离合器1—膜片弹簧2—压盘3—减振弹簧4—摩擦片5—飞轮6—飞轮齿圈

离合器从动盘离合器压盘膜片弹簧支承圈离合器盖（a）安装前的位置（b）接合位置（c）分离位置1—飞轮2—离合器盖3—压盘4—膜片弹簧5、7—支承圈6—分离钩8—分离轴承膜片弹簧离合器工作原理：三、制动器（一）制动器的功用

制动器是具有使运动部件或机械减速、停止或保持停止状态等功能的装置。制动器主要用于降低正在运行着的机器或机构的速度或使其停止，有时也用于调节或限制速度。（二）制动器的分类1.鼓式制动器1、8—支承销2、7—制动蹄3—摩擦片4—制动轮缸5—弹簧6—制动鼓鼓式制动器的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面。

内张式制动器2.盘式制动器

实物图工作简图1-制动钳体2-导向销3-制动钳支架4-制动盘5-固定制动块6-活动制动块7-活塞盘式制动器的旋转元件为制动盘，以端面为工作表面。浮动钳盘式制动器四、弹簧1.弹簧的功用①

缓冲吸振。例如汽车中的减振弹簧及各种缓冲器的弹簧等。②

控制机构的运动。例如离合器弹簧、凸轮机构弹簧等能使离合器、凸轮副保持接触，控制机构运动。③

存储能量作为动力源。例如钟表弹簧、枪栓弹簧等，利用释放储存在弹簧中的能量来提供动力。④

测量力和力矩。例如弹簧秤、测力器等利用弹簧变形大小来测量力或力矩。缓冲吸振控制机构运动存储和释放能量测量力的大小2.弹簧的类型类型受载形式简图特点及应用圆柱体螺旋弹簧压缩承受压力，结构简单、制造方便。应用最广泛，适用于各种机械拉伸承受拉力，结构简单、制造方便。应用最广泛，适用于各种机械扭转承受扭矩，主要用于各种装置中的压紧和储能圆锥形螺旋弹簧压缩承受压力，结构紧凑，稳定性好，防振能力较强，多用于承受大载荷和减振的场合碟形弹簧压缩承受压力，缓冲减振能力强，常用于重型机械的缓冲和减振装置环形弹簧压缩承受压力，是目前最强的压缩、缓冲弹簧，常用于重型设备的缓冲装置平面涡卷弹簧扭转承受扭矩，能储蓄较大的能量，常用作仪器、钟表中的储能弹簧板状弹簧弯曲承受弯矩，这种弹簧变形大，吸振能力强，主要用于汽车拖拉机等的悬挂装置序号汽车车轮采用的制动器组合类型分析1汽车车轮采用的制动器组合类型汽车车轮采用的制动器组合类型一般有两类：①一类是

式；②另一类是

式。2汽车车轮采用的制动器组合类型的原因分析①采用“前盘后鼓”式的原因分析。

车型举例：

②采用“全盘”式的原因分析。

车型举例：【任务实施】李亚杰汽车机械基础项目3汽车机械零部件认知任务3.4汽车发动机活塞连杆组连接分析汽车零部件之间采用不同的连接方式组合而成。常用的连接方式有螺纹连接、键连接、销连接、焊接、黏接、铆接等。汽车发动机活塞连杆组采用了多种连接方式。会分析不同连接方式，有助于更加清晰地认知汽车构造，为后续汽车专业知识的学习打下坚实的基础。【任务描述】汽车发动机活塞连杆组连接组成连接件被连接件连接类型动连接——连接件与被连接件间有相对运动。静连接——连接件与被连接件间无相对运动。机器由许多零部件按一定工作要求，用不同连接方法组合而成。可拆连接不可拆连接普通平键连接、半圆键连接焊接、黏接、铆接过盈连接切向键连接、螺纹连接、销连接花键连接、楔键连接可拆连接——多次装拆，无损使用。不可拆连接——拆后至少损坏一个零件。连接类型

矩形螺纹

三角形螺纹

梯形螺纹

锯齿形螺纹15º30º3º30º1.按不同的螺纹牙型分类（一）螺纹的种类一、螺纹连接2.按螺旋线的数目分类

单线螺纹自锁性好，常用于连接；多线螺纹传动效率较高，常用于传动。3.按螺旋线的绕行方向分类4.按螺旋线形成的表面分类外螺纹内螺纹内螺纹与外螺纹共同组成螺旋副。连接螺纹传动螺纹5.按用途不同分类

三角形螺纹多用于连接，而且多用单线螺纹，因为三角形螺纹的摩擦力大、强度高、自锁性能好；梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹多用于传动。（二）螺纹连接类型及预紧与防松1.螺纹紧固件

螺纹连接的基本类型有4种：螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接。（1）螺栓连接：用于被连接件不太厚、装拆方便的场合。

普通螺栓连接：螺栓和孔壁有间隙，孔的加工精度低。2.螺纹连接的基本类型

铰制孔螺栓连接：螺栓杆与螺孔之间没有间隙，承受横向载荷，孔需精制，可起定位作用。（2）双头螺柱连接：适用于被连接件之一较厚、不便加工通孔，但需经常拆卸的场合，或用螺钉无法安装的场合。（3）螺钉连接：多用于受力不太大，被连接件之一较厚、不宜做成通孔，又不需要经常拆装的场合。（4）紧定螺钉连接：旋入被连接件的螺纹孔中，顶住另一被连接件的表面或凹坑；固定两个零件或传递不大的力矩。大多数螺纹连接在装配时，都必须预先拧紧，使螺栓受到拉伸和被连接件受到压缩。3.螺纹连接的预紧与防松（1）螺纹连接的预紧

预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件之间出现缝隙或发生相对滑动。

控制预紧力的目的：预紧力过大，会使连接超载；预紧力不足，可能导致连接失效。

重要的螺栓应控制预紧力。工程上常采用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力的大小。测力矩扳手定力矩扳手测力矩扳手防松的原因：

a.冲击、振动或变载荷作用下，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬时消失。

b.高温或温度变化较大的情况下，由于螺纹连接件和被连接件的材料发生变化，使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小。

防松的根本问题：防止螺纹副相对转动。防松的方法：摩擦防松、机械防松和永久防松等。①

摩擦防松：弹簧垫圈防松、对顶螺母防松、自锁螺母防松。②

机械防松：六角开槽螺母与开口销防松、圆螺母与止动垫圈防松。③

永久防松：冲点防松、焊接防松。（2）螺纹连接的防松①

摩擦防松对顶螺母防松自锁螺母防松弹簧垫圈防松

自锁螺母：螺母一端做成非圆形收口或开峰后径面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。

②

机械防松圆螺母与止动垫圈六角开槽螺母与开口销冲点防松

焊接防松③

永久防松键是标准件，分为平键、半圆键、花键、楔键和切向键等。键主要用于轴和轴上零件（带轮、齿轮、联轴器等）之间的周向固定，并传递扭矩（也称为转矩）和运动。有些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。轴键2键1主动齿轮传动齿轮二、键连接（一）键的类型键1.平键3.花键普通平键2.半圆键4.楔键5.切向键导向平键滑键①

普通平键1.平键A型（圆头）键：键在槽中固定较好；B型（方头）键：槽对轴应力集中较小；C型（单圆头）键：常用于轴端连接。A型键B型键C型键普通平键结构简单，装拆方便，对中性好，易于加工，但不能承受轴向力。

导向平键是一种用于轴上零件沿轴向移动量不大的场合的机器零件，其比普通平键长。导向平键按键的端部形状分为A型（圆头）平键和B型（方头）平键两种，如图所示。因键较长，为防止松动，需要用两个圆柱头螺钉将键固定在轴上的键槽中，所以键两端加工有两个螺纹沉孔。为拆卸方便，在键中间设有起键螺孔。②

导向平键A型键B型键

滑键是在平键的一端或两端加工有凸起部分，用于轴上零件轴向移动量较大的场合的机器零件。滑键有双钩头滑键和单圆钩头滑键两种类型。③

滑键双钩头滑键

单圆钩头滑键2.半圆键

特点：键能在轴槽中绕槽底圆弧曲率中心摆动，工艺性好，装配方便。但键槽较深，对轴的削弱较大。半圆键的上表面为一平面，下表面为半圆形弧面，两侧面互相平行。半圆键以两侧面为工作面传递扭矩，结构紧凑，装拆方便，定心性好。

优点：齿对称分布，对中性、导向性、载荷分布的均匀性均较好，而且齿数多，接触面积大，承载能力高。缺点：花键需用专用设备加工，制造比较复杂，成本高。3.花键

花键是在内、外圆柱（或圆锥）表面加工有键齿的零件，键齿在内圆柱（或内圆锥）表面上的花键为内花键，键齿在外圆柱（或外圆锥）表面上的花键为外花键。花键类型：矩形花键和渐开线花键

矩形花键的齿形为矩形，常用小径定心，精度高，稳定性好，应用广泛。

渐开线花键的齿形为渐开线，多采用齿形定心，具有自动定心作用，受力均匀，多用于高强度连接场合。矩形花键渐开线花键4.楔键（a）普通A型楔键（b）钩头楔键楔键的上面有1:100的斜度，两侧面互相平行，上、下两面是工作面，两侧面为非工作面。楔键有普通楔键和钩头楔键两种类型。普通楔键按键的端部形状又分为A型楔键、B型楔键和C型楔键3种。其中，钩头楔键的钩头是为了方便装拆楔键而设计的。

切向键由两个斜度为1:100的单边楔键组成。两楔键合并后，上下两面平行为工作面，故轴和轮毂上键槽并无斜度。5.切向键键连接由键、轴与轮毂组成。键连接根据装配时松紧程度的不同分为松键连接和紧键连接两类。松键连接包括平键连接、半圆键连接和花键连接三种；紧键连接包括楔键连接和切向键连接两种。汽车中常用的键连接以平键连接、半圆键连接和花键连接居多。（二）键连接轴键2键1主动齿轮传动齿轮键连接具有结构简单、紧凑、可靠、装拆方便和成本低廉优点。①

普通平键连接1.平键连接

普通平键连接常用于相配零件要求定心性好，转速较高的静连接。（a）A型平键连接

（b）B型平键连接

（c）C型平键连接

当轴上零件与轴构成移动副（如汽车变速箱中的滑移齿轮与轴之间的连接）时，采用导向平键连接。导向平键利用螺钉固定在轴上，键不动，轮毂可沿键做轴向滑移。②

导向平键连接导向平键连接

当轴上零件滑移的距离较大时，宜采用滑键连接，滑键固定在轮毂上，并与轮毂一起在轴上的键槽中做轴向滑移。③

滑键连接（a）双钩头键滑键连接

（b）单圆钩头滑键连接2.半圆键连接

特点：半圆键能在轴上键槽中摆动以适应轮毂槽底面的倾斜，但由于轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故半圆键连接主要用于轻载和锥形轴端的场合。3.花键连接花键连接是由周向均布多个键齿的花键轴和带有相应键齿槽的轮毂组成的一种连接。花键连接工作时，靠键齿侧面与键齿槽侧面的挤压传递扭矩。由于花键连接是多齿传递扭矩，且键与轴做成一体，故花键连接比平键连接具有承载能力高、对轴的强度削弱程度小（齿浅、应力集中小）、定心好和导向性好等优点。花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的场合。4.楔键连接钩头楔键连接楔键连接的楔键上面和轮毂底面各有1:100的斜度，装配时将键楔紧在轴与轮毂之间，楔紧后上下工作面上产生很大的预紧力，工作时主要靠此预紧力产生的摩擦力传递扭矩，并能单方向承受轴向力和轴向固定零件。由于楔键装配楔紧时，轴和轮毂产生了偏心和偏斜，破坏了轴与轮毂的对中性，所以，楔键连接一般用于定心精度要求不高、载荷平稳、低转速的场合。

将楔键先放入键槽，与轮毂装配后打紧轮毂。普通楔键将楔键与轮毂装配后，打紧楔键。钩头楔