模块五-任务三 了解其他机械连接

模块五机械连接的选用任务三其他机械连接任务三

其他机械连接一、平面运动副及其分类【任务描述】

在汽车制造中，连接是指被连接件和连接件的组合。就汽车零部件而言，被连接件有轴和轴上零件（如带轮、链轮、齿轮）、箱体与箱盖等；连接件又称紧固件，有螺纹、键、销等。此外，任务三所述的联轴器和离合器也是连接件。1．掌握连接与连接的类型。2．掌握螺纹连接的类型、防松方法及在汽车中的应用。3．掌握键连接的类型及在汽车中的应用。4．掌握销的类型及作用，了解焊接、黏接、铆接知识。【学习目标】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.按螺纹牙型可分为矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。（一）螺纹的种类一、螺纹连接2.按螺旋线的数目可分为单线螺纹和多线螺纹。

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.按螺旋线绕行方向可分为左旋螺纹和右旋螺纹。4.按螺旋线形成的表面可分为内螺纹与外螺纹。外螺纹内螺纹内螺纹与外螺纹共同组成螺旋副。连接用螺纹传动用螺纹5.按用途不同可分为连接螺纹与传动螺纹。

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）螺纹连接类型及其预紧与防松1.螺纹紧固件

螺纹连接的基本类型有四种：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：常用的有摩擦防松、机械防松和永久防松等。a.摩擦防松：弹簧垫圈防松、对顶螺母防松、自锁螺母防松。b.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。c.永久防松：冲点防松、焊接防松。（2）螺纹连接的防松a.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。

b.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c.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型楔键三种。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。钩头楔键切向键连接装配后将切向键楔紧在轴和轮毂之间，工作时靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递扭矩。切向键连接能传递单向或双向扭矩。用一个切向键连接时，只能传递单向扭矩；当要传递双向扭矩时，必须用两个切向键连接，两者间的夹角为120°～130°。由于切向键对轴的强度削弱较大，因此切向键连接常用于低速、重载、定心精度要求不高、直径大于100mm的轴上连接等场合。

5.切向键连接切向键连接

销主要用于零件之间的定位，也可用于零件之间的连接，但只能传递不大的扭矩。配作的销孔配作的销孔圆柱销圆柱销三、销连接1.销圆柱销圆锥销开口销

销是标准件（又称销子、销钉），通常用于零件间的连接和定位。圆柱销、圆锥销、开口销和槽销等。销轴也是销的一种，既可用于静连接，也可用于两零件的铰接处，构成铰链连接。槽销2.销连接

销连接主要用来固定零件间的相互位置，或作为组合加工和装配时的辅助零件（定位销），也可用于轴与轮毂或其他零件的连接，并可传递不大的扭矩（连接销），还可用作安全装置中的过载剪断零件（安全销）。（a）定位销连接（b）连接销连接（c）安全销连接1—安全销2—销套圆柱销连接轴轴套圆柱销圆锥销连接