汽车机械基础 课件25 键销联接、联轴器及离合器

联接主

要

内容1键连接2花键连接3销连接4联轴器5离合器减速器实物图减速器是由很多零件用不同的联接组装在一起来实现其功能的。静连接动连接——运动副可拆连接：螺纹连接、键连接、销连接等不可拆连接：铆接、焊接、胶接等连接键连接功用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递转矩，或实现零件的轴向固定或轴向移动。键连接类型半圆键连接平键连接楔键连接切向键连接普通平键导向平键滑键键联接分为松键联接和紧键联接两大类。松键联接可分为平键、半圆键联接两种。轴工作面特点：定心好、装拆方便。间隙平键的两个侧面为工作面，上表面与轮毂槽底面之间留有间隙。平键连接具有结构简单，装拆方便，对中性好等优点，因而得到了广泛应用。平键连接不能承受轴向力，因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。常用的平键有普通平键、导向平键和滑键。一、平键联接普通平键用于静联接，用作轴上零件的周向固定，可以传递运动和扭矩，键的两个侧面是工作面。按其端部形状不同分为圆头（A型）、平头（B型）、及单圆头（C型）三种。A型键C型键B型键1.普通平键普通平键应用最广。一、平键联接键槽的加工a）端铣刀加工b)盘铣刀加工1.普通平键一、平键联接用A型和C型键时，轴上的键槽是用端铣刀加工的，键在槽中的轴向固定较好，但键槽两端会引起较大的应力集中；

用B型键时，键槽是用盘铣刀加工的，应力集中较小，但键在槽中轴向固定不好。盘铣刀加工1.普通平键一、平键联接单圆头(C型)圆头(A型)方头(B型)指状铣刀加工盘铣刀加工

用于轴端

轴A型键应用最广，C型键则多用于轴端。1.普通平键一、平键联接轮的周向定位A）圆头B）方头C）半圆头1.普通平键一、平键联接导向平键和滑键用于动联接。当轮毂在轴上需沿轴向移动时，可采用导向平键或滑键。导向平键用螺钉固定在轴上的键槽中，而轮毂可沿着键作轴向滑动，如汽车齿轮变速器中齿轮轴上的键。导向平键滑键2.导向平键和滑键一、平键联接滑键固定在轮毂上，与轮毂同时在轴上的键槽中作轴向滑移。导向平键导向平键比较长，需要用螺钉固定在轴槽中，为了便于装拆，在键上制有起键螺孔。这种键能实现轴上零件的轴向移动，构成动连接，比如变速箱中的滑移齿轮即可采用导向平键。2.导向平键和滑键一、平键联接导向平键2.导向平键和滑键一、平键联接滑键2.导向平键和滑键一、平键联接半圆键联接二、半圆键联接轴槽呈半圆形，键能在轴槽内自由摆动以适应轴线偏转引起的位置变化。其缺点是键槽较深，对轴的强度削弱大，故一般多用于轻载或锥形结构的联接中。①键槽也是圆弧，键在槽中能绕键的几何中心摆动，这样可以适应毂槽底面的斜度。②半圆键的两侧面为工作面，工作原理与平键相同。③制造简单，装拆方便，对轴削弱较大。适用范围：适用于轻载联接或锥形轴端与轮毂的联接。二、半圆键联接二、半圆键联接紧键联接有楔键和切向键联接两种。楔键联接的对中性差，仅适用于要求不高、载荷平稳、速度较低的场合（如某些农业机械及建筑机械中）。三、楔键联接楔键分为普通楔键及钩头楔键两种。为便于安装与拆卸，楔键最好用于轴端。使用带钩头的楔键时，拆卸较为方便，但应加装安全罩。三、楔键联接工作情况：楔键与平键不同：它的工作表面是上下表面（1：100斜度）。装配时打入槽中，键楔紧在轴与轮毂之间形成挤压力，而键与键槽两侧面并不接触。工作时主要靠挤压力产生的摩擦力传递扭矩，同时可以承受单向的轴向力。三、楔键联接适用范围：由于楔键打入时，迫使轴与轮毂产生偏心e，因此楔键仅适用于定心精度要求不高，载荷平稳和低速联接的场合。三、楔键联接类型：普通楔键、钩头楔键。拆卸空间

三、楔键联接钩头是用来拆卸用的。三、楔键联接切向键联接四、切向键联接切向键联接如图所示，由两个斜度为1:100的楔键组成。装配时，把一对楔键分别从轮毂的两端打入，其斜面相互贴合，共同楔紧在轴毂之间。如要传递双向转矩，则要用两对切向键按120°～130°分布。切向键联接---一对楔键组成。切向键联接---一对楔键组成。①

组成：由两个楔键组成；②

工作情况：两楔键楔紧，键的窄面是工作面，工作面上的压力沿轴的切线方向作用；③

特点：可以传递大扭矩，用两个切向键分布成120°～130°配合使用可以传递双向扭矩。dd斜度1：100120˚~130˚窄面工作面四、切向键联接1、类型选择五、平键连接的强度计算键的类型应根据连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择。2、尺寸选择1）键的截面尺寸b×h：根据轴径d查手册选取。五、平键连接的强度计算Lbh2）长度L：比轮毂长度小5～10mm，并取标准键长。d工作面3、平键连接的强度校核五、平键连接的强度计算平键连接的主要失效形式：工作面的压溃和磨损（对于动连接）。平键连接的挤压强度条件：

T－转矩(N·mm)；d－轴径(mm)；h－键的高度(mm)；l－键的工作长度(mm)；[

p]－许用挤压应力(MPa)；[p]－许用压强(MPa)。导向平键、滑键的限制压强条件：

bhkdTpbl=L

bLbhhlA型B型3、平键连接的强度校核五、平键连接的强度计算

若强度不够，可采用两个键按180

布置。考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核中按1.5个键计算。键连接的许用挤压应力和许用压强(MPa)许用值轮毂材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击[

p]钢125～150100～12060～90铸铁70～8050～6030～45[p]钢504030注：为键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用值，通常轮毂材料较弱。3、平键连接的强度校核五、平键连接的强度计算花键联接花键联接工作原理——轴和轮毂孔周向均布多个凸齿（键）和凹槽（键槽）所构成的连接。齿的侧面是工作面。是平键连接的发展。外花键内花键花键连接是由周向均布多个键齿的花键轴与带有相应键槽的轮毂组成。花键联接花键联接既可作静连接，也可作动连接；多齿（键）传递载荷，承载能力高；键矮、槽浅，对轴、轮毂的强度削弱小；多齿均布，对中性好；加工精度高（可磨削），动联接导向性好。需要专门设备加工，加工成本较高。特点——应用——适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接。类型：矩形花键、渐开线花键、三角形花键。制造容易最常用用于高强度联接用于薄壁零件联接花键联接矩形花键的齿侧边为直线，廓形简单。这种定心方式的定心精度高、稳定性好，但花键轴和孔上的齿均需在热处理后磨削，以消除热处理变形。矩形花键花键联接渐开线花键渐开线花键的两侧齿形为渐开线，标准规定，渐开线花键的标准压力角有30°和45°两种。受载时，齿上有径向分力，能起自动定心作用，有利于各齿受力均匀，因此多采用齿形定心。渐开线花键可用加工齿轮的方法制造，工艺性好，易获得较高的精度和互换性，齿根强度高，应力集中小，寿命长，常用于载荷较大、定心精度要求较高以及尺寸较大的联接。花键联接汽车行驶过程中，变速器与驱动桥的相对位置会发生变化，随着传动轴角度的改变，其长度也会改变，因此采用滑动叉和花键组成的滑动花键连接，以实现传动轴长度的变化。传动轴与万向节叉的连接花键联接花键联接

从动盘花键联接花键联接销联接销联接主要用于固定零件之间的相对位置，如图a所示，也可用于轴与毂的联接或其他零件的联接，以传递不大的载荷，如图b所示。在安全装置中，销还常用作过载剪断元件，如图c所示，称为安全销。销联接销的基本形式：圆柱销和圆锥销。圆柱销经过多次装拆，其定位精度会降低。圆锥销有1：50的锥度，安装方便，多次装拆对定位精度的影响较小。小端螺纹，可用螺母锁紧，防松大端螺纹，便于拆卸，可用于盲孔销联接圆柱销异形销圆锥销安全销类型：圆柱销、圆锥销、带槽圆柱销、开口销销联接带槽圆柱销不易松脱，能承受振动和变载荷销上有三条压制的纵向沟槽细线：打入销孔前的形状实线：打入后变形的结果销联接销联接锁紧销销联接盲孔销销联接销联接圆锥销连接销联接类型：圆柱销、圆锥销拆装方便用于盲孔螺母锁紧抗冲击不易松动，能承受振动和变载荷,可多次装拆。、带槽圆柱销、开口销销联接成型连接卷扬机常用工作机械多由原动装置、传动装置和执行装置等组成，每种装置之间需要互相连接起来，联轴器就是用来连接这些装置的重要零件。此外，机械运行中还用到离合器与制动器。

联轴器和离合器都是用来联接两轴，使之一起转动并传递转矩的装置。

联轴器与离合器的区别是：

联轴器只有在机器停止运转后将其拆卸，才能使两轴分离；

离合器则可以在机器的运转过程中进行分离或接合。

制动器是用来迫使机器迅速停止运转或降低机器运转速度的机械装置。联轴器联轴器所联接的两轴,由于制造、安装误差及受载变形等一系列原因,两轴的轴线会产生相对位移，

其形式包括轴向位移，

径向位移、偏角位移和综合位移。相对位移将使机器工作情况恶化，

因此，要求联轴器具有一定的补偿位移的能力。此外，

在有冲击、振动的工作场合，还要求联轴器具有缓冲和吸振的能力。一、联轴器一、联轴器联轴器弹性联轴器刚性联轴器固定式刚性联轴器可移式刚性联轴器将套筒与被连接两轴的轴端分别用键（或销钉）固定联成一体，即成为套筒联轴器。常用于要求径向尺寸小的场合。

单键连接的套筒联轴器可用于传递较大转矩的场合，如右上图所示；若用销钉连接，如右下图所示，则常用于传递较小转矩的场合，或用作剪销式安全联轴器。单键连接套筒联轴器销钉连接套筒联轴器1.固定式刚性联轴器套筒联轴器刚性联轴器一、联轴器套筒把轴联接起来，轴与套筒用键或圆锥销固定。一、联轴器1.固定式刚性联轴器套筒联轴器刚性联轴器结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。型式：有对中榫的凸缘联轴器普通凸缘联轴器---靠铰制孔螺栓对中。---靠榫头对中。一、联轴器1.固定式刚性联轴器凸缘联轴器刚性联轴器凸缘联轴器，由两个各具有凸缘和毂的半联轴器组成。各半联轴器用平键分别与两轴相连，然后用螺栓把两个半联轴器连成一体。不能补偿被联两轴轴线相对偏移，不具有缓冲减震性能；但结构简单，价格便宜。适用于载荷平稳、转速稳定、能保证被联两轴轴线相对偏移极小的场合。一、联轴器1.固定式刚性联轴器凸缘联轴器刚性联轴器链条联轴器

链条联轴器是利用公用的链条，同时与两个齿数相同的并列链轮啮合，常见的有双排滚子链联轴器、齿形链联轴器等。

链条联轴器具有结构简单、装拆方便、拆卸时不用移动被连接的两轴、尺寸紧凑、质量轻、有一定补偿能力、对安装精度要求不高、工作可靠、寿命较长、成本较低等优点。一、联轴器1.固定式刚性联轴器链条联轴器刚性联轴器工作原理——含有可移动环节，无弹性元件，利用零件间的相对滑动或间隙补偿两轴的偏移。适用于被连两轴的同轴度不易保证的场合。xy

yx

轴向位移径向位移角位移组合位移一、联轴器2.可移式刚性联轴器十字滑块联轴器刚性联轴器结构组成：由两个端面开有径向凹槽的半联轴器1、3和两端各具凸榫的中间滑块2组成。中间滑块2两端面上的凸榫相互垂直，分别嵌装在两个半联轴器的凹槽中，构成移动副。当1、3的转动轴线存在偏移但平行时，整体为含两个移动副的平面四杆机构。一、联轴器2.可移式刚性联轴器十字滑块联轴器刚性联轴器能补偿两轴的径向位移和角位移。若两轴不对中，当转速较高时，由于滑块的偏心将会产生较大的离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷，因此只适用于低速。一、联轴器2.可移式刚性联轴器十字滑块联轴器刚性联轴器结构组成：由两个有内齿的外壳3、两个有外齿的套筒4以及连接螺栓组成，内齿轮齿数和外齿轮齿数相等。套筒4与轴用键相连，两个外壳用螺栓2连成一体，外壳与套筒之间设有密封圈1。内齿外壳外齿套筒螺栓连接密封圈一、联轴器2.可移式刚性联轴器齿轮联轴器刚性联轴器轮齿间留有较大的间隙，外齿轮的齿顶制成球形，能补偿两轴的轴向、径向和角位移。能传递很大的转矩和补偿适量的综合位移，常用于重型机械中。但结构较复杂、造价较高。一、联轴器2.可移式刚性联轴器齿轮联轴器刚性联轴器万向联轴器由两个轴叉分别与中间的十字轴以铰链相联。单个万向联轴器工作时，会引起冲击和扭转振动。双万向联轴器一、联轴器2.可移式刚性联轴器万向联轴器刚性联轴器一、联轴器2.可移式刚性联轴器万向联轴器刚性联轴器双万向联轴器2，传递汽车变速箱输出轴1与后桥差速器输入轴3间的运动和动力一、联轴器2.可移式刚性联轴器万向联轴器刚性联轴器十字轴万向节的不等速性一、联轴器2.可移式刚性联轴器万向联轴器刚性联轴器十字轴万向节的不等速性十字轴万向节的不等速性实现两轴间的等角速传动条件是：

1、传动轴两端的万向节叉处于同一平面内。即第一万向节从动叉与第二万向节主动叉在同一平面内。

2、第一个万向节两轴间的夹角α1与第二个万向节两轴之间的夹角α2相等。一、联轴器2.可移式刚性联轴器万向联轴器刚性联轴器双十字轴万向节等速传动布置有两种排列方式平行排列等腰三角形排列一、联轴器2.可移式刚性联轴器万向联轴器刚性联轴器一、联轴器一、联轴器2.可移式刚性联轴器万向联轴器刚性联轴器工作原理——含有弹性元件，利用弹性元件的变形补偿两轴的偏移、偏转，并有缓冲吸振作用。弹性元件的材料：金属或非金属。一、联轴器弹性联轴器蛇形弹簧联轴器是一种结构先进的金属弹性联轴器，它靠蛇形弹簧片将两轴连接并传递扭矩。蛇形弹簧联轴器减振性好，使用寿命长。允许有较大的安装偏差，由于弹簧片与齿弧面是点接触的，所以使联轴器能获得较大的挠性。它能被安装在同时有径向、角向、轴向的偏差情况下正常工作。结构图实物图一、联轴器1.金属弹性元件联轴器蛇形弹簧联轴器弹性联轴器一、联轴器2.非金属弹性元件联轴器梅花形弹性联轴器弹性联轴器两个半联轴器1和2的端面上各带凸齿，各凸齿的两侧面呈内凹形，并在齿侧间隙放置非金属弹性元件（橡胶或尼龙）。凹形凸齿弹性元件结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带有橡胶套的柱销联接两个半联轴器。一、联轴器2.非金属弹性元件联轴器弹性套柱销联轴器弹性联轴器弹性套一、联轴器2.非金属弹性元件联轴器弹性套柱销联轴器弹性联轴器结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带有橡胶套的柱销联接两个半联轴器。一、联轴器2.非金属弹性元件联轴器弹性套柱销联轴器弹性联轴器结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带有橡胶套的柱销联接两个半联轴器。一、联轴器2.非金属弹性元件联轴器弹性套柱销联轴器弹性联轴器结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带有橡胶套的柱销联接两个半联轴器。结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。结构简单、更换柱销方便。特点：上述两种联轴器的动力通过弹性元件传递，缓和冲击、吸收振动。应用：适用于正反向变化多，启动频繁的高速轴。一、联轴器2.非金属弹性元件联轴器弹性柱销联轴器弹性联轴器与梅花形弹性联轴器类似，弹性活块联轴器也是在凸齿的两侧面间隙内放置非金属弹性活块3，但各弹性活块不相连，各弹性活块可径向插入而不必轴向移动两个半联轴器1、2，便于更换损坏的弹性件。为防止弹性活块因离心力而脱出，在联轴器的外缘装有套筒4。套筒活块一、联轴器2.非金属弹性元件联轴器弹性活块联轴器弹性联轴器用止退垫板将橡胶轮胎环与半联轴器连接。结构简单可靠，易于变形，允许较大的相对位移。轮胎环止退垫板适用于起动频繁、正反向运转、有冲击振动、两轴间有较大的相对位移量以及潮湿多尘等场合。一、联轴器2.非金属弹性元件联轴器轮胎式联轴器弹性联轴器离合器根据工作原理不同，离合器可分为牙嵌式和摩擦式两类，它们分别用牙（齿）的啮合和工作表面的摩擦力来传递转矩。根据控制离合的方法不同，分为操纵式和自动式两类。二、离合器

对中环

移动滑环结构组成与工作原理：两个端面带牙的半离合器，其中半离合器1紧配在轴上（轴向固定），而另一半离合器2可以沿导向平键3在另一根轴上移动。利用操纵杆移动滑环4可使两个半离合器接合或分离。为便于两轴对中，在半离合器1中固装有对中环5，从动轴端则可在对中环中自由转动。二、离合器牙嵌式离合器牙嵌离合器结构简单，尺寸小，工作时无滑动，并能传递较大的转矩，故应用较多，其缺点是运转中接合时有冲击和噪声，必须在两轴转速差很小或停车时进行接合或分离。二、离合器牙嵌式离合器固定套筒活动套筒滑环对中环二、离合器牙嵌式离合器二、离合器牙嵌式离合器差速锁强制锁止式差速器差速锁主要由牙嵌式离合器及其操纵机构两大部分组成。二、离合器牙嵌式离合器强制锁止式差速器二、离合器牙嵌式离合器二、离合器牙嵌式离合器摩擦盘1固定在主动轴上，摩擦盘2可以沿导向键在从动轴上移动。利用操纵机构带动滑环3将摩擦盘2向左推动，并施加轴向压力Fa，使两摩擦盘压紧产生摩擦力以传递转