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1、项目六联接 项目六联接 汽车机械部分通常是由若干零部件组成的 而零部件间需要有一定形式的联接才能构成具有一定功能的机构 为了便于机器的制造 安装 运输及维修等 通常采用不同的联接方法把零部件合成一个整体 联接的分类 动联接 机器工作时 零部件之间可以有相对运动 例如 机械原理中 各种运动副之间的联接 静联接 在机器工作中 不允许零部件之间存在相对运动的联接 根据联结可否运动分 静联接 可拆联接 不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆开的联接 例如 螺纹联接 键联接 过盈联结 不可拆联接 至少毁坏联接中的一部分才能拆开的联接 例如 铆接 焊接 胶接等 学习任务一 任务描述 通过对汽车传动机构的观察
2、人们会发现许多盘类零件一般是通过键将盘类零件固定在轴上的 如汽车变速器中的齿轮与轴之间大部分都是由各种键进行联接和传递动力的 一旦键联接失效 将会直接影响动力的传递 那么键是如何实现齿轮和轴的周向固定并传递动力的呢 学习目标1 了解键的基本类型2 掌握键的应用特点和正确的选用方法3 熟悉键的失效形式4 了解键的强度校核5 掌握花键的联接和应用6 进一步了解常用键在汽车上的应用 一 键连接的类型 特点及应用 键的功用 轴与轴上零件的周向固定 传递扭矩 有些可实现轴向固定或轴向移动零件的导向作用 键的类型 平键联接 普通平键 导向平键 楔键联接 普通楔键 钩头楔键 切向键联接 花键联接 半圆键联接
3、 斜度 1 100 1 普通平键 2 承载能力 1 平键联接 1 工作面 工作时靠键与键槽的两侧面的挤压来传递扭矩 3 特点 周向固定 传递转矩T 不能承受轴向力及轴向固定 平键的上 下表面和两侧面各相互平行 横截面为正方形或矩形 键的两侧面是工作面 工作时 靠轮毂和轴上键槽与键侧面的相互挤压来传递转矩 键的上表面与轮毂槽底之间留有间隙 平键联接具有结构简单 拆装方便 对中性好等优点 因而得到广泛应用 但这种键联接对轴上零件不能起到轴向固定作用 不能承受轴向力 普通平键 分解图 装配图 断面图 A型 B型 C型 特点 轮毂可在轴上沿轴向移动 比普通平键长紧定螺钉固定在键槽中键与轮毂槽采用间隙配
4、合键上设有起键螺孔 2 导向平键 特点 键固定在毂上 一起沿键槽移动 滑键固定在轮毂上轮毂带动滑键作轴向移动键长不受滑动距离限制 3 滑键 特点 安装方便 但键槽深 对轴的削弱较大 常用于锥形轴端与轮毂的联接 2 半圆键联接 键呈半圆形 其侧面为工作面 键能在轴上的键槽中摆动 以适应轮毂上键槽的斜度 键联接3 楔键的上 下面为工作面 键的上表面及轮毂键槽底面均有1 100的斜度 工作时 键的上下面分别与轮毂和轴的键槽底面相互压紧 特点 结构简单 装拆方便 能承受单向的轴向力 但对中性很差 用于低速 轻载和对中性要求不高的场合 3 楔键联接 4 切向键联接 切向键 一组切向键 两组切向键 由一对
5、具有1 100斜度的楔键沿斜面拼合而成 上下两工作面互相平行 轴和轮毂上的键槽底面没有斜度 键16 100GB T1096 2003表示键宽为16mm 键长为100mm的A型普通平键 键B18 100GB T1096 2003表示键宽为18mm 键长为100mm的B型普通平键 键C18 100GB T1096 2003表示键宽为18mm 键长为100mm的C型普通平键 平键是标准件 只需根据用途 轴径 轮毂长度选取键的类型和尺寸 普通平键的标记 键型键宽 键长标准号 二 平键联接的选择 普通平键的选用 步骤 1 根据键的工作情况 确定平键类型2 按轴的直径d确定键的剖面尺寸b h3 按轮毂宽度
6、B确定键的长度L 一般L B 5 10 mm 并须符合标准中规定的长度系列 例 钢轴与铸铁带轮采用键连接 已知轴径d 45mm 带轮轮毂长L 80mm 试选用键连接的类型和尺寸 1 选择 工作面被压溃 轮毂处 键剪断 a a面 类型尺寸 b h L 平键的选择和校核 2 主要失效形式 表6 1普通平键的主要尺寸 键联接5 平键联接的强度校核 普通平键联接 挤压强度校核公式为 剪切强度校核公式为 式中 近似值 l 为键的有效工作长度 其主要失效形式 工作面的压溃 一般只校核挤压强度 提高强度的方法 若 p p 可采用如下措施 采用双键 按180 布置 考虑承载不均 按1 5个转矩T计算 但对轴削
7、弱大 6 2 例 图示减速器轴上齿轮轮毂与轴的联接拟用普通平键联接 已知 材料均为结构钢 有轻微冲击 扭矩T 600N m 轴直径d 75mm 与轮毂配合的轴段长度L 80mm 试确定普通平键的类型和尺寸 2 确定键的尺寸和标注查前表 d 75mm b 20mm h 12mm L 70mm l L b 70 20 50mm 标注 键20 70GB1096 79 3 校核键联接的挤压强度 挤压强度足够 花键联接1 花键联接由具有纵向键齿的外花键 花键轴 和内花键 花键孔 组成 键齿侧面是工作面 可用于静联接 也可用于动联接 特点 承载能力高 对中性和导向性好 对轴的削弱小 但结构复杂 成本较高
8、用于定心精度要求高 载荷较大的场合 三 花键联接的类型 标准和选用 1 花键的特点 2 花键的类型 下面图片中是哪种键 图1 图2 图3 图4 图5 图6 联接销 用于联接 可传递不大的载荷 安全销 安全装置中的过载剪断元件 1 根据用途不同可分为 P189销联接 销联接主要用于确定零件之间的相对位置 并可传递不大的载荷 也可用于安全装置中的过载剪断元件 定位销 确定相对位置 开尾圆锥销在联接时的防松效果好 适用于有冲击 振动的场合的联接 圆柱销靠过盈配合固定在销孔中 经多次装拆会降低定位精度和可靠性 圆锥销具有1 50的锥度 安装方便 定位精度高 2 按结构形式分为 圆柱销 圆锥销 槽销 销
9、轴和开口销等 端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的场合 槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽 将槽销打入销孔后 由于材料的弹性使销挤压在销孔中 不易松脱 因而能承受振动和变载荷 销轴用于两零件的铰接处 构成铰链联接 销轴通常用于开口销锁定 工作可靠 装拆方便 思考 两个零件既需要连接 又可以方便的拆卸 你考虑用哪种连接 学习任务二螺纹联接及螺旋传动 任务描述通过对汽车进行观察 可以发现大部分的零部件都是通过螺纹联接在一起的 例如 汽车发动机缸盖和刚体的联接车轮和轮毂的联接等等 螺纹联接的类型有哪些 螺纹不仅能联接 还能传动 那么汽车上哪里采用了螺旋传动 学习目标1 了解螺纹的形成及类型2 熟
10、悉螺纹的主要参数3 掌握螺纹联接的类型和特点4 掌握螺纹联接的放松措施5 掌握螺旋传动的特点和应用 知识准备螺纹联接 利用螺纹零件将两个或两个以上的零件联接在一起 螺纹联接的特点螺纹联接具有结构简单 装拆方便及联接可靠等优点 在机械制造和工程结构中应用广泛 大多数螺纹和螺纹零件均已标准化 并由专门工厂生产 一 螺纹的形成 类型和主要参数1 螺纹的形成和类型 直角三角形的斜边绕圆柱体旋转一周形成的曲线 就是螺纹的螺旋线 用不同形状的车刀沿螺旋线可切制出三角形 矩形 梯形和锯齿形螺纹 如图所示 按螺纹的牙型分 螺纹的分类 按螺纹的旋向分 按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分 按螺旋的作用分 按母
11、体形状分 矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹 右旋螺纹 左旋螺纹 单线螺纹多线螺纹 一般 n 4 双线螺纹 单线螺纹 S 2P S P n线螺纹 S nP 外螺纹和内螺纹 外螺纹 细牙螺纹 粗牙螺纹 传动用螺纹 梯形 锯齿形 矩形 管螺纹 按回转体的内外表面分 1 外径 大径 d D 与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径 公称直径 2 内径 小径 d1 D1 与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径3 中径d2 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径 d2 0 5 d d1 2 螺纹的主要参数 4 单线螺纹与多线螺纹单线螺纹 为一条螺旋线所形成的螺纹n 1多线螺纹 由两条或两条以上的螺旋线
12、所形成的螺纹n 2 4n 螺纹的线数 5 螺距P 相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离6 导程 S 同一螺旋线上相邻两牙在中径线上的对应两点间的轴向距离7 线数n 螺纹螺旋线数目 一般为便于制造n 4螺距 导程 线数之间关系 S nP 8 螺旋升角 中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角9 牙型角 螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角 d 螺纹大径d1 螺纹小径d2 螺纹中径p 螺距n 线数S 导程y 螺纹升角 牙型角 牙型斜角旋向 螺纹的主要参数 3 常用螺纹特点 特点 螺纹的牙型角 2 60 因牙型角 大 所以当量摩擦系数大 自锁性能好 主要用于连接 细牙螺纹与粗牙螺纹的比较
13、 粗牙 常用 细牙的缺点 牙小 相同载荷下磨损快 易脱扣 细牙 自锁性能更好 常用于承受冲击 振动及变载荷 或空心 薄壁零件上及微调装置中 二 螺纹联接的基本类型 1 螺栓联接 a 普通螺栓联接 被联接件不太厚 螺杆带钉头 通孔不带螺纹 螺杆穿过通孔与螺母配合使用 装配后孔与杆间有间隙 并在工作中不许消失 结构简单 装拆方便 可多个装拆 应用较广 b 精密螺栓联接 装配后无间隙 主要承受横向载荷 也可作定位用 采用基孔制配合铰制孔螺栓联接 螺栓联接精密螺栓联接 2 双头螺栓联接 螺杆两端无钉头 但均有螺纹 装配时一端旋入被联接件 另一端配以螺母 适于常拆卸而被联接件之一较厚时 折装时只需拆螺母
14、 而不将双头螺栓从被联接件中拧出 3 螺钉联接 适于被联接件之一较厚 上带螺纹孔 不需经常装拆 一端有螺钉头 不需螺母 适于受载较小情况 4 紧定螺钉联接 拧入后 利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置 可传递不大的轴向力或扭矩 观察变速箱座和变速箱盖用什么联接方式 变速箱装配图 5 其它特殊结构的螺纹连接 地脚螺栓 吊环螺钉 T型槽螺栓 一 预紧 1预紧目的 增大摩擦力 使连接可靠 2预紧力QP 预先施加轴向作用力 拉力 预紧过紧 拧紧力QP过大 螺杆静载荷增大 降低本身强度过松 拧紧力QP过小 工作不可靠 三 螺纹联接的预紧与防松 预紧力F 预先轴向作用力 拉
15、力 预紧过紧 F 过大 螺杆静载荷增大 降低本身强度过松 拧紧力F 过小 工作不可靠 扳手拧紧力矩 T FH L FH 作用于手柄上的力 L 力臂 FH 3预紧力的控制 测力矩板手 测出预紧力矩 如左图定力矩板手 达到固定的拧紧力矩T时 弹簧受压将自动打滑 如右图 1 防松目的实际工作中 外载荷有振动 变化 材料高温蠕变等会造成摩擦力减少 螺纹副中正压力在某一瞬间消失 摩擦力为零 从而使螺纹联接松动 如经反复作用 螺纹联接就会松驰而失效 因此 必须进行防松 否则会影响正常工作 造成事故 2 防松原理消除 或限制 螺纹副之间的相对运动 或增大相对运动的难度 3 防松办法及措施 1 摩擦防松 双螺
16、母 弹簧垫圈 尼龙垫圈 自锁螺母等 2 螺纹防松 双螺母在螺母和螺栓之间形成内力 保证摩擦力 结构简单 使用方便 可靠性不高 用于平稳 低速 重载 弹簧垫圈弹力保持一定压力切口尖端逆向 锁紧螺母镶嵌弹性环或尼龙圈挤入螺纹中椭圆口螺母 开口销与六角开槽螺母 2 机械防松 开槽螺母与开口销 圆螺母与止动垫圈 弹簧垫片 轴用带翅垫片 止动垫片 串联钢丝等 止动垫圈 止动垫圈 串联钢丝 3 永久防松 焊接冲点涂胶 螺纹标记方法 普通螺纹的标记方法 螺纹代号大径螺纹公差带代号 中径 顶径公差 例如 M10 5g6g 粗牙 M10 x1 7H 细牙 螺纹联接的拆卸工具 旋具扳手 四 提高螺栓连接强度的措施 1 改善螺纹牙上载荷的分配 均载螺母1 均载螺母2 均载螺母3 钢丝螺套 减小螺栓刚度螺母下加弹性元件 中空螺杆 减小螺杆直径 增大被连接件刚度去掉弹性密封垫 加密封环 2 减小应力集中 3 避免附加应力A 斜垫圈B 球面垫圈C 凸台D 沉孔4 改进工艺措施 五螺旋传动 螺纹零件不仅可以用于联接 还可以用于传动 主要用于将旋转运动转变为直线运动 同时传递运动和动力 1 普通螺旋传动的类型1 传力
