◆熟悉鍵連接的類型、特點及應用?！粽莆栈ㄦI連接的類型及應用。課題一鍵連接如圖9—1—1所示為桑塔納2000變速器的變速傳動機構,由軸帶動齒輪,齒輪與齒輪嚙合,再由齒輪傳給軸,實現(xiàn)動力傳輸。想一想軸和齒輪是如何傳遞動力的?圖9—1—1桑塔納2000變速器的變速傳動機構一、鍵連接的類型、特點及應用鍵主要用來實現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定,以傳遞轉(zhuǎn)矩。有些類型的鍵還可以實現(xiàn)軸上零件之間的軸向固定或軸向移動。鍵是標準件。根據(jù)鍵連接的結構和承受載荷情況不同,鍵連接分為松鍵連接和緊鍵連接兩類。

1.松鍵連接松鍵連接分為平鍵連接(見圖9—1—2)和半圓鍵連接兩類。圖9—1—2平鍵連接(1)平鍵連接平鍵連接分為普通平鍵、導向平鍵和滑鍵連接三種。平鍵靠兩側面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩,對中性良好,結構簡單,拆卸方便,但不能軸向固定軸上零件。1)普通平鍵的類型、特點和應用。普通平鍵上、下兩面互相平行,兩個側面也互相平行,端部有圓頭(A型)、方頭(B型)和半圓頭(C型)三種類型,如圖9—1—3所示。其國家標準為GB/T1096—2003,GB/T1567—2003(薄型)。A型鍵在鍵槽中軸向固定好,鍵與鍵槽配合較緊,鍵槽應力集中大,B型鍵槽應力集中小,C型鍵常用于軸端。圖9—1—3普通平鍵2)導向平鍵。對于軸上安裝的零件需要沿軸向移動時,可采用導向平鍵。導向平鍵比普通平鍵長,其端部形狀有A型和B型兩種,如圖9—1—4所示。國標為GB/T1097—2003。圖9—1—4導向平鍵連接3)滑鍵。當軸上零件的軸向移動量很大時,導向平鍵將很長,不易制造,這時可采用滑鍵,如圖9—1—5所示?；I連接的特點:鍵固定在輪轂上,并與輪轂一起在軸上的鍵槽中滑動,滑鍵未標準化。圖9—1—5滑鍵連接(2)半圓鍵圖9—1—6半圓鍵連接半圓鍵連接如圖9—1—6所示,國標為GB/T1099—2003。半圓鍵的上表面為一平面,下表面為半圓形,兩側面互相平行,半圓鍵靠鍵兩側的工作面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩。鍵在軸槽中能繞槽底圓弧曲率中心擺動,裝配方便。鍵槽較深,對軸的強度削弱較大。一般用于輕載和圓錐形軸端的連接。圖9—1—6半圓鍵連接

2.緊鍵連接緊鍵連接分為楔鍵連接與切向鍵連接兩類。(1)楔鍵連接楔鍵連接又分為楔鍵連接(GB/T1564—2003)與鉤頭楔鍵連接(GB/T1565—2003)兩種,如圖9—1—7所示。楔鍵的兩側面互相平行,上、下兩面是工作面,鍵的上表面和轂槽的底面各有1∶100的斜度,鍵楔緊在軸轂之間。依靠壓緊面的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩及單方向的軸向力,能軸向固定零件,但使軸上零件與軸的配合產(chǎn)生偏心與偏斜。圖9—1—7楔鍵連接a)A型普通鍵b)B型普通楔鍵c)鉤頭楔鍵(2)切向鍵連接如圖9—1—8所示,是由一對具有1∶100單面斜度的鍵沿斜面拼裝而成,其上下兩面互相平行,為工作面,裝配時鍵自兩端打入,楔緊在軸與輪轂的鍵槽中。裝配后,切向鍵的下平面在通過軸線的平面內(nèi),工作面上的壓力沿軸的切線方向作用,能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。圖9—1—8切向鍵連接

二、花鍵連接的類型及應用花鍵連接由軸上加工出外花鍵和轂上加工出內(nèi)花鍵組成,如圖9—1—9所示。鍵齒側面為工作面,工作時靠齒的側面相互擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩?；ㄦI已標準化,按齒形不同,分為矩形花鍵、漸開線花鍵、三角形花鍵三種;按花鍵孔與花鍵軸是否能相對位移,分為靜連接與動連接兩種形式。靜連接花鍵裝配時,花鍵孔與花鍵軸允許有少量過盈,裝配時可用銅棒輕輕敲入。過盈量大時,可將套件加熱至80~120℃裝入。

動連接花鍵裝配時,花鍵孔在花鍵軸上應滑動自如且感覺不到有明顯間隙為合適。圖9—1—9花鍵連接

1.矩形花鍵矩形花鍵(GB/T1144—2001)鍵齒端面為矩形,在國家標準中規(guī)定為兩個系列,輕系列用于載荷較輕的靜連接,中系列用于中等載荷的連接。矩形花鍵的定心方式為小徑定心,定心精度高,穩(wěn)定性好。矩形花鍵連接為多齒工作,承載能力高,對中性、導向性好,應力集中較小,軸與轂的強度削弱小。應用廣泛,如汽車、飛機、機床、農(nóng)業(yè)機械等。

2.漸開線花鍵漸開線花鍵(GB/T3478.1—1995)的齒廓為漸開線,如圖9—1—9所示,受載時齒上有徑向力,起自動定心作用,使各齒均勻承力,強度高,壽命長。漸開線花鍵的主要參數(shù)為模數(shù)m、齒數(shù)z、壓力角α。漸開線花鍵的標準壓力角α有30°、37.5°和45°三種。應用于載荷較大,定心精度要求高以及尺寸較大的連接。3.三角形花鍵三角形花鍵連接中,外花鍵齒形為壓力角是45°的漸開線花鍵;內(nèi)花鍵齒形是直齒形。三角形花健用齒側定心,其鍵齒細小,通常用于直徑較小或薄壁零件與軸的連接。一、選擇題1.常用的松鍵連接有()連接兩種。A.普通平鍵和半圓鍵B.普通平鍵和普通楔鍵C.滑鍵和切向鍵D.楔鍵和切向鍵2.楔鍵的()有1∶100的斜度。A.上表面B.下表面C.兩側面3.()能自動適應輪轂上的鍵槽的斜度,裝拆方便,尤其適用于錐形軸端部的連接。A.普通平鍵B.半圓鍵C.導向平鍵D.切向鍵4.在GB/T1144—2001中規(guī)定以()為花鍵的定心尺寸,用它來保證同軸度。A.鍵寬B.大徑C.小徑二、填空題1.鍵連接主要用來連接______和______,實現(xiàn)周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩。2.半圓鍵連接,由于軸上的鍵槽較深,故對軸的______削弱較大。3.A型、B型和C型三種形式普通平鍵的區(qū)別主要是______形狀不同。三、連線題對應下列鍵與應用情況進行連線:普通平鍵用于軸向移動量不大的場合導向平鍵用于軸向移動量較大的場合滑鍵應用最廣◆了解銷連接的類型、特點及應用。課題二銷連接請大家舉例說明:在汽車上有哪些部位用到銷連接?銷有什么作用?如圖9—2—1所示為汽車發(fā)動機活塞連桿組的結構示意圖,從圖中可以看出,活塞和連桿是通過一個活塞銷進行連接的。圖9—2—1活塞連桿組的結構示意圖除鍵連接外,銷連接也能實現(xiàn)軸與軸上零件的連接。同時,銷連接還可用來固定零件之間的相對位置,起定位作用;它也可作為安全裝置中的過載剪斷元件,起過載保護作用,還可用來傳遞橫向力和轉(zhuǎn)矩。提示:

圓柱銷多次拆卸會降低定位精度和可靠性;圓錐銷的定位精度和可靠性較高,多次拆卸不會影響定位精度。因此,經(jīng)常裝拆的場合不宜采用圓柱銷,而應選用圓錐銷。銷起定位作用時一般不承受載荷,并且使用的數(shù)目不得少于兩個。一般來說,銷作為安全銷使用時還應有銷套及相應結構。銷的基本類型有圓柱銷和圓錐銷兩種,如圖9—2—2a、b所示,這兩類銷均已標準化。圓柱銷利用少量過盈固定在銷孔中,經(jīng)過多次裝拆后,連接的緊固性及精度降低,故只宜用于不常拆卸處。圓錐銷有1∶50的錐度,裝拆比圓柱銷方便,多次裝拆對連接的緊固性及定位精度影響較小,因此應用廣泛。如圖9—2—2c所示是大端具有外螺紋的圓錐銷,便于裝拆,可用于有盲孔結構的場合;如圖9—2—2d所示是小端帶外螺紋的圓錐銷,可用螺母鎖緊,適用于有沖擊的場合。圖9—2—2銷連接a)圓柱銷b)圓錐銷c)大端帶外螺紋的圓錐銷d)小端帶外螺紋的圓錐銷連線題：對應下面銷的類型及作用進行連線:定位銷用于傳遞橫向力或轉(zhuǎn)矩連接銷用于定位零件安全銷用于安全裝置中過載切斷零件◆了解螺紋的形成過程?！羰煜ぢ菁y的類型及主要參數(shù)?！羰煜こＳ寐菁y的特點及應用?！羰煜ぢ菁y連接的預緊和防松方法。課題三螺紋連接在汽車上有哪些部位用螺紋的？螺紋又有哪些作用？汽車是很多零件的復雜的結合體。這些零件由螺釘、螺栓、螺母等等緊固件連接在一起。例如，汽車發(fā)動機的缸蓋和缸體（見圖9-3-1）的連接，用的就是螺栓進行緊固，對于這些螺栓的功用和要求是怎么規(guī)定的？圖9—3—1汽車發(fā)動機的缸蓋和缸體一、螺紋的形成如圖9-3-2所示，將一直角三角形abc繞在直徑為d2的圓柱表面上，使三角形底邊ab與圓柱體的底邊重合，則三角形的斜邊amc在圓柱體表面形成一條螺旋線am1c1。三角形abc的斜邊與底邊的夾角ψ，稱為螺紋升角。若取一平面圖形，使其平面始終通過圓柱體的軸線并沿著螺旋線運動，則這平面圖形在空間形成一個螺旋形體，稱為螺紋。圖9—3—2螺紋的形成二、螺紋的類型1.按螺紋在軸向剖面內(nèi)的形狀不同可分為矩形螺紋、三角形螺紋、梯形螺紋及鋸齒形螺紋（見圖9-3-3）。

2.按螺紋旋線繞行的方向不同科分為右旋螺紋和左旋螺紋（見圖9-3-4）。只有在特殊需要時，才采用左螺紋。比如煤氣罐等危險設備中使用的螺紋。圖9-3-4螺紋的旋向3.按螺紋的線數(shù)可分為單線螺紋和多線螺紋。（1）單線螺紋（見圖9-3-5）：沿一條螺旋線所形成的螺紋。單線螺紋多用于連接。（2）多線螺紋（見圖9-3-6）：沿兩條或兩條以上在軸向等距分布的螺旋線所形成的螺紋。多線螺紋多用于傳動。多線螺紋由于加工制造的原因，線數(shù)一般不超過4條。三、螺紋的主要參數(shù)（見圖9-3-7）1.外徑（大徑）（d，D）與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱面直徑，亦稱公稱直徑。2.內(nèi)徑（小徑）（d1，D1)與外螺紋牙底相重合的假想圓柱面直徑（危險剖面直徑）。3.中徑d2在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱面的直徑，d2≈0.5(d+d1)。4.螺距（P）相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應兩點間的軸向距離。5.導程（S）同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面母線上的對應兩點間的軸向距離。6.線數(shù)（n）螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n≤4螺距、導程、線數(shù)之間關系：S=nP。7.螺旋升角λ中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面的夾角。8.牙型角α螺紋軸向平面內(nèi)螺紋牙型兩側邊的夾角。9.牙型斜角β螺紋牙的側邊與螺紋軸線垂直平面的夾角。螺紋的參數(shù)提示：普通螺紋標記由螺紋代號、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號組成。其中，螺紋代號的標記形式為：在標準中，粗牙螺紋的每一個公稱直徑只對應一個螺距，因此不必標出螺距值；而細牙螺紋的每一個公稱直徑對應著數(shù)個螺距，因此必須標出螺距值。連接螺紋多為右旋，因此右旋螺紋的旋向省略不標注；而左旋螺紋需在尺寸代號之后加注LH，并用“－”隔開。在標準中，粗牙螺紋的每一個公稱直徑只對應一個螺距，因此不必標出螺距值；而細牙螺紋的每一個公稱直徑對應著數(shù)個螺距，因此必須標出螺距值。連接螺紋多為右旋，因此右旋螺紋的旋向省略不標注；而左旋螺紋需在尺寸代號之后加注LH，并用“－”隔開。

四、常用螺紋的特點及應用1．三角形螺紋公制三角形螺紋的牙型角α=60。，其大徑d為公稱直徑。三角形螺紋的當量摩擦系數(shù)大，自鎖性能好。螺紋牙根部較厚，牙根強度高，廣泛應用于各種緊固連接。同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余都稱為細牙螺紋。由圖9-3-8可見，細牙螺紋的螺距P′小且中徑d′2及小徑d′1均較粗牙螺紋的大(P′<P，d′2>d2，d′1>d1)，故細牙螺紋的升角小，自鎖性能好，但牙的工作高度小，不耐磨、易滑扣，適用于薄壁零件、受振動或變載荷的連接，還可用于微調(diào)機構中。圖9-3-8細牙螺紋與粗牙螺紋的比較2．管螺紋管螺紋牙型角a=55°，以管子的內(nèi)徑(英寸)表示尺寸代號，以每25.4mlyl內(nèi)的牙數(shù)表示螺距。分為非螺紋密封的管螺紋(GB7307—87)和用螺紋密封的管螺紋(GB7306—87)。非螺紋密封的圓柱管螺紋(圖9-3-9a)，本身不具有密封性，如要求連接后具有密封性時，可在密封面間添加密封物。用螺紋密封的管螺紋(圖9-3-9b)，其外螺紋分布在錐度1：16(φ=1°47′24″)的圓錐管壁上，不用填料即能保證連接的緊密性。圖9-3-9管螺紋a)非螺紋密封的管螺紋b)用螺紋密封的管的螺紋管螺紋適用于管接頭、旋塞、閥門等螺紋連接的附件。3．矩形螺紋牙型為正方形、牙型角α=0°。其傳動效率最高，但牙根強度弱，精加工困難，螺紋牙磨損后難以補償，傳動精度降低，故應用較少。矩形螺紋未標準化，已逐漸被梯形螺紋所替代。4．梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角α=30°。其效率雖較矩形螺紋低，但工藝性好，牙根強度高，對中性好。梯形螺紋廣泛用于車床絲杠，螺旋舉重器等各種傳動螺旋中。5．鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋工作面的牙型斜角β=3°，非工作面的牙型斜角為30°，它兼有矩形螺紋和梯形螺紋的效率高與牙根強度高的優(yōu)點，但只能用于承受單方向的軸向載荷傳動中。五、螺紋連接的預緊和防松1.預緊預緊目的是增加連接的可靠性與緊密性，防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙與相對滑移，保持正常工作。預緊力的大小根據(jù)螺栓組受力的大小和連接的工作要求決定。預緊力過大，螺桿靜載荷增大、降低本身強度。預緊力過小，工作不可靠，連接件在工作中易于松動。預緊力的控制方法：通常螺栓連接的預緊靠操作者的經(jīng)驗來控制，重要的螺栓連接的預緊力用測力矩扳手等工具進行度量，在擰緊螺栓時，可讀出扳手的力矩值，如圖9-3-10。用定力矩板手當達到固定的擰緊力矩時，彈簧受壓將自動打滑，如（圖9-3-11）。用塑性材料制的螺栓測量預緊后螺栓伸長量來確定預力，精度較高。

圖9-3-10測力矩板手圖9-3-11定力矩板手1-扳手卡盤2-圓柱銷3-彈簧4-螺釘

重要連接若不能嚴格控制預緊力，而只靠安裝經(jīng)驗來擰緊螺栓時，為避免螺栓拉斷，通常不宜采用小于M12的螺栓，一般采用M12-M24的螺栓。2.防松(1)防松的目的機器工作時，外載荷有振動、交變負載、材料高溫蠕變等會造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋連接松動，使機器不能正常工作，甚至會造成嚴重事故。因此，必須進行防松。(2)防松原理消除（或限制）螺紋副之間的相對轉(zhuǎn)動，或增大相對轉(zhuǎn)動的難度。(3)防松辦法及措施1）摩擦防松：雙螺母如圖9-3-12