Yang Guang

汽车机械基础—连接

连接的种类有很多,根据在工作中能否变化其相对位置,可分为动连接和静连接;根据连接拆开后连接件是否损坏,分为可拆连接与不可拆连接。其中,过盈配合是介于可拆连接和不可拆连接之间的一种连接。螺纹连接、键连接以及销连接为可拆连接,铆接、焊接和粘接属于不可拆连接。

轴毂连接分为:键连接、销连接和过盈连接。

键连接(键是标准件)

键连接结构简单,工作可靠,拆装方便,因此广泛应用。键连接分为松键连接和紧键连接两大类。松键连接包括平键连接、半圆键连接和花键连接,紧键连接包括楔键连接和切向键连接。

1.平键连接

平键的上下表面和两侧面各互相平行,横截面为正方形或矩形,键的两侧面是工作面,键的上面与轮毂槽底之间留有间隙,为非工作面。由于平键连接结构简单、对中性好、拆装方便等优点,因此应用广泛,但这种键连接对轴上零件不能起到轴向固定的作用,所以不能承受轴向力。平键按照用途可分为普通平键、导向平键和滑键。

(1)普通平键:用于轴毂间无相对轴向移动的静连接,按键的端部形状分为圆头(A型)、方头(B型)和单圆头(C型)。使用圆头和单圆头平键时,轴上键槽用指状端铣刀加工,键放在与键相同形状的键槽中,键的固定性好,缺点是轴上的键槽端部的应力集中较大。使用方头平键时,轴上的键槽用圆盘铣刀加工,轴的应力集中小,但键在槽中固定不好。圆头(A型)平键应用最多,单圆头(C型)平键常用于轴端与轴上零件的连接,应力不多。

(2)导向平键和滑键:用于动连接,即轴与轮毂间有轴向相对移动的连接。导向平键较长,需用螺钉固定在轴槽中,为便于拆装,在键中部制出起键螺纹孔。轴上零件滑移距离越大,导键越长,制造越困难,这时宜采用滑键。滑键固定在轮毂上,轮毂带动滑键在轴槽中作轴向滑动,轴上应铣出较长的键槽。滑键在轮毂上固定可采用不同的方式。

2.半圆键连接

半圆键的上表面与轮毂键槽底面间由间隙,两侧面为半圆形,键在轴槽中能绕其几何中心摆动,以适应轮毂上键槽的斜度。半圆键工作时,靠键的侧面受挤压传递运动和转矩,但其传递的转矩不能太大。轴与轮毂同心精度好,但轴上的键槽较深,对轴的强度削弱太大。主要用于轻载、低速或锥形轴头的场合。

3.楔键连接

用于静连接。键的上下面为工作面,工作时主要靠键和键槽之间及键与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。楔键分为普通楔键和钩头楔键,普通楔键又分为圆头和方头两种形式。这种键连接的优点是能轴向固定零件和承受单方向的轴向力,缺点是对中心不好,又因为依靠摩擦力工作,在冲击、振动和交变载荷作用下键容易松动。因此主要用于不要求准确定心、载荷平稳和低速运转的场合。

4.切向键连接

两键是以其斜面相互紧贴,上、下两个工作面是平行的,轴和轮毂键槽并无斜度。为不导致严重的削弱轴的强度,两个键槽通常错开120°—135°。切向键的承载能力大,适用于传递较大的转矩,缺点是键槽对轴的削弱很大,常用于轴径大于100mm,且对中精度不高的重型机械上。

花键连接

花键连接是带有多个纵向键齿的轴与毂组成的,滑键可视为由多个平键组成,键齿侧面为工作面。花键连接可用于静连接或动连接。花键连接齿数多,受力均匀,槽浅,应力集中小,对轴和毂的强度削弱小,对中性和导向性好,适用于载荷较大,定心精度要求较高的静连接或动连接中。但是花键结构复杂,加工成本较高。

按照齿形的不同,花键连接分为矩形花键和渐开线花键。矩形花键工作面为两侧面,易加工,应用广泛。渐开线花键的齿廓为渐开线,齿根较厚,强度高,承载能力大,寿命长,定心精度高,工艺性好,适用于较大载荷、齿轮较大的连接,常用齿侧定心。

销连接

主要用于定位。可传递不大的扭矩和作为安全装置中的过载剪断原件。装配方便,定位精度高,多次拆卸不会影响定位精度。

螺纹连接

螺纹的类型

螺纹有内螺纹和外螺纹之分,两者旋合共同组成螺纹副,除了用于连接外还可用于传动。

按照螺纹母体形状分,可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。

按照螺旋线的方向分,可分为左旋和右旋。

按照牙型不同,可分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。三角形螺纹主要用于连接,矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。

根据螺旋线的数目,可分为单线螺纹和多线螺纹。螺纹有米制和英制螺纹之分,我国除管螺纹外均采用米制螺纹。

螺纹旋合的要素

公称直径d、牙型、螺距p、线数n和旋向相同。

螺纹连接的基本类型

1.螺栓连接:结构简单、拆装方便、成本低、应用广泛,通常用于被连接件不太厚和便于加工通孔的场合。根据结构特点,分为受拉螺栓连接和受剪螺栓连接。受拉螺栓连接采用普通螺栓,且螺栓杆和被连接件上的通孔间留有间隙;受剪螺栓连接采用铰制孔用螺栓,且螺栓杆与孔壁之间没有空隙,这种连接能精确固定被连接件的相对位置,但孔的加工精度要求较高。

2.双头螺柱连接:这种连接常用于被连接件之一太厚且不宜制成通孔且需经常拆装的场合。

3.螺钉连接:直接将螺钉拧入较厚的被连接上螺纹孔中,靠螺钉头将被连接件压紧而实现固定。适用于被连接件较厚,不便钻成通孔,且不易于经常拆装的场合。

4.紧定螺钉连接:利用拧入被连接件螺纹孔中的螺钉末端顶住被连接件表面或顶入相应的凹坑中,以固定两个零件的相对位置,并可传递不大的力或转矩。紧定螺钉的端部有平端、锥段和柱端等。

螺纹连接的防松

1.摩擦防松:应用最广的一种方式。在螺纹副之间产生一个不随外力变化的正压力,以产生一个可以阻止螺纹副相对转动的摩擦力。这种正压力可通过轴向或同时两向压紧螺纹副来实现。如采用弹性垫圈、双螺母、自锁螺母和尼龙嵌件锁紧螺母等。

2.机械防松:利用附加零件的形状或改变螺纹连接形状,使连接件不能相对运动。如采用六角槽螺母配开口销防松、采用单耳止推垫圈防松或采用串联钢丝防松。

3.永久防松:将螺母焊死或使用粘合剂涂在旋合螺纹表面进行防松。

提高螺栓强度的措施

1.避免附加弯曲应力

2.减少应力集中

3.改进工艺措施

习题检测

判断题

1.平键、半圆键、花键、楔键均是标准件。(√)

2.花键多用于载荷较大,定心精度要求较高的场合。(√)

3.楔键多适用于不要求准确定心,低速运转的场合。(√)

4.拧紧成组的螺母时,必须按照一定的顺序一次拧紧。(×)

5.螺纹连接属于可拆连接。(√)

6.螺纹连接是标准件。(√)

7.普通螺栓连接可以实现被连接件具有较好的对中性。(×)

8.对顶螺母防松属于利用机械零件防松的方法。(×)

9.汽车上的螺纹连接必须进行防松处理。(√)

选择题

10.上、下两面是工作面的连接是(A)

A.楔键连接      B.半圆键连接        C.平键连接         D.导向键

11.普通平键的应用特点是(ABD)

A.靠两侧传递转矩        B.对中性良好        C.靠上下两面传递转矩         D.拆装方便

12.当轴上零件在轴上移动量不大时,用(B)

A.普通平键连接       B.导向平键连接       C.滑键连接        D.半圆键连接

13.当轴上零件传递转矩较大时,其连接用(C)

A.半圆键连接       B.普通平键连接       C.花键连接        D.滑键

14.键连接在机械传动中的意义是(B)

A.用于轴上零件的轴向定位和固定

B.用于轴上零件的周向固定

C.用于提高机械传动的精确性

D.用于降低机械传动的噪声

填空题

15.螺纹连接件主要有:螺栓、螺母、垫圈、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉。

16.螺纹连接的主要类型有:螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉连接。

17.一对螺纹正确旋合的条件是:公称直径d、牙型、螺距p、线数n和旋向相同。

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评论

  1. 穆木 #1

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    2017-07-25