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第一节键连接第二节销连接
第五章连接Contents第三节螺纹连接第四节连轴器第五节离合器第五章连接连接是将两个或两个以上的零件连成一体结构。由于制造、安装、运输和检修的需要，工业上广泛采用了各种连接，将相关的零部件组合成机构或机器。连接按其是否可拆，分为两大类：（1）可拆连接：当拆开连接时，无需破坏或损伤连接件中的任何零件，如销连接、键连接和螺纹连接等。（2）不可拆连接：当拆开连接时，至少破坏或损伤连接件中的一个零件，如焊接、铆接、黏结等。按组成连接的零部件在工作时，是否产生相对运动分类：（1）动连接：组成连接的零部件在工作时，零部件之间可以有相对运动的连接,称为动连接。（2）静连接：组成连接的零部件在工作时，不允许零部件之间存在相对运动的连接，称为静连接。一、键连接的功用二、键连接的分类
第一节键连接Contents三、花键连接第一节键连接本节描述键连接是一种常见的连接类型，轴和轴上零件的连接常常采用键连接。通过对键连接基本知识的学习，要会判断键连接的类型，并知道平键连接的结构和标准。学习目标完成本节的学习以后，你应能：1．描述键连接的功用与分类；2．知道平键连接的结构与标准；3．描述花键连接的类型、特点和应用。
一、键连接的功用想一想观察图5-1、图5-2所示的两种连接，想想它们有何区别。键连接主要用于轴与轴上零件（如齿轮、带轮）的周向固定并传递转矩，有的还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动。图5-1平键连接图5-2对头螺柱连接二、键连接的分类键是一种标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键等。在实际中应根据各类键的结构和应用特点进行选择。二、键连接的分类1．平键连接1）普通平键连接普通平键连接用于静连接，即轴与轮毂之间无轴向相对移动。键的两侧面为工作面，靠两侧面传递转矩。普通平键的类型、连接形式及应用特点见表5-1。二、键连接的分类二、键连接的分类
二、键连接的分类
2）导向平键连接想一想观察图5-3，导向平键连接与普通平键连接有何区别?图5-3导向平键连接二、键连接的分类被连接的毂类零件在工作中必须在轴上作轴向移动时，可采用导向平键连接。导向平键是一种较长的平键，用于轴上零件轴向移动量不大的场合，如变速器中的滑移齿轮。导向平键连接的特点如下：（1）用螺钉将键固定在轴上。（2）轮毂与轴之间是间隙配合，当轮毂移动时，键起导向作用，且构成动连接。（3）为了键的拆卸方便，导向平键的中部设有起键螺孔。二、键连接的分类3）滑键连接想一想观察图5-4，滑键连接与导向平键连接有何不同?图5-4滑键连接二、键连接的分类滑键连接是将键固定在轮毂上，随轮毂一起沿轴槽移动。滑键连接的特点如下：（1）当轴上零件滑移距离较大时，因过长的平键制造困难，故不宜采用导向平键连接，而宜采用滑键，且需要在轴上加工长的键槽。（2）滑键固定在轮毂上时，轴上的键槽与键是间隙配合，当轮毂移动时，键随轮毂沿键槽滑动，轮毂带动滑键在轴槽中作轴向移动。二、键连接的分类2．半圆键连接半圆键连接如图5-5所示。轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出。半圆键工作时，靠侧面来传递转矩。图5-5半圆键连接二、键连接的分类
半圆键连接的特点如下：（1）半圆键呈半圆形，能在轴的键槽内摆动，以适应轮毂底面的斜度，用于静连接。（2）轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故主要适用于轻载。（3）半圆键连接装配方便，特别适合于锥形轴与轮毂的连接。二、键连接的分类
3．楔键连接和切向键连接1）楔键连接楔键包括普通楔键和钩头楔键两种类型（图5-6）。装配时将键打入并楔紧，楔键连接如图5-7所示。图5-6楔键图5-7楔键连接二、键连接的分类楔键连接的主要特点如下：（1）楔键连接用于静连接。楔键的上下面是工作面，键的上表面有1∶100的斜度，轮毂键槽的底面也有1∶100的斜度。装配时，将键打入轴和毂槽内，其工作面上产生很大的预紧力。工作时，主要靠摩擦力传递转矩，并能承受单方向的轴向力。（2）由于楔键打入时，迫使轴和轮毂产生偏心，因此，楔键仅适用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的连接。（3）钩头楔键的钩头是为了便于拆卸，只用于轴端连接。二、键连接的分类
2）切向键连接想一想观察图5-8，切向键连接与楔键连接有何异同?图5-8切向键连接二、键连接的分类
切向键由一对斜度为1∶100的普通楔键组成。装配时，把一对楔键分别从轮毂两端打入并楔紧。切向键连接的主要特点如下：（1）键相互平行的两个窄面是工作面，其中之一的工作面通过轴心线的平面，使工作面上压力沿轴的切线方向作用，因此，切向键连接能传递很大的转矩，常用于重型机械。（2）若采用一个切向键连接，则只能传递单向的转矩，若需要传递双向转矩，应装两个互成120°~135°布置的切向键。三、花键连接想一想平键连接的承载能力低，轴上应力集中程度较严重，紧键连接的对中性差，要求载荷平稳且低速。有什么连接类型能克服平键连接和紧键连接的不足呢?三、花键连接
1．花键连接的类型如图5-9所示，花键轴和花键孔组成的连接，称为花键连接。花键按齿形可分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键，如图5-10所示。图5-9花键零件示意图图5-10花键连接三、花键连接（1）矩形花键：按新标准为内径定心，定心精度高，定心稳定性好，配合面均要进行研磨。磨削消除热处理后的变形，导向性能好，应用广泛。（2）渐开线花键：可用加工齿轮的方法加工，定心方式为齿形定心，当齿受载时，齿上的径向力能自动定心，有利于各齿均载，工艺性好，优先采用。（3）三角形花键：键多而小，轴与孔的削弱程度小，适用于薄壁零件的静连接。三、花键连接2．花键连接的主要特点（1）工作面为齿侧面，齿较多，工作面积大，故承载能力较强。（2）键均匀分布，各键齿受力较均匀。（3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少。（4）轴上零件对中性好。（5）导向性较好。（6）加工需专用设备，制造成本高。花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑动的连接，如汽车传动轴的连接。3．花键连接的应用一、销连接的类型二、销的形状、特点及应用
第二节销连接Contents三、特殊形式的销第二节销连接
本节描述在机器中常用销连接固定零件之间的相对位置或起定位作用。通过对销连接的类型、特点、应用等基本知识的学习，要会判断销连接的类型，并知道其应用。学习目标完成本节的学习以后，你应能：1．叙述销连接的类型、特点；2．知道销连接的应用。一、销连接的类型销连接主要用来固定零件之间的相对位置，起定位作用，也可用于轴与轮毂的连接，传递不大的载荷，还可作为安全装置中的过载剪断元件。销主要包括以下三种类型：（1）定位销：主要用于零件间位置定位，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。（2）连接销：主要用于零件间的连接或锁定，可传递不大的载荷。（3）安全销：主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。一、销连接的类型想一想
在图5-11中，a）、b）、c）、d）各是哪种销连接?图5-11销连接类型二、销的形状、特点及应用根据销的形状不同，可以将其分为两种基本类型：圆柱销和圆锥销，如图5-12所示。图5-12不同形状的销（1）圆柱销：圆柱销利用微量过盈固定在销孔中，经过多次装拆后，连接的紧固性及精度降低，故只宜用于不常拆卸处。（2）圆锥销：有1∶50的锥度，装拆比圆柱销方便，多次装拆对连接的紧固性及定位精度影响较小，因此应用广泛。三、特殊形式的销（1）带螺纹的锥销：图5-13a）是大端具有外螺纹的圆锥销，便于装拆，可用于盲孔。图5-13b）是小端带外螺纹的圆锥销，可用螺母锁紧，适用于有冲击的场合。图5-13特殊形式的销三、特殊形式的销（2）带槽的圆柱销：用弹簧钢滚压或模锻而成，也称槽销。销上有三条压制的纵向沟槽。槽销压入销孔后，它的凹槽即产生收缩变形，借助材料的弹性而固定在销孔中。销孔无需铰光，并可多次装拆，适用于承受振动和变载荷的连接，如图5-13c）所示。（3）开尾圆锥销：销尾可分开，能防止松脱，多用于振动冲击场合，如图5-13d）所示。（4）弹性圆柱销：用弹簧钢带卷制而成，具有弹性，用于冲击振动场合，如图5-13e）所示。（5）开口销：是一种防松零件，用于锁紧其他紧固件，如图5-13f）所示。一、螺纹的基本知识二、常见螺纹连接件
第三节螺纹连接Contents三、螺纹连接的基本类型四、螺纹连接的防松和拆装第三节螺纹连接
本节描述机器中有各式各样的螺栓、螺钉，它们都是靠螺纹工作的。通过对螺纹、螺纹连接基本知识的学习，要会选择螺纹连接，能进行螺纹连接的防松，并能自己动手进行螺纹连接的拆装。学习目标完成本节的学习以后，你应能：1．描述常用螺纹的类型、特点和应用；2．知道螺纹连接的主要类型、应用、结构和防松方法；3．自己动手进行螺纹连接的拆装。
一、螺纹的基本知识想一想图5-14中每个零件的名称是什么?从结构上看它们有什么共同的地方?图5-14螺纹连接件
一、螺纹的基本知识
1．螺纹的术语及符号螺纹的基本要素包括牙型、直径（大径、小径、中径）、螺距和导程、线数和旋向等。1）牙型在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为螺纹牙型。常见的螺纹牙型有三角形（60°、55°）、梯形、锯齿形、矩形等，如图5-15所示的牙型为三角形。在螺纹牙型上，相邻两个牙侧面的夹角称为牙型角，用α表示。图5-15三角形螺纹
一、螺纹的基本知识
2）螺纹的直径（图5-16）大径d、D：与外螺纹的牙顶或内螺纹的牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。内螺纹的大径用大写字母D表示，外螺纹的大径用小写字母d表示。小径d1、D1：与外螺纹的牙底或内螺纹的牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径。中径d2、D2：一个假想的圆柱或圆锥直径，该圆柱或圆锥的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。公称直径：代表螺纹尺寸的直径，指螺纹大径的基本尺寸。图5-16螺纹直径
一、螺纹的基本知识
3）线数形成螺纹的螺旋线条数称为线数，用字母n表示。沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹，如图5-17所示。4）螺距和导程相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺距，螺距用字母P表示，同一螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为导程，导程用字母S表示，如图5-17所示。线数n、螺距P和导程S之间的关系为：S＝P×n。图5-17螺纹的线数
一、螺纹的基本知识
5）旋向螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹两种。顺时针旋转时旋入的螺纹是右旋螺纹，逆时针旋转时旋入的螺纹是左旋螺纹，如图5-18所示。工程上常用的是右旋螺纹。6）升角中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角，用λ表示。图5-18螺纹的旋向一、螺纹的基本知识2．常用螺纹的类型、特点和应用根据使用要求的不同，螺纹有连接螺纹及传动螺纹之分，它们的类型、特点和应用见书表5-2。一、螺纹的基本知识2．常用螺纹的类型、特点和应用根据使用要求的不同，螺纹有连接螺纹及传动螺纹之分，它们的类型、特点和应用见书表5-2。二、常用螺纹连接件常用的螺纹连接件有螺栓、螺母、垫圈等，其结构形式、尺寸都已标准化。通常根据螺栓、螺钉所承受的载荷或者结构要求，计算或拟定螺纹的公称直径，在标准中选配螺母、垫圈的规格、型号。常用螺纹连接件见表5-3。三、螺纹连接的基本类型想一想观察图5-19。图中螺纹连接件各有什么用途?各螺纹连接有什么特点?图5-19螺纹连接三、螺纹连接的基本类型螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接是螺纹连接的四种基本类型。此外，常用的还有地脚螺钉连接、吊环螺钉连接以及开槽螺钉连接等。常用螺纹连接见书表5-4。三、螺纹连接的基本类型四、螺纹连接的防松和拆装想一想螺纹连接在经受冲击、振动、变载或变温时，会出现什么情况?1．螺纹连接的防松螺纹连接防松的根本方法在于防止螺旋副的相对运动。在静载和恒温条件下，对于M10~M64的普通螺纹连接，螺纹升角λ为1.5°~3.5°，螺旋副的当量摩擦角ρv≈9.8°，因此，满足自锁条件λ<ρv，自锁可靠。但如受到冲击、振动、变载和温度变化，会使螺旋副间的摩擦力减小，从而导致螺纹连接松动。为了确保锁紧，必须采取防松措施。常用的螺纹防松的方法见表5-5。四、螺纹连接的防松和拆装四、螺纹连接的防松和拆装2．螺纹连接的拆装螺纹连接无处不在，如一辆完整的汽车，是将成千上万个零部件连接在一起的，在其拆装作业中，遇到最多的是螺纹连接。螺纹连接拆卸的技术要领如下：（1）用扳手拆装螺纹（母）时，扳手的开口尺寸要适合螺栓头或螺母的六方尺寸，不能过松。旋转时，使扳手开口与六方表面尽量靠合，如图5-20所示。无论拧紧还是旋松螺钉，都要用力将螺丝刀顶住螺钉，避免损坏螺钉槽口，造成拆装困难。图5-20用扳手拧螺母四、螺纹连接的防松和拆装（2）在向螺栓上拧紧螺母或向螺孔内拧螺栓（钉）时，一般先用手旋进一定距离，这样既可感觉螺纹配合是否合适，又可提高工作效率。在旋进螺母（栓）两圈后，如果感觉阻力很大，则应停下检查原因，如因螺纹生锈或夹有铁屑等杂物造成，可清洗后涂少许润滑油，如因螺纹乱牙造成，可用板牙或丝锥修正一下，如因粗细螺纹不相配造成，应重新选配。（3）在螺纹连接件中，垫圈有其重要作用，它可以保护被连接件的支承表面，还能防松。因此，决不能随意弃之不用，要安装到位。（4）螺纹孔为盲孔时，在旋入螺钉前，必须清除孔中的铁屑、水、油等杂物，否则，螺栓不能拧紧到位。如加力拧进，有可能造成螺钉断裂等后果。四、螺纹连接的防松和拆装
（5）在拆装由螺栓（钉）组紧固的零件时，为防止零件变形，必须按一定顺序、一定力矩。分步拧紧各个螺栓。（6）在拆装一些重要连接时，必须用扭力扳手按规定力矩紧固。遇到螺纹锈死，可先用手锤敲打螺栓头部周围，振松锈层，也可以向反向拧回，再向外旋出，或者使用松动剂、加热等方法使锈层松脱，逐步退出螺栓。如果螺栓断在螺孔内，可用一根淬火的四棱锥形钢棒。将其尖端打入预先钻孔的螺柱内，然后旋出螺柱。四、螺纹连接的防松和拆装
做一做在教师的带领下，学生分组进行丰田5A发动机汽缸盖螺栓的拆装，如图5-21所示。在拆装过程中，教师巡回指导，解决学生拆装过程中存在的问题。拆装结束，每组选一名成员代表对该组拆装情况进行发言。图5-21丰田5A发动机汽缸盖螺栓的拆装一、联轴器的功用二、联轴器的类型、特点和应用
第四节联轴器Contents第四节联轴器本节描述联轴器是最常用的连接部件，原动机大都借助于联轴器与工作机相连接。通过对联轴器功用、类型、特点和应用等基本知识的学习，要会判断联轴器的类型，并结合实训项目，能自己动手正确安装、找正联轴器。学习目标完成本节的学习以后，你应能：1．描述联轴器的功用和类型；2．知道联轴器的特点和应用。一、联轴器的功用联轴器用来连接不同机构或部件上的两根轴，传递运动和动力，且在工作过程中始终处于连接状态。用联轴器连接的两根轴，只有在机器停止工作后，经过拆卸才能将其分离。
一、联轴器的功用
观察图5-22的带式输送机，4是减速器，其作用是将电动机1的高速回转变成卷筒5的低速回转。减速器的输入轴和输出轴通过联轴器2和3分别与电动机1和卷筒5的轴连接起来，从而组成一台运输机。图5-22带式输送机1-电动机；2、3-联轴器；4-减速器；5-卷筒一、联轴器的功用由于制造和安装的误差，受载时零部件的弹性变形与温差变形，联轴器所连接的两轴线不可避免要产生相对偏移，如图5-23所示。两轴相对偏移的出现，将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，甚至出现剧烈振动。因此，联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能力，以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附加载荷，改善传动性能，延长机器寿命。为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷，联轴器还应具有一定的缓冲减振性能。图5-23联轴器的可移性二、联轴器的类型、特点和应用联轴器按缓冲性分为刚性联轴器和挠性联轴器。1．刚性联轴器刚性联轴器由刚性传力元件组成，不具有缓冲性，但可以传递较大的转矩，又分为固定式刚性联轴器和可移式刚性联轴器。（1）固定式刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减振性能。（2）可移式刚性联轴器是利用联轴器中元件间的相对滑动来补偿两轴间的相对偏移，其承载能力较大，但缺乏缓冲吸振的能力。2．挠性联轴器挠性联轴器中有弹性元件，因此，具有缓冲减振效果。弹性元件的微小变形可以补偿两轴的相对位移，从而具有可移性。常用联轴器的类型、特点和应用见书表5-6。二、联轴器的类型、特点和应用二、联轴器的类型、特点和应用二、联轴器的类型、特点和应用二、联轴器的类型、特点和应用二、联轴器的类型、特点和应用
想一想
举例说明：常见的机器上有哪些地方用了联轴器?是哪种联轴器?为什么采用这种联轴器?一、离合器的作用二、离合器的类型、特点和应用
第五节离合器Contents第五节离合器本节描述离合器是一种既能传递动力，又能切断动力的传动机构。通过对离合器功能、类型、特点和应用等基本知识的学习，要能判断离合器的类型，并能正确使用离合器。学习目标完成本节的学习以后，你应能：1．描述离合器的功用、类型；2．知道离合器的特点和应用。一、离合器的作用用来连接不同机构或部件上的两根轴，传递运动和动力，且在工作过程中可使两轴随时分离或连接的机构称为离合器。一、离合器的作用观察图5-24所示的汽车离合器。飞轮旋转时，踩下离合器踏板，摩擦盘与压板分离，动力不能通过摩擦盘传给变速器输入轴，动力断开，松开离合器踏板，摩擦盘与压板接合，动力通过摩擦盘传给变速器输入轴。离合器的作用是连接两部件（或轴）传递回转运动和动力。且可以根据需要随时使两部件（或轴）分离和接合。图5-24汽车离合器一、离合器的作用想一想联轴器和离合器的相同点和不同点分别是什么?
二、离合器的类型、特点和应用1．离合器的类型根据工作原理的不同，离合器有嵌入式和摩擦式等类型，它们分别利用牙的啮合、接触表面之间的摩擦力等来传递转矩。2．离合器的特点和应用常用离合器的特点和应用见表5-7。
二、离合器的类型、特点和应用自我检测
一、填空题1．键连接主要用来连接
，实现周向固定并传递转矩。2．键是一种标准件，分为
等。3．半圆键连接，由于轴上的键槽较深，故对轴的
削弱较大。4．根据销的形状不同，可以将其分为
两种基本类型。5．圆锥销的
直径为标准直径。6．在螺纹连接的防松方法中，开口销与槽形螺母采用的是
防松。7．相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为
，螺距用字母
表示，同一螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为
，导程用字母
表示。8．联轴器按缓冲性分为
。9．联轴器和离合器是用来连接两轴，使其一同转动并
的装置。10．无弹性元件挠性联轴器，可以补偿被连接两轴之间的
。自我检测二、单项选择题1．常用的松键连接有（）两种。A.普通平键和半圆键B.普通平键和普通楔键C.滑键和切向键D.楔键和切向键2．紧键连接和松键连接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽间存在（）。A.压紧力B.轴向力C.摩擦力Ｄ.剪切力3．楔键的（）有1∶100的斜度。A.上表面B.下表面C.两侧面
Ｄ.内表面4．键的长度主要是根据（）来选择。A.传递转矩的大小B.传递功率的大小C.轮毂的长度D.轴的直径5．楔键连接的缺点是（）。A.键的斜面加工困难B.键安装时易损坏C.键装入键槽后，在轮毂中产生初应力D.承载能力较低6．若使不通孔连接拆装方便，应选用（）。A.普通圆柱销B.内螺纹圆柱销C.普通圆锥销D.开口销自我检测7．螺栓连接是一种（）。A.可拆连接
B.不可拆零件C.具有防松装置的为不可拆连接，否则为可拆连接D.具有自锁性能的为不可拆连接，否则为可拆连接8．常见的连接螺纹是（）。A.左旋单线B.右旋双线C.右旋单线D.左旋双线9．在螺纹连接的防松方法中，开口销与槽形螺母属于（）防松。A.机械B.摩擦C.永久
D.黏合10．十字轴万向联轴器之所以要成对使用，是为了解决被连接两轴间（）的问题。A.径向偏移量大B.轴向偏移量大C.角速度不同步D.角度偏移量大自我检测三、多项选择题１.关于键连接的分类及应用，以下说法正确的有(
)。Ａ.平键连接的工作面是上下表面
Ｂ.导向平键适用于轴上零件需要轴向移
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