装配基本知识

1、第四节 典型件的装配典型件的装配一 螺纹联接的装配与调整螺纹联接是可拆卸的固定联接，具有结构简单、联接可靠、装拆方便等优点，在机械固定联接中应用较普遍。螺纹联接分为两类：（1）由螺栓、螺柱或螺钉构成的联接称普通联接；（2）由其它螺纹零件构成的联接称特殊螺纹联接。1、螺纹联接装配的技术要求（1）保证有一定的拧紧力矩 一般紧固螺纹联接无预紧力要求，可采用普通扳手、风动或电动扳手由装配者按经验控制；规定预紧力的螺纹联接，常用控制力矩法、控制螺栓长度法、控制扭角法保证准确的预紧力矩。A、控制扭矩法利用专门的装配工具，如指针式测力扳手、千斤顶、电动或风动扳手等。拧紧螺纹时，可指示出拧紧力矩的数值，或到达

2、预先设定的拧紧力矩时发出信号或自行终止拧紧。B、控制螺栓长度法螺母拧紧前，螺栓的原始长度为L1，按规定的拧紧力矩拧紧后，螺栓长度L2，测定L1和L2，根据螺栓的伸长量，可以确定拧紧力矩，如图1所示。C、控制扭角法其原理与控制螺栓长度法相同，只是将伸长量折算成螺母被拧转的角度。 图1 测量螺栓伸长量 图2 双螺母锁紧（2）可靠的防松装置 螺纹联接一般都具有自锁性，在静载荷下和工作温度变化不大时不会回松。但在冲击、振动或工作温度变化很大时，螺纹联接有可能回松。为保证联接可靠，必须采用防松装置。常用螺纹防松装置有四大类：A 附加摩擦力的防松装置 双螺母锁紧，见图2 弹簧垫圈锁紧，见图3 图3 弹簧垫

3、圈锁紧 图4 开口销与带槽螺母防松B 常用机械方法防松装置 开口销与带槽螺母，见图4 圆螺母与止动垫圈，见图5 六角螺母与带耳止动垫圈，见图6 串联钢丝，见图7 图5 圆螺母与止动垫圈防松装置 图6 六角螺母与带耳垫圈防松装置 C 冲点防松装置 装配时先将螺母或螺钉拧紧，然后用样冲在端面、侧面、钉头冲点防止回松，见图8。D 粘接防松装置 一般采用厌氧胶粘剂，涂于螺纹旋合表面，拧紧后，胶粘剂能自行固化从而达到防止回松。 图7 串联钢丝防松装置 图8 冲点防松装置2、螺纹联结的装配工艺（1）双头螺栓装配后必须保证与机体螺孔的配合有足够的紧固性。通常是利用双头螺柱最后几圈较浅的螺纹，使配合后中径有一

4、定的过盈量，达到配合紧固的要求。（2）螺钉、螺柱、螺母的装配 按照一定的顺序拧紧，做到分次、对称、逐步拧紧，否则会使螺栓松紧不一致，甚至使被联结件变形。3、螺纹联结的损坏形式 螺纹联结损坏的形式一般有：螺纹有部分或全部滑牙；螺钉头损坏；螺杆断裂等。4、螺纹锈蚀后的拆卸 螺纹锈蚀后难于拆卸，可采用以下几种辅助措施：（1）用煤油浸入或把锈蚀零件放入煤油中，使锈蚀处疏松；（2）用锤子敲打螺钉或螺母，使锈蚀受到振动而脱落；（3）用火焰对锈蚀部位加热，经过膨胀或冷却后收缩的作用，使锈蚀松动二 键联结的装配与调整键用于联接轴和轴上零件，实现周向固定和传递扭矩。具有结构简单、工作可靠、装拆方便等优点，在机械

5、联接中应用广泛。根据结构特点和用途不同，可分为：松键联结、紧键联结和花键联结。1、松键联结的装配 松键联结所采用的键有普通平键、导向键和半圆键三种。键装入轴槽中与槽底贴紧，长度方向与轴槽有0.1mm间隙，键顶与轮毂槽间有0.30.5mm间隙。普通平键 键与轴槽的配合采用P9/h9或N9/h9配合；键与毂槽的配合为Js9/h9或P9/h9，即键在轴上和轮毂上均固定，见图9所示。半圆键联结 一般用于轻载，适于轴的锥形端部，见图10所示。导向平键联结 键与轴槽采用H9/h9配合并螺钉固定在轴上。键与轮廓采用D10/h9配合，轴上零件能做轴向移动，见图11所示。 图9 普通平键联结 图10 半圆键联结

6、 图11 导向键联结2、紧键联结的装配紧键联结主要指楔键联结，如图12所示。它分为普通普通楔键和钩头楔键两种。装配时需要打入，靠楔紧作用传递扭矩，还能轴向固定零件和承受单向轴向力。轴上的零件与轴配合易产生偏心和歪斜，故多用于对中性要求不高，转速较低的场合。 图12 紧键联结 图13 花键联结 3、花键联结的装配按工作方式分：静联结和动联结两种。按齿廓形状分：矩形、渐开线和三角形三种。花键配合的定心方式有：外径定心、内径定心和键侧定心三种。通常情况采用外径定心。装配静联结的花键时，花键孔与花键轴允许有少量过盈，装配时可用铜棒轻轻敲入，但不得过紧。过盈量较大的配合，可加热至80120后进行装配。三

7、 销联结的装配与调整销联结结构简单、定位和联结可靠、装拆方便，在机械中除起到联接作用外，还可起定位和保险作用，如图14所示。销钉有圆柱销、圆锥销和开口销三种，尺寸已标准化。圆柱销的装配 国家标准规定圆柱销按n6、g6、h8和h9四种偏差制造。多数情况下圆柱销与销孔的配合具有少量的过盈，以保证联接或定位的紧固性和准确性。过盈配合的圆柱销联结，不宜多次装拆；需经常装拆的圆柱销定位结构，两个定位销孔之一，一般采用间隙配合。圆锥销的装配 圆锥销具有1：50的锥度，定位准确，可多次装拆而不降低定位精度，应用广泛。以小端直径和长度表示其规格。装配时一般用试装法测定，当销能插入销子长度的80左右为宜。图14

8、 销联结a、b）起定位作用 c）起联接作用 d）起保险作用四 过盈联接及其装配过盈联接是依靠包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈值，达到紧固联接的目的。装配后由于材料发生弹性变形，在包容件和被包容件配合表面产生压力和摩擦力来传递扭矩，轴向力或复合载荷。如图14，图15所示。 图15 过盈联结 图16 机车轮心与轮箍，齿轮与轴的联结 图17 圆柱面过盈连接的倒角1、过盈联接装配的技术要求（1）过盈量合适 一般应选择其最小过盈量Ymin等于或稍大于联接所需的最小过盈量。（2）有较高的配合表面精度 （3）适当的倒角 为便于装配，孔端和轴的进入端应有倒角510，见图17所示，图中数值a和A视直径大

9、小而定，取值范围a0.53mm，A13.5mm。2、过盈联接的装配方法(1)圆柱面过盈联接装配 按孔和轴配合后产生的过盈量，采用压装、热装或冷装法装配。压装法当配合尺寸较小和过盈量不大时，可选用常温下将配合的两零件压到配合位置，见图18所示。图18a是用锤子加垫块敲击压入装配，适于单件、小批量和配合要求较低，配合长度较短的联结。图18b、c、d分别为螺旋压力机、专用螺旋的C形夹头和齿条压力机压入装配，适于压装过渡配合和较小过盈量配合的小批量生产。图18e是气动杠杆压力机压入装配，其压力范围1010000KN，再配上适当的夹具提高压合的导向性，适于过盈配合联结件的成批生产。图18 压入方法及设备

10、热装法在具有过盈联接的两零件中，先将包容件加热，使之胀大，然后将被包容件装入到配合位置，待冷却后，配合件就形成能传递轴向力、转距的结合体。 热装的加热方法，应根据尺寸的大小而定，一般中小型件加热，可在燃气炉或电炉中进行，也可浸入油中加热，其加热温度一般为80120。对大中型零件，则可用感应加热器或乙炔等火焰加热。冷装法具有过盈配合的两个零件，装配时将被包容件用冷却剂冷却，使其尺寸收缩，再装入包容件使其达到配合位置的过程称为冷装。过盈量小的配合件和薄壁衬套可用干冰冷缩，冷至78。对于过盈量较大的配合件，可采用液氮冷却，可冷至195。加热包容件或冷却被包容件所需加热或冷却的温度t可用下式求出：式中

11、 实际配合过盈量 最小装配间隙，一般取0.0010.002mm d配合件直径（mm）t0装配环境温度 K温度系数，K1010为加热冷却材料的线膨胀系数（1/）表 K值表（2）圆锥面过盈联接装配 利用轴和孔产生相对轴向位移相互压紧而达到过盈联接的目的。其特点是：压合距离短，装拆方便，装拆时配合面不易擦伤，可用于多次装拆的场合，但其配合面加工困难。常用的装配方法有如下两种：用螺母压紧圆锥面的过盈联接 配合面的锥度通常可取1：301：8。配合面锥度小，所需轴向力小，但不易拆卸；锥度大，拆卸方便，但拉紧轴向力增大。液压装拆圆锥面过盈联接 见图19所示，用高压液压泵由包容件（或被包容件）上的油孔和油槽压

12、入配合面，使包容件内径胀大，被包容件外径缩小。与此同时，施加一定轴向力，使孔轴相互压紧。当压紧至预定的轴向位置后，排出高压油，即形成过盈联接。同理，也可利用高压油来拆卸这种联接。 利用液压装拆法，不需要很大的轴向力，配合面不易擦伤。但对配合面接触精度要求较高，需要高压液压泵等专用设备。这种联接多用于承载较大且需要多次装拆的场合，尤其适于大、中型联接件。 图19 靠螺母压紧的圆锥面过盈联接 图20 液压装拆的圆锥面过盈连接利用液压装拆过盈联接时的工艺要点、相配合的接触面积大于80，并且分布均匀。、对圆锥面联接件严格控制压入行程，公差一般为0.2mm。、压入过程必须待包容件逐渐扩大后，不断的压入到

13、规定行程。、行程到达后，应先消除径向油压，再消除轴向油压，以免包容件弹出而造成事故。五 传动机构的装配与调整1、带传动机构的装配与调整带传动是常用的一种机械传动，它是依靠张紧在带轮上的带与带轮之间的摩擦力或啮合来传递动力的。（一）带传动的种类按带的剖面形状分：平带、V带、圆形带、多楔带和同步带五种，见图其中V带传动应用最广泛。图21 带传动（二）V带传动机构的装配要求（1）带轮安装要正确 通常要求其径向圆跳动为（0.00250.005）D，端面跳动量为（0.00050.001）D，D为带轮直径。（2）两带轮的中间平面应重合 其倾斜角和轴向偏移量不得超过规定要求，一般为1，否则会使带易脱落或加快

14、带侧面磨损。（3）带轮工作表面的光洁度要适当 一般不低于Ra3.2m。（4）带在带轮上的包角不能太小 对V带，不能小于120，否则容易打滑。（5）带轮的张紧要适当 张紧力过小，不能传递一定的功率；太大，则带、轴和轴承都容易磨损，并降低了传动的平稳性。因此，适当的张紧力是保证带传动能正常工作的重要因素。（三）传动带张紧力的调整带传动机构中，都设计有调整张紧力的拉紧装置。可以通过调整两轴的中心距，从而使拉力恢复到原来的要求。（1）张紧力的检查 见图22所示，在V带传动中，规定在测量载荷W作用下，带与两轮切点跨距中每100mm长度，使中点产生1.6mm挠度的张紧力为恰当值，即规定在W测量载荷作用下，

15、产生的挠度为： mm，t是V带在两切点的间距。若实测挠度大于计算值，说明张紧力小于规定值；反之，张紧力大于规定值。图22 张紧力的检查（2）张紧力的调整 见图23所示，调整方法有两种：改变两带轮中心距调整 用张紧轮调整图23 张紧力的调整方法a）改变中心距法 b）用张紧轮法（四）带轮与轴的装配通常带轮孔与轴的联结为过渡配合（H7/k6），为了传递较大的转矩，需用键和紧固件等进行周向固定和轴向固定。图24为带轮与轴的几种联接方式。装配时用木锤、紫铜棒轻轻将带轮打入或用螺旋压力机压入，见图25所示。带轮装配后需划线盘或百分表检查带轮的径向圆跳动量和端面圆跳动量，检查方法如图26所示。另外，还要保证

16、其相互位置的正确性，防止因带轮倾斜或错位而引起带张紧不均匀而过快磨损，检查方法如图27所示，中心距较大时用拉线法；中心距不大时可用直尺进行测量。(五)带传动机构的常见损坏形式及修复带轮传动机构常见的损坏形式有：轴颈弯曲、带轮孔与轴配合松动、带轮槽磨损、带拉长或断裂、带轮崩裂等。（1）轴颈弯曲 用百分表或划线盘在轴的外圆柱面上检查摆动情况，根据弯曲程度可采用矫直或更换的修复方法。（2）带轮孔与轴配合松动 主要是孔和轴之间产生相对运动而产生磨损。修整轮孔，轴颈镀铬；轮孔放大后压入衬套并用骑缝螺钉固定，见图28所示。（3）带轮槽磨损 更换传动带并修复轮槽。（4）V带拉长 在正常范围内拉长，可通过调节

17、装置调节中心距；超过正常的拉伸量，则更换传动带。（5）带轮崩碎 进行更换。 图24 带轮与轴的装配 图25 螺旋压入工具a）圆锥轴颈用螺母固定 b）圆柱轴颈，轴肩、挡圈用螺钉固定c）圆柱轴颈，用楔键连接 d）圆柱轴颈，隔套、花键、挡圈用螺钉固定 图26 带轮跳动量检查 图27 带轮相互位置正确性的检查 图28 在轮孔内压入衬套六 链传动机构的装配与调整1、链的种类链传动主要有以下几种形式：套筒链、套筒滚子链、齿形链，见图29、图30。P205 图29 套筒滚子链 图30 齿形链2、链传动机构的装配技术要求（1）链轮的两轴线必须平行 不平行将加剧链条和链轮的磨损，降低传动平稳性，噪声增大。其检查

18、方法见图31所示，通过测量A、B两尺寸来确定其误差。图31 链轮两轴线平行度和轴向偏移的检查（2）两链轮的轴向偏移量必须在要求范围内 一般当中心距小于500mm时，允许偏移量a为1mm；当中心距大500mm时，允许偏移量a为2mm。其检查方法见图31所示，轴向偏移量a可用直尺法或拉线法检查。（3）链轮的跳动量应符合规定值，可用划线盘或百分表检查。表 链轮允许跳动量 （mm）（4）链条的下垂度要适当 过紧，会加剧磨损；过松，易产生脱链或振动。其检查方法见图32所示，一般水平传动时下垂度f应不大于20L；垂直放置时，f应不大于0.2%L，L为两链条的中心距。图32 链条下垂度检查方法七 齿轮传动机

19、构的装配调整1、齿轮传动机构的分类主要分为：渐开线圆柱齿轮、锥齿轮、准双曲面齿轮、圆弧齿轮、圆柱蜗杆传动等。图 齿轮传动的种类2、齿轮传动精度要求（1）齿轮的加工精度 根据齿轮的使用要求，对齿轮传动精度提出了四个要求：传递运动的准确性 传动平稳性 齿面承载的均匀性 齿轮副侧隙的合理性（2）齿轮的精度等级 规定12个精度，其中1级最高，12级最低。齿轮副中两个齿轮的精度等级一般取成相同。若精度等级不相同，则按其中精度较低者确定齿轮副的精度等级。（3）齿轮的侧隙（4）齿轮副的接触精度3、测量齿轮副侧隙的方法用压熔丝法检验 用百分表检验 图 齿轮在轴上的安装误差 图 齿轮径向圆跳动误差的检验 图 齿

20、轮端面圆跳动误差的检查 图 齿轮与轴为锥面结合 图 通用心棒检验孔的同轴度误差 图 用心棒和百分表检验同轴度误差值 图 孔距精度检验 a）用游标卡尺测量孔距 b）用游标卡尺和心棒测量孔距 图 轴线与基面的尺寸精度和平行度误差检验 图 轴线与孔端面垂直度误差的检验图 圆柱齿轮的接触斑点的位置a）正确 b）中心距太大 c）中心距太小 d）中心距歪斜表 渐开线圆柱齿轮接触斑点及调整方法 图 用压熔丝检验侧隙 图 用百分表检验侧隙六、蜗杆传动机构的装配蜗杆传动机构常用于传递空间交错轴间的运动及动力，通常交错角90。具有传动比大、工作较平稳、噪声低、结构紧凑、可以自锁等优点。 图 组合式蜗轮 图 蜗杆传

21、动机构的不正确啮合情况 图 检验蜗杆箱中心距 图 检验蜗杆箱轴心线垂直度误差蜗杆传动的检查蜗轮的轴向位置及接触斑点检验 先将红丹粉涂在蜗杆的螺旋面上，并传动蜗杆，可在蜗轮轮齿上获得接触斑点。其接触斑点应在蜗轮中部稍偏于蜗杆旋出方向。齿侧间隙检验 一般用百分表测量，而用压熔丝或塞尺的方法较困难。 图 用涂色法检验蜗轮齿面接触斑点 图 蜗杆传动机构侧隙检验 七、联轴器和离合器的装配八、轴与轴承装配1、滑动轴承的分类按滑动轴承的摩擦状态分：动压润滑轴承和静压润滑轴承。动压润滑轴承利用润滑油的粘性和轴颈的高速旋转，把油液带进轴承的楔形空间建立起压力油膜，使轴承与轴颈被油膜隔开，这种轴承叫动压润滑轴承。

22、静压润滑轴承压力油强制送入轴和轴承的配合间隙中，利用液体静压力支承载荷的一种滑动轴承，叫静压滑动轴承。按滑动轴承的结构分：整体式滑动轴承、剖分式滑动轴承、锥形表面滑动轴承和多瓦式自动调位轴承滑动轴承的特点：结构简单，制造方便，径向尺寸小，润滑油膜有吸振能力，能承受较大的冲击载荷。因而工作平稳，无噪声，在保证液体摩擦的情况下，轴可长期高速旋转。 图 静压轴承 图 整体式滑动轴承 图 剖分式滑动轴承 2、滚动轴承滚动轴承是专业厂生产的标准部件，其内孔和外径出厂时均已确定。因此轴承的内径与轴的配合为基孔制，外径与外壳孔的配合为基轴制。滚动轴承配合选择的原则：相对于负荷方向为旋转的套圈与轴或外壳孔，应

23、选择过渡或过盈配合。过盈量的大小，以轴承在负荷下工作时，其套圈在轴上或外壳孔内的配合表面上以不产生“爬行”现象为原则。对于重负荷，通常应比轻负荷和正常负荷紧。负荷愈重，其配合过盈量愈大。选择公差等级应与轴或外壳孔的公差等级与轴承精度有关。轴公差带的选择，在多数情况下，轴旋转且径向负荷方向不变，即轴承内圈相对于负荷方向为旋转的场合，一般应选择过渡或过盈配合。 图 轴和轴承内孔的配合 图 外壳孔与轴承外径的配合滚动轴承的密封装置 为了防止润滑剂的流失和外界灰尘、水分浸入滚动轴承，必须采用合适的密封装置，可分为接触式密封和非接触式两大类。接触式密封：毡圈密封 皮碗式密封 非接触式密封：间隙式密封 迷

24、宫式密封 图 毡圈密封装置 图 皮碗式密封圈 图 间隙式密封 图 迷宫式密封滚动轴承的预紧和游隙调整游隙分类：径向游隙和轴向游隙径向游隙固定一个套圈，则另一套圈沿径向的最大活动量。轴向游隙沿轴向的最大活动量。原始游隙轴承在未安装前自由状态下的游隙。配合游隙轴承装配到轴上和外壳内的游隙。其大小由过盈量决定，配合游隙小于原始游隙。工作游隙轴承在工作时因内外圈的温差使配合游隙减小，又因工作负荷的作用，使滚动体与套圈产生弹性变形而使游隙增大。一般情况下，工作游隙大于配合游隙。轴承预紧方法：用轴承内、外垫圈厚度差实现预紧； 用弹簧实现预紧； 磨窄两轴承的内圈或外圈； 调节轴承锥形孔内圈的轴向位置实现预紧

25、图 轴承的游隙 图 预紧的原理 图 用垫圈的预紧方法 图 用弹簧实现预紧的方法 图 磨窄两轴承的内圈或外圈实现预紧的方法 图 用调整轴承锥孔轴向位置的预紧方法 图 轴套的定位方式3、滑动轴承装配对滑动轴承装配的要求，主要是轴颈与轴承孔之间获得所需的间隙和良好的接触，使轴在轴承中运转平稳。4、滚动轴承装配采用热装法装配时，轴承放在油中加热至80100或轴承加热器中加热；如采用冷装，温度不能低于80。5、润滑剂主要有：润滑油、润滑脂和固体润滑剂三类。润滑油应用最广的矿物油，由原油提炼，产量大，性能稳定。另外，动植物油和人工合成润滑油成本高、产量少，只在特殊情况下使用。润滑脂即黄油，由润滑油和稠化剂

26、合成。它具有润滑、密封、防腐和不易流失等特点。固体润滑剂有石墨、二硫化钼和聚四氟乙烯等，可在高温高压下使用。图 滚动轴承的装配图 圆锥滚子轴承游隙的调整 图 轴承在油箱中的加热方法 图 圆锥孔轴承的安装图 推力球轴承的装配6、轴承的固定方式（1）两端单向固定方式（2）一端双向固定方式 图 两端单向固定式 图 一端双向固定式 图 滚动轴承内圈的轴向固定 图 滚动轴承外圈的轴向固定 图 测量外圈径向跳动 图 测量内圈径向跳动 1主轴 2V形架 3心轴图 测量主轴锥孔中心线偏差7、滚动轴承的定向装配对精度要求较高的主轴部件，为提高主轴的回转精度，轴承内圈与主轴装配及轴承外圈与箱体孔装配时，常用定向装

27、配法。定向装配就是人为的控制各装配件径向跳动误差的方向，合理组合，以提高装配精度的方法。装配前需对主轴轴端锥孔中心线偏差及轴承的内外圈径向跳动进行测量，确定误差方向并做好标记。图 滚动轴承定向装配示意图图 轴承定向装配后的主轴精度比较九、旋转体的平衡1、旋转体不平衡情况静不平衡旋转体旋转时只会产生弯曲，则在径向截面上其不平衡量产生的力矩通过重心，使旋转体产生垂直于轴线方向的振动，称为静不平衡。动不平衡旋转体上不平衡量所产生的离心力，形成力偶，旋转体在旋转时会产生垂直于旋转轴轴线方向的振动，同时使轴线产生倾斜，即旋转体产生摆动，称为动不平衡。 图 旋转体的不平衡情况 图 旋转体不平衡情况2、静平衡使不平衡的旋转体达到静平衡，其方法有两种：调整平衡块的位置（预先设计在旋转体上），如磨床砂轮 减重或加重法，一般飞轮、带轮、叶轮、曲轴等应用范围：在生产实际中，对于长径比较小，转速不高的（如盘状旋转体叶轮、带轮、砂轮等）或长径比虽然较大但转速不高的旋转体。静