项目七汽车常用零部件

与动力源组合零件构件机构机器静联接动联接(运动副)新课导入

项目七汽车机械常用零部件学习目标1、了解汽车中常用的零部件的连接方式2、熟悉键连接的特点及其类型3、掌握螺纹连接的特点及其参数4、熟悉常见的螺纹连接类型5、了解联轴器、离合器、制动器学习重点学习难点螺纹连接的参数理解和类型的熟悉对螺纹参数的理解和键连接的认识一、自主学习要求：自学教材P163~P166页，回答下列问题。1、联接可分为

和

联接。其中，机器工作时，被连接零部件间不允许产生相对运动的称为

联接，反之被称为

联接。

2、键连接由

、

和

组成。3、常用的键的类型有

、

、

和切向键组成。

4、平键的工作面是

，键的上表面与

上的键槽底之间有间隙。工作时，靠

和轴上键槽与键侧面的

来传递扭矩。（一）、填空题静联接动静动键轴轮毂平键半圆键楔键两侧面轮毂轮毂相互挤压图解图解图解一、自主学习5、楔键的工作面是

，楔键上表面和轮毂键槽底面都有

的斜度。（二）、简答题1、请问静联接可分为几类？2、请问键连接的作用是什么？键的上下面1:100答键连接的作用是：主要用于实现轴和轴上零件之间的周向固定，以传递转矩和运动。一、自主学习3、请问平键联接是怎样工作的，它有什么特点？4、请问半圆键联接有什么特点？5、请问切向键是怎样工作的，它有什么特点？答答答二、合作探究要求：以小组为单位，自学教材P166页，回答下列问题。探究任务一：花键联接的特点是什么？它的工作原理是怎样的？以及花键联接都有哪些类型？汽车零部件常用联接方式静联接动联接——运动副、联轴器可拆联接：螺纹联接、键联接、销联接等不可拆联接：铆接、焊接、胶接等联接★指机器工作时，被连接的零部件间不允许产生相对运动，称为静联接。★指机器工作时，被连接的零部件间可以产生相对运动，称为动联接。可将被连接件拆开的连接，一般具有通用性、可随时更换、维修方便等特点。必须破坏连接件或被连接件才能拆开的连接。7-1键联接与销联接键轴皮带轮工作过程：

键连接是先将键嵌入轴上的键槽内，再对准轮毂上的键槽，把轴和键同时插入孔和槽内，当轴转动时，通过键连接使轮与轴一起转动，达到传递动力的目的。一、键联接特点作用：

键主要用于轴和轴上零件（带轮、齿轮等）之间的连接，以传递扭矩。1）普通平键

1、平键

作用：适用于高速、高精度和承受变载、冲击的场合，能实现轴上零件的周向定位。构造特点：两侧面为工作面，其对中性好，装拆方便（如图）（一）、松键联接的类型和特点返回普通平键：圆头—A型（常用）—键顶上面与毂不接触有间隙

方头—B型—常用螺钉固定半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接2）薄型平键键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方头、单圆头，用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接

2、导向平键与滑键导向键：键不动，轮毂轴向移动滑键：键随轮毂移动常用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接

3、半圆键

轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。

特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接缺点：由于轴上键槽较深，轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。

返回上、下面为工作表面，有1：100斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力1、楔键联接

楔键分为普通楔键和钩头楔键。普通楔键有圆头（A型）、方头（B型）或单圆头（C型）三种。钩头楔键的钩头是为了拆键用的。轮毂斜度1：100拆卸空间安装时用力打入普通楔键普通楔键勾头楔键斜度1：100（二）、紧键联接的类型和特点特点：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。且要罩安全罩

返回

结构：两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打入），布置在圆周的切向

工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩

特点：能传递很大的转矩。当双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成120°～130°。

2、切向键（三）、花键联接

轴和轮毂孔周向均布多个凸齿和凹槽所构成的联接称为花键联接。齿的侧面是工作面。——适用于动、静联接

如图1、特点：1）齿较多、工作面积大、承载能力较高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（一）类型、特点和应用

2、花键类型

按齿形分：（1）矩形花键矩形花键联接按新标准为内径定心，定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，应用广泛（2）渐开线花键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，应用广泛，优先采用

齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联接应用较少

（二）花键联接的设计计算

设计：选花键类型→按轴径定花键尺寸→验算联接强度

三角形花键失效形式：①键齿的压溃（静联接）

②磨损（动联接）

③齿根剪断

四、其它联接（一）销联接

定位销——主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。联接销——主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不大的载荷安全销——主要用于安全保护装置中的过载剪断元件，右图圆柱销——不能多于装拆（否则定位精度下降）圆锥销——1：50锥度，可自锁，定位精度较高，允许多于装拆，且便于拆卸特殊型式销便于装拆，可用于盲孔适用于有冲击的场合适用于承受振动和变载荷的联接销尾可分开，能防止松脱，多用于振动冲击场合弹性圆柱销：用弹簧钢带卷制而成，具有弹性，用于冲击振动场合开口销：是一种防松零件，用于锁紧其它紧固件。带螺纹锥销槽销开尾锥销

1、过盈联接的类型与应用

利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，其配合表面多为圆柱面，也有圆锥或其它形式的配合面（二）过盈联接无辅助件——用于轴与轮毂联接，轮圈与轮芯的联接及滚动轴承与轴及座孔的联接（左图）有辅助件——借助于扣紧板或环将重型剖分零件2、4沿接缝面3联接成一体，现大多由螺栓代替（右图）

2、过盈联接的工作原理与装配方法

利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷装配方法：1）压入法—利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平，因而降低了联接的紧固性2）温差法——加热包容件，冷却被包容件。可避免擦伤联接表面，联接牢固。工作原理：谢谢观赏螺纹联接的特点

(1)螺纹拧紧时能产生很大的轴向力；

(2)它能方便地实现自锁；

(3)外形尺寸小；

(4)制造简单，能保持较高的精度。7-2螺纹联接1、螺纹的基本知识螺纹是零件上常见的一种结构。螺纹：指在圆柱或圆锥表面上，沿螺旋线所形成的具有相同断面形状的连续凸起，一般将其称为“牙”。外螺纹：在圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹。内螺纹：在圆柱或圆锥内孔表面上形成的螺纹。螺纹的用途：内、外螺纹旋合，用于零件之间的连接和传递动力。2、螺纹的基本要素螺纹的要素：有牙型、直径、螺距、线数和旋向牙型：在通过螺纹轴线的剖面上螺纹的轮廓形状三角形螺纹称为普通螺纹，用于连接；梯形螺纹一般用于承受双向载荷的传动；锯齿形螺纹用于承受单向载荷的传动；管螺纹用于管道连接。（1）直径：螺纹有大径（外螺纹用d，内螺纹用D表示）、小径和中径之分。外螺纹的大径和内螺纹的小径称为顶径，螺纹的大径为螺纹的公称尺寸。3、螺纹的主要参数大径d或D：螺纹的最大直径—公称直径小径d1或D1：外螺纹的危险剖面直径——强度直径中径d2、D2：假想直径，牙型沟槽宽与牙的宽度相等——计算直径内、外螺纹的三个直径（2）线数n:形成螺纹的螺旋线的条数。

螺纹有单线和多线之分。沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹称为多线螺纹。单线螺纹双线螺纹（3）螺距P、导程L:螺距是指相邻两牙在中径线上对应点间

的轴向距离，导程是指在同一条螺旋线上的相邻两牙

在中径线上对应点间的轴向距离。单线螺纹：导程=螺距多线螺纹：导程=螺距×线数单线螺纹双线螺纹（4）旋向：螺纹有左旋和右旋之分。绝大多数螺纹是右旋螺纹，即顺时针旋转为拧紧。左旋螺纹右旋螺纹

为了便于设计和加工，国家标准对螺纹作了规定。标准螺纹

牙型、直径和螺距符合标准特殊螺纹

牙型符合标准，而直径或螺距不符合标准非标准螺纹

牙型不符合标准（5）导程角：螺纹与其轴线的垂直平面所成的夹角

牙型角a：螺纹两侧边的夹角牙型斜角b：螺纹牙型两侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。常用的螺纹紧固件有螺栓、螺柱、螺钉、螺母和垫圈。

（一)螺纹紧固件的种类及用途

六角头螺栓双头螺柱开槽沉头螺钉开槽圆柱头螺钉内六角圆柱头螺钉紧定螺钉六角螺母六角开槽螺母圆螺母

平垫圈弹簧垫圈圆螺母用止动垫圈螺栓

、螺柱和螺钉都是在圆柱表面上制出螺纹，起到连接其他零件的作用。

螺栓一般用于被连接件钻成通孔的情况。螺栓螺柱用于被连接零件之一较厚或不允许钻成通孔的情况。螺柱连接螺钉用于不经常拆卸和受力较小的连接中，按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉。螺钉紧定螺钉起定位、固定的作用。

螺栓螺母是和螺栓、螺柱等一起进行连接的。垫圈一般放在螺母下面，可避免旋紧螺母时损伤被连接零件。弹簧垫圈可防止螺母松动脱落。（二）螺纹联接的主要类型

1、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。

2、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纹联接由螺纹紧固件和联接件上的内外螺纹组成

3、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，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。

4、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，适于受载较小情况特殊联接：地脚螺栓联接,吊环螺钉联接5、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。

二、螺纹联接的预紧和防松

预紧目的——目的是为了增强联接的刚性，增加紧密性和提高防松能力。对于受轴向拉力的螺栓联接，还可以提高螺栓的疲劳强度；对于受横向载荷的普通螺栓联接，有利于增大联接中接合面间的摩擦螺纹联接的预紧：一般螺纹联接在装配时都必须拧紧，称为预紧。（一）螺纹连接的预紧

2、预紧力F'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

测量预紧前后螺栓伸长量——精度较高1、防松目的

A、在冲击、振动和变载荷作用下，螺纹之间的摩擦力可能瞬时消失而影响正常工作；

B、在高温或温度变化较大时，若螺栓与被联接件的温度变形差或材料的蠕变，也可能导至联接的松脱。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

双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等

（二）螺纹的防松

双螺母弹簧垫圈自锁螺母——螺母一端做成非圆形收口或开峰后径面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧开槽螺母与开口销螺母与止动垫圈串联钢丝

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

3）永久防松：端铆、冲点、点焊4）化学防松——粘合

7-3联轴器联轴器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转矩；具有吸收振动和缓和冲击的能力；可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷，起到过载保护的作用；用联轴器联接轴时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。一、联轴器的特点和分类联轴器的分类：功用：把两轴联结起来,共同回转并传递动力。此外，有些联轴器还有位置补偿和吸振、缓冲的作用；分类：刚性固定式刚性可移式刚性联轴器弹性联轴器联轴器弹性套柱销联轴器

弹性柱销联轴器轮胎连联轴器联轴器的分类：固定联轴器：要求被联接的两轴中心线严格对中,；可移式联轴器：允许两轴有一定的安装误差。弹性联轴器：其中的弹性元件材料不同,能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还有缓冲减震的作用。位移补偿补偿原因：联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形、轴承磨损、回转零件不平衡以及温度变化的影响，两轴的轴线往往存在着某种程度的相对位移与偏斜；补偿：联轴器要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿各种偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承设计中引起附加载荷，导致工作情况恶化。两轴间的相对位移形式两轴间的相对位移二、固定式刚性联轴器

特点:结构简单,成本低廉；但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿能力；对两轴的对中性要求很高,若两轴线发生相对位移,就会在轴、联轴器和轴承上引起附加载荷；适用：无冲击、轴的对中性好的场合。1、套筒联轴器

套筒联轴器2、凸缘联轴器凸缘联轴器结构特点：组成：两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓；对中方式：1、通过分别具有凸槽和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接；2、通过铰制孔用螺栓与孔的紧配合对中，当尺寸相同时后者传递的转矩较大，且装拆时轴不必作轴向移动。凸缘联轴器凸缘联轴器左图靠预紧普通螺栓在凸缘边接触表面产生的摩擦力传递力矩；右图用铰制孔螺栓对中，靠螺杆承受挤压与剪切传递力矩。凸缘联轴器工程实例：凸缘联轴器特点：结构简单，传递扭矩大；传力可靠、对中性好；拆装简便、应用广泛；但不具有位移补偿功能；按标准选用。二、刚性可移式联轴器刚性可移式

联轴器十字滑块联轴器万向联轴器齿式联轴器1.齿式联轴器齿式联轴器结构特点：组成：两个带有内齿及凸缘的外套筒、两个带外齿的内套筒；工作原理：外套筒1外套筒2内套筒1内套筒2轴1轴2键1键2螺栓联接啮合啮合齿式联轴器结构齿式联轴器特点及应用：特点：为能补偿两轴的相对位移，将外齿环的轮齿做成鼓形齿，齿顶做成中心线在轴线上的球面，齿顶和齿侧留有较大的间隙。通过啮合齿间的顶隙、侧隙，具备有允许两轴间有径向、轴向、角综合位移补偿的功能；成本高、安装精度高，要润滑；应用：广泛用于汽车等大型机械设备中。2.十字滑块联轴器十字滑块联轴器结构特点：由半连轴器1、3和浮动盘2联接在一起,两轴一起转动；浮动盘的凸榫可在半连轴器的凹槽中滑动；摩擦较大，要加以润滑。四、弹性联轴器常用弹性联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器1、弹性套柱销联轴器:弹性套柱销联轴器已标准化（GB4323-84)弹性套柱销联轴器:结构：在结构上与凸缘联轴器相似，只是用套有橡胶弹性套的注销代替了联接螺栓；原理：利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移；特点：弹性套柱销连轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。适用于：载荷平稳，正反转或启动频繁、转速高的中小功率的两轴联接。弹性套柱销联轴器2、弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器结构特点：结构：用弹性柱销将两个半联轴器连接起来，为防柱销脱落，两侧装有挡板；特点：结构简单，制造安装方便，承载大，吸振好，寿命长；适用：使用于轴向窜动较大，正反转或启动频繁，转速较高的场合；由于尼龙柱销对温度较敏感，工作温度限制在-20℃—70℃的范围内。弹性柱销联轴器：第三节离合器一、离合器的功用和分类功用:

离合器同联轴器一样，主要用于轴和轴之间的联接，使它们一起回转并传递力矩；在机器的运转或停车过程中可随时接合或分离，而且迅速可靠，达到操纵传动系统的断续，以便进行变速及换向等；

而联轴器