机械基础 第三版 课件（郁志纯） 模块六 机械零件的连接

机械基础模块六机械零件的连接

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单元一螺纹连接键与销连接联轴器与离合器单元二单元三单元一

螺纹连接教学目标一、目标和要求(1)掌握螺纹的类型和特点，掌握螺纹连接的主要类型和应用(2)掌握螺纹紧固件的类型和标记(3)学会螺纹连接的预紧与防松方法。二、重点和难点螺纹连接的主要类型、应用场合及防松原理。第一节螺纹连接第二节螺纹连接件第三节螺纹连接的预紧与防松

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案例导入大家是否在他日常生活中见到这些小零件，那么它们到底是起什么用的呢？图为为各种螺纹连接件。

螺纹连接件连接将两个或两个以上物体结合在一起的方式称为连接。根据是否可拆，连接可分为可拆连接和不可拆连接两大类。其中，可拆连接主要包括螺纹连接、键连接和销链接等；不可拆连接主要包括焊接、铆接、胶接等。连接可拆连接不可拆连接螺纹连接键连接销连接焊接铆接胶接第一节螺纹连接第二节螺纹连接件第三节螺纹连接的预紧与防松

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螺纹类型矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹15º30º3º30º用于传动：矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹用于联接：三角形螺纹（牙形角55º或60º）连接用螺纹类型常用的螺纹包括连接螺纹和传动螺纹，连接螺纹常用普通螺纹和管螺纹。1.普通螺纹普通螺纹的牙型为等边三角形，牙型角为60°。对于同一公称直径，按螺距的大小可分为粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。粗牙普通螺纹常用于一般连接，细牙螺纹自锁性好，强度高，常用于细小零件。薄壁零件，或常用于受冲击、振动零件和变载荷的连接，有时也用于调整螺纹用于微调机构。Pd粗牙dP细牙dP细牙三角形螺纹连接用螺纹类型2.管螺纹

普通螺纹的牙型为等边三角形，牙型角为55°。适用于管子、管接头、旋塞、阀门等螺纹连接件。非螺纹密封的管螺纹本身不具有密封性，若要求连接后具有密封性，可压紧被连接件螺旋副外的密封面，也可在密封面间添加密封物；用螺纹密封的管螺纹在螺纹旋合后，利用本身的变形即可保证连接的密封性，不需要任何填料，密封简单。55˚dd2d1Pφ55˚dd2d1P螺纹的连接类型1.螺栓连接普通螺栓连接的螺杆和孔之间存在间隙，杆和孔的加工精度要求低，使用时需拧紧螺母，装卸方便，应用广泛；铰制孔用螺纹连接对孔有精度要求，适用于承受横向载荷或需精确固定的场合.(a)普通螺栓连接(b)铰制螺栓连接螺纹的连接类型2.螺柱连接螺柱一端旋入被连接件中，不再拆下，适用于被连接件之一较厚、难以穿孔并经常拆装的场合，拆卸时只需拧下螺母。

螺柱连接螺纹的连接类型3.螺钉连接不需要螺母，直接将螺钉拧入被连接件体内的螺纹孔中，结构简单，但不宜经常装拆，适用于受力不大或不经常拆卸的场合

螺钉连接（1）连接螺钉螺纹的连接类型3.螺钉连接利用螺钉末端顶住零件表面或顶入对应的凹坑中以固定两个零件的相对位置，并传递一定大小的力和扭矩，常用于固定、调节零件位置（2）紧定螺钉第一节螺纹连接第二节螺纹连接件第三节螺纹连接的预紧与防松

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常用螺纹连接件

螺纹连接件是指起连接和紧固作用的零件，常用的螺纹连接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈等，如下图所示。设计时根据有关国家标准选用。常用的螺纹连接件常用螺纹紧固件标记常用螺纹紧固件标记第一节螺纹连接第二节螺纹连接件第三节螺纹连接的预紧与防松

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螺纹连接的预紧在工程实际中，大部分螺纹连接在装配过程中需要用力拧紧，使螺纹连接件在工作前承受预紧力的作用，这个步骤称为预紧。预紧的目的在于保持连接件的正常工作，提高螺纹连接的可靠性、紧密性和防松能力。

预紧时需要控制预紧力的大小，因为预紧力过大时容易造成螺纹失效，过小时达不到预紧的效果。工程实际中一般根据操作经验来控制预紧力的大小，但对于某些重要的螺纹连接，则需要通过测力矩扳手或定力矩扳手来严格控制预紧力。（a）测力矩扳手

（b）定力矩扳手预紧力测量工具螺纹连接的防松螺纹连接防松的方法有很多，按工作原理不同常可分为摩擦防松、机械防松、永久性防松1.摩擦防松摩擦防止是使螺旋副中产生不随外力变化的正压力，以形成阻止螺旋副相对转动的摩擦力的方法。对顶螺母防松效果较好，金属锁紧螺母次之，弹簧垫圈效果较差。这种方法运用于机械外部静止构件的连接，以及防松要求不严格的场合。（a）弹簧垫圈

（b）尼龙垫圈紧锁螺

（c）对顶螺母螺纹连接的防松2.机械防松常用的机械防松零件包括开槽螺母与开口销、止动垫片、止动垫片与圆螺母、串联钢丝。

（a）开槽螺母与开口销（b）止动垫片

开槽螺母与开口销：开槽螺母拧紧后，开口销从螺母的槽口与螺栓尾部的孔中穿过，具有很好的防松效果。

止动垫片：先将垫片内翅嵌入螺栓的槽内，待螺母拧紧后，再将垫片的外翅翻入螺母的一个槽内，使螺母和螺栓无法相对转动。机械防松方式螺纹连接的防松止动垫片与圆螺母：先将垫片内翅嵌入螺杆的槽内,待螺母拧紧后,再将垫片的外翅翻入圆螺母的沟槽内,使螺母和螺杆无法相对转动。该方式防松效果较好，多用于轴上零件的轴向固定。串联钢丝：螺钉紧固后，在螺钉头部小孔中串入金属丝，注意串孔方向为旋紧方向，多用于没有螺母的螺钉连接。（d）串联钢丝（c）止动垫片与圆螺母机械防松方式螺纹连接的防松3.不可拆防松螺纹连接的永久防松用于装配后不再拆开的连接场合，常用方式有端铆、冲点、点焊、胶粘等。不可拆防松方式单元小结1.将两个或两个以上物体结合在一起的方式称为连接。根据是否可拆，连接可分为可拆连接和不可拆连接两大类。不可拆连接是指当拆开连接时，至少要破坏或损伤连接中的一个零件的连接。常见的不可拆连接有焊接、铆接和胶接等。可拆连接常见有螺纹连接、键、销等连接。2.螺纹连接有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接四种类型。3.预紧的目的在于保持连接件的正常工作，提高螺纹连接的可靠性、紧密性和防松能力。螺纹连接防松的方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和永久性防松三大类。机械基础模块六机械零件的连接

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单元一螺纹连接键与销连接联轴器与离合器单元二单元三单元二

键与销连接教学目标一、目标和要求(1)掌握键连接的作用、特点、类型和应用。(2)掌握销的作用、分类、特点和应用。二、重点和难点键、销的各种类型，以及分辨出它们应用场合，合理选择。第一节键连接第二节销连接

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案例导入在轴和轴上的传动如齿轮、带轮等，常用键来保准轴和传动件一起转动，以传递扭矩和旋转运动。键连接第一节键连接第二节销连接

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键连接键连接是一种可拆连接,一般用45号钢制成,是用来连接轴和轴上零件(如齿轮、带轮等)并对它们起周向固定作用,以传递扭矩的一种机械零件。普通平键连接键连接键的种类很多，根据键在连接中的松紧状态，键连接可分为松键连接和紧键连接两大类。其中，松键连接包括普通平键、导向平键、滑键、花键和半圆键等五种连接；紧键连接包括楔键和切向键两种连接。键连接松键连接紧键连接普通平键导向平键滑键花键半圆键楔键切向键松键连接1.普通平键其上表面与键槽的底面之间留有一定空隙，两个侧面为工作面，故对中性好、结构简单、拆卸方便。（a）连接图（b）圆头平键（c）方头平键（d）半圆头平键普通平键连接松键连接1.普通平键松键连接2.导向平键与滑键连接（a）导向平键连接

（b）滑键连接导向平键和滑键用于动连接，轴与轮毂之间能相对轴向移动。导向平键连接，由于尺寸较长，一般用螺钉将键固定在轴上，工作时，轮毂可沿键沿轴向移动。滑键连接，滑键固定在轮毂上，随轮毂在轴上键槽内移动。导向平键和滑键连接松键连接3.半圆键连接半圆键连接工作面为两个侧面。装配时，半圆键可在键槽内绕自身轴线转动，以适应轮毂的倾斜角度，因而具有良好的装配性。但弧形键槽对轴的强度削弱较大，故多用于轴端、轻载的场合。松键连接4.花键连接花键连接花键由多个键齿和键槽在轴和轮毂孔周向分布而成.花键连接工作时依靠键齿侧面与键槽侧面的相互挤压传递运动和转矩。花键连接的特点是：键齿均匀分布，工作面积大，承载能力强，且受力均匀；齿槽浅，轴上应力集中小；轴上零件导向性好，定心精度较高。但花键加工难度大，需要专用设备，故制造成本高。（a）结构图（b）

实物图松键连接在花键连接图中应按有关标准的规定标注花键代号。花键标记:N(键数)、d(小径)、D(大径)、B(键宽)基本尺寸及配合 公差和标准号。例如:外花键 6x23f7x26a11x6d10GB/T1144-2001 内花键 6X23H7X26H10X6H11GB/T1144-2001紧键连接1.楔键连接楔键连接中，楔键的上表面和键槽都开有1∶100斜度楔键连接可分为普通楔键连接和钩头楔键连接。楔键的上、下面为工作表面，左、右侧面平行，并与轮毂间有间隙。由于装配楔键时会产生偏心，降低了定心精度，故楔键连接适用于低速、轻载、旋转精度要求不高的场合。（a）普通楔键连接（b）钩头楔键连接楔键连接

紧键连接2.切向键切向键由一对斜度为1∶100的楔键沿斜面拼合而成，其工作面为拼合后相互平行的两个窄面，单个切向键只能传递单向扭矩，传递双向扭矩时，必须使用一对方向相反、在周向呈120°布置的切向键由于切向键连接对轴强度的削弱较大，故多用于直径大于100cm的轴，如飞轮、皮带轮轴等。（a）（b）（c）切向键连接

普通平键连接的选用普通平键在机械中应用十分广泛，其结构和尺寸已经标准化。在设计平键连接时，首先根据工作要求选择合适的平键类型；然后根据连接处的轴颈d从国标中选取对应平键的宽度b和高度h，再根据轮毂宽度在标准长度系列中选择合适的键长L，注意L应比轮毂宽度略小。普通平键和键槽的尺寸标注普通平键连接的选用普通平键的拆装安装前需要把键与键槽修配成过渡配合，用手锤或压力机压入；拆卸时一般采用专用拆卸器拆卸。第一节键连接第二节销连接

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销连接的类型销连接在工程中应用较为广泛，用来确定零件间的相互位置，所用的销称为定位销，如图（a）所示；用于传递运动或较小的扭矩，所用的销称为连接销，如图（b）所示；用于安全装置中的过载保护，所用的销称为安全销，如图（c）所示。（a）定位销

（b）连接销

（c）安全销

销连接的作用销连接的类型销的种类较多，根据形状不同，常用的销可分为圆柱销、圆锥销和开口销等三大类，它们的尺寸参数均匀标准化，在设计时可根据需要查阅有关标准手册.类型实物图常用销的类型、特点及应用标准特点应用圆柱销普通

圆柱销GB/T119销孔精度较高，需要铰制，多次装卸后会降低定位精度和连接的紧固性，只能传递不大的载荷主要用于定位，也可用于连接内螺纹圆柱销GB/T120.2主要用于定位，也可用于连接。内螺纹供拆卸用用于铰接处，两端用开口销锁定，拆卸方便无头销轴GB/T880弹性

圆柱销GB/T879多用于存在冲击、振动的场合，可代替部分圆柱销、圆锥销等常用销的类型、特点及应用销连接的类型类型实物图常用销的类型、特点及应用标准特点应用圆锥销圆锥销GB/T117

有1:50的锥度，便于安装；定位精度比圆柱销高，横向受力时能自锁，销孔需铰制主要用于定位，也可用于固定零件或者传递动力内螺纹圆锥销GB/T118用于带不通孔的连接件开口销GB/T91工作可靠，拆卸方便用于锁定其他固定件，需与槽形螺母配合使用销连接的拆卸圆锥形定位销安装前需将两零件固定后一起配钻，并用锥形铰刀铰孔，使圆锥销与零件的连接面充分接触。安装圆锥销用手锤击紧，使小端与连接件平齐，大端露出连接件。拆卸时使用小于小端直径的样冲，从小端用力冲入，将圆锥销从大端冲出。圆柱形连接销安装前需将两零件固定后一起配钻，用圆柱形铰刀铰孔，保证使圆柱销与零件的连接面成过渡配合，后用手锤击入圆柱销，注意圆柱销不要露出工件表面。拆卸连接销的方法与拆卸定位销的方法相同。单元小结1.键连接可分为松键连接和紧键连接两大类。其中，松键连接包括普通平键、导向平键、滑键、花键和半圆键等五种连接；紧键连接包括楔键和切向键两种连接。2.键选择是，首先根据工作要求选择合适的平键类型，然后根据连接处的轴颈d从国标中选取对应平键的宽度b和高度h，再根据轮毂宽度在标准长度系列中选择合适的键长L，注意L应比轮毂宽度略小。3.销的种类很多，按功能不同可分为定位销、连接销和安全销三类。可以用来确定零件间的相互位置的销称为定位销；用于传递运动或较小的扭矩的销称为连接销，用于安全装置中的过载保护，所用的销称为安全销，

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单元一螺纹连接键与销连接联轴器与离合器单元二单元三单元三

联轴器和离合器教学目标一、目标和要求(1)了解联轴器和离合器的功用、分类及特点。(2)熟悉联轴器与离合器的区别,掌握几种常用联轴器和离合器的结构及使用场合。二、重点和难点(1))熟悉联轴器和离合器的功用及特点。(2)能看懂联轴器和离合器的结构,找出它们之间的区别。(3)根据工作条件选用合适的联轴器或离合器.第一节联轴器第二节离合器

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案例导入汽车启动之后，发动机不停地转动，但在行驶的过程中速度要不断变化，有时候还要停下来，又要求不能熄火，这就要求发动机与变速器之间有一种装置来控制汽车的运动，这种在运动过程中随时分离和结合的装置我们称之为离合器,它在机械行业中非常重要。还有一种装置，只需要将两轴连接起来，不需要随时分离和结合，这种装置称为联轴器，如图6-所示。（a）离合器（b）联轴器轴间连接经常需要将不同机构的轴连接起来，以传动运动和动力。机械中的这种连接称为轴间连接。轴间连接需要用到联轴器和离合器。联轴器和离合器是连接两轴，使其一起回转并传递转矩的一种机械装置。在如图6-23所示的汽车传动系统中，发动机转轴的动力经离合器输出到传动轴，传动轴与车轮之间通过万向联轴器连接。1—离合器；2—变速器；3—万向节；4—驱动桥（包括主减速器、差速器、半轴）汽车传动系统示意图轴间连接联轴器和离合器都是用来联接两轴，使之一起转动并传递转矩的装置。联轴器与离合器的区别是：

联轴器只有在机器停止运转后将其拆卸，才能使两轴分离；离合器则可以在机器的运转过程中进行分离或接合。第一节联轴器第二节离合器

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联轴器联轴器主要用于连接两轴，并传递运动和动力，有时也可作为传动系统中的安全装置，以防出现过载现象。联轴器能够补偿所连两轴由于制造及安装误差、承载后零件变形、轴承磨损及温度变化等原因产生的相对位移。轴线的相对位移联轴器类型按是否含弹性元件可分为刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又可分为固定式和移动式两类。其中，可移式刚性联轴器能够补偿两轴间的相对位移，而固定式则无法补偿。弹性联轴器可利用内部的弹性元件补偿轴间相对位移，同时还有缓冲减振的功能。刚性联轴器弹性联轴器凸缘联轴器十字滑块联轴器万向联轴器齿轮联轴器套筒联轴器可移式弹性圈柱销联轴器弹性柱销联轴器联轴器的类型固定式蛇形弹簧联轴器固定式刚性联轴器1.套筒联轴器刚性联轴器的结构简单、成本低，两轴线严格要求在同一直线上。结构：利用套筒和连接件（键或销）将两轴连接在一起特点：结构简单、径向尺寸小，成本低廉，可以在一定程度上起安全保护作用。应用：载荷不大、工作平稳、两轴严格对中场合（a）圆锥销套筒联轴器（b）平键套筒联轴器固定式刚性联轴器2.凸缘联轴器结构：两个凸缘、连接螺栓凸缘用键与轴相连，再用螺栓将两凸缘连接起来特点：结构简单，传递转矩大应用：低速大转矩的场合（a）实物（b）GY型（c）GYS型

凸缘联轴器可移式刚性联轴器1.十字滑块联轴器特点：中间圆盘的凸块在半联轴器的凹槽内滑动，可以偿两轴的相对位移。转速高时，易磨损，且附加载荷大，故宜用于低速的场合可移式刚性联轴器2.齿式联轴器结构：由两个具有外齿的半联轴器和两个具有内齿的外壳组成，外壳与半联轴器通过内、外齿的相互啮合而相联，外齿轮的齿顶做成球面，球面中心位于轴线上，转矩靠啮合的齿轮传递特点:承载能力大,制造困难应用:重型机械可移式刚性联轴器3.万向联轴器结构：万向联轴器由两个叉形套筒和一个十字型轴组成，叉形套筒与两轴间一般采用销连接，且套筒可绕十字轴转动，从而允许两轴间产生较大夹角α=40°～45°。单万向特点：若两轴线不重合，主动轴等速转动，从动轴为周期性的变速转动。所以,常将两个万向联轴器成对使用（a）单十字万向联轴器（b）双十字万向联轴器弹性联轴器1.弹性套柱销联轴器结构：与凸缘联轴器相似，用套有弹性圈1的柱销2代替了联接螺栓特点：结构简单，制造容易，具有一定的补偿两轴线相对偏移和减振、缓冲性能。适用于起动频繁，小功率的传动中。弹性联轴器2.弹性柱销联轴器结构：采用尼龙柱销将两个半联轴器连接起来特点：结构简单，安装、耐用性好，吸振应用：用于轴向窜动量较大，经常正反转，起动频繁，转速较高的场合。弹性联轴器3.蛇形弹簧联轴器结构：由两个带外齿圈的半联轴器1、3和齿间的蛇形弹簧组成，每二个齿圈上有50～100个齿，齿间的弹簧为1～3层，为方便安装分成6～8段、特点：蛇形弹簧联轴器的补偿轴线偏移能力强，适用于大功率的传动。联轴器的选用1.载荷情况：当载荷平稳或变动不大时，可选用刚性联轴器；若经常起动、制动或载荷变化较大时，最好选用弹性联轴器。2.速度情况：低速时可选用刚性联轴器，高速时可选用弹性联轴器。工作转速不应大于联轴器标准中许用的转速。3.两轴对中的情况：若两轴能保证严格对中时，可选用刚性联轴器；若不能保证严格对中或工作中可能发生各种偏移时，则应选用弹性联轴器。4.环境情况:若在低温（低于-20°