《钳工工艺与技能训练》-图文课件-第11章

第11章典型零件装配工艺2024/9/19学习目标111.1固定连接的装配211.2传动机构的装配311.3轴承的装配4目录2024/9/19学习目标掌握固定连接的装配

掌握传动机构的装配

掌握轴承的装配2024/9/19固定连接是装配中最基本的一种装配方法，常见的固定连接有螺纹连接、键连接、销联接和过盈联接等。

11.1.1螺纹连接的装配螺纹连接是一种可拆卸的紧固连接，它是有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，故在固定连接中应用广泛，因而在机械产品中应用非常普通。11.1固定连接的装配2024/9/19

1.装配螺纹时钳工常用的工具由于螺纹连接中螺栓、螺钉、螺母等紧固件的种类较多，因而装拆工具也较多。装配时应根据具体情况合理选用。1）螺钉旋具螺钉旋具用于拧紧或松开头部带沟槽的螺钉。它的工作部分用碳素工具钢制成并经淬硬。常用的螺钉旋具有：（1）一字槽螺钉旋具。这种螺钉旋具由木柄1、刀体2和刀口3组成。它的规格用刀体部分的长度代表。常用的有100mm（4in）、150mm(6in)、200mm(8in)、300mm(12in)及400mm(16in)等几种，可根据螺钉直径和沟槽来选用。一字槽螺钉旋具2024/9/19（2）其他螺钉旋具。弯头螺钉旋具如图（a）所示用于螺钉头顶部空间受到限制的场合；十字槽螺钉旋具如图（b）所示用于拧紧头部带十字槽的螺钉，它在较大的拧紧力下也不易从槽中滑出；快速螺钉旋具用于拧紧小螺钉，工作时推压手柄，使螺旋杆通过来复孔而转动，从而加快装卸速度(如图c)。其他螺钉旋具2024/9/192）扳手扳手是用来旋紧六角形螺钉，正方形螺钉及各种螺母。常用工具钢，合金钢或可锻铸铁制成，开口处要求光整、耐磨，分为通用、专用、特殊三类。（1）通用扳手。也称为活动扳手，使用时应让固定钳口承受主要作用力，否则容易损坏扳手。扳手长度不可以随意加长，以免拧紧力矩过大而损坏扳手或螺母。通用扳手2024/9/19（2）专用扳手。只能拆装一种规格的螺母或螺钉。根据用途不同常用的可分为成套套筒扳手（a）图、内六角扳手（b）、呆扳手（c）图、整体扳手（d）图等。专用扳手2024/9/193）特殊扳手。特殊扳手是根据某些特殊需要制造，如棘轮扳手，不仅使用方便而且效率较高。棘轮扳手2024/9/19

2.螺纹连接装配的技术要求（1）保证有一定的拧紧力矩。绝大多数的螺纹连接在装配时都要预紧，以保证螺纹副具有一定的摩擦阻力矩，目的在于增强连接的刚性、紧密型和防松能力等。所以在螺纹连接装配时应保证有一定的拧紧力矩，使螺纹副产生足够的预紧力。（2）螺纹连接有可靠的放松装置。螺纹连接一般都有自锁性，在受静载荷和工作温度变化不大时不会自行松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下，以及工作温度变化很大时，为了确保连接可靠、防止松动，必须采用可靠地防松措施。（3）保证螺纹连接的配合精度。2024/9/19

3.螺纹连接装配工艺1）双头螺柱的装配要求（1）应保证双头螺柱与机体螺纹的配合有足够的紧固性。为此螺柱的紧固端应采用过渡配合，保证配合后中径有一定过盈量；也可采用台肩式或利用最后几圈较浅的螺纹，以达到配合的紧固性。当螺柱装入软材料机体时其过盈量要适当大些。双头螺柱的紧固形式2024/9/19（2）双头螺柱的轴线必须与机体表面垂直，通常用90°角尺进行检验。当双头螺柱的轴线有较小的偏斜时，可把螺柱拧出来，用丝锥校准螺孔或把装入的双头螺柱校准到垂直位置，如偏斜较大时，不得强行修正以免影响连接的可靠性。用90°角尺检验双头螺柱的垂直误差2024/9/19（3）装入双头螺柱时，必须用油润滑以免拧入时产生咬住现象，同时可使今后拆卸更换较为方便。拧紧双头螺柱的专用工具2024/9/19①用两个螺母拧紧法。先将两个螺母相互锁紧在双头螺柱上，然后扳动上面的一个螺母，把双头螺栓拧入螺孔中。②使用长螺母的拧紧法。用止动螺钉来阻止长螺母和双头螺柱之间的相对运动然后扳动长螺母，这样双头螺柱即可拧入。要松掉螺母时先使止动螺钉回松就可旋下螺母。2024/9/192）螺栓、螺母和螺钉的装配要点（1）螺栓、螺钉或螺母与贴合的表面要光洁、平整，贴合处的表面应当经过加工，否则容易使连接件松动或使螺钉弯曲。（2）螺栓、螺钉或螺母和接触的表面之间应保持清洁，螺孔内的脏物应当清理干净。（3）拧紧成组多点螺纹连接时，必须按一定的顺序进行并做到分次逐步拧紧，否则会使零件或螺杆产生松紧不一致甚至变形。在拧紧长方形布置的成组螺母时应从中间开始，逐渐向两边对称地扩展；在拧紧方形或圆形布置的成组螺母时必须对称进行。2024/9/19拧紧长方形布置的多点成组螺母顺序拧紧方形、圆形布置的成组螺母的顺序2024/9/19

（4）装配在同一位置的螺栓或螺钉，应保证长短一致受压均匀。（5）主要部位的螺钉，必须按一定的拧紧力矩来拧紧。因为拧紧力矩太大时，会出现螺栓或螺钉被拉长甚至断裂和机件变形现象。螺钉在工作中发现断裂常常可能引起严重事故。拧紧力矩太小则不可能保证机器工作的可靠性，表11-1所示可供操作者参考。螺纹公称尺寸

d／mm施加在扳手上的拧紧力矩M／N·m施力操作要领M63.5只加腕力M88.3加腕力和肘力M1016.4加全身臂力M1228.5加上半身力M1671加全身力M20137压上全身重量M24235压上全身重量2024/9/19（6）连接件要有一定的夹紧力，紧密牢固，在工作中有震动或冲击时为了防止螺钉和螺母松动，必须采用可靠的放松装置。（7）凡采用螺栓连接的场合，螺栓外径与光孔直径之间都有相当的空隙，装配时应先把被连接的上下零件相互位置调整好后方可拧紧螺栓或螺母。2024/9/1911.1.2键连接的装配键是用来连接轴和旋转套件的一种机械零件，主要用于轴向固定以传递转矩。它具有结构简单、工作可靠、装拆方便等优点，因此得到了广泛应用。根据结构特点和用途的不同，键连接可分为松键连接和紧键连接两大类。各种键多采用45钢制造并经调制处理，其尺寸均已标准化。2024/9/19

1.松键连接的装配松键连接所采用的键有普通键、导向平键、半圆键三种。它们的特点是靠键的侧面来传递转矩，只能对轴上零件作轴向固定，不能承受轴向力。如需轴向固定则需附加紧定螺钉或定位环等定位零件。松键连接的对中性好，在高速及精密的连接中应用较多。松键连接2024/9/19键与键槽应具有较小的表面粗糙度。2键安装于轴槽中应与槽底贴紧，键长方向与轴槽长应有0.1mm的间隙。键的顶面与套件的轮毂槽之间有0.3～0.5mm的间隙。3保证键与键槽的配合要求。由于键是由精拔型钢制造的标准件，键与键槽的配合性质是靠改变轴槽和轮毂槽的极限尺寸来得到的。11）松键连接的装配技术要求2024/9/19要点清理键及键槽上的毛刺。试配并安装旋转套件的轮毂槽时，键的上表面应留有间隙，套件在轴上不允许有轴向摆动，否则在机器工作时会引起冲击或震动。对重要的键连接，装配前应检查键的直线度误差以及键槽对轴线的对称度和平行度误差等。对普通平键和导向平键可用键的头部与轴槽锉配，其松紧程度应能达到配合要求。在配合面上加机油时应注意将键压入轴槽中，使键与槽底贴近但禁止用铁锤敲打。锉配键长应与轴槽保持0.1mm的间隙。2）松键连接的装配要点单件小批量生产中常用手工锉配，其要点如下：2024/9/19

2.紧键连接的装配紧键连接又叫普通楔键连接，楔键的上面和与它相接的轮毂槽底面均有1∶100的斜度，键的两侧与键槽间有一定的间隙。装配时将键打入而构成紧键连接，传递扭矩和承受单向轴向力。紧键连接的对中性较差多用于对中性要求不高和转速较低的场合。1）紧键连接的装配技术要求（1）楔键的斜度一定要与轮毂槽的斜度一致，否则套件会发生歪斜。（2）楔键与槽的两侧应留有一定的间隙。（3）对于钩头楔键，不能使钩头紧贴套件的端面，必须留出一定的距离h，以便拆卸。2024/9/19楔键连接2024/9/192）紧键连接装配要点装配楔键时要用涂色法检查楔键上下表面与轴槽、轮毂槽的接触情况，接触率应大于65%。若发现接触不良可用锉刀或刮刀修整键槽。合格后把楔键用木锤或铅、铝、紫铜锤轻敲入键槽直至套件的轴向都紧固可靠为止。3.花键连接的装配要点花键连接的特点是多齿同时工作，轴的强度较高，承载能力高，传递转矩大，对中性及导向性好。但制造成本高，适用于载荷大和同轴度要求较高的连接中，在机床及汽车中应用较多。按工作方法花键有静连接和动连接两种；按受载情况规定有两个系列：轻系列和中系列；按齿廓不同可分为矩形、渐开线和三角形花键三种。其中矩形花键的齿廓是直线故容易制造，目前采用较多。2024/9/191）矩形花键连接的结构特点（1）花键要素。包括键数、小径、大径和键宽等。按国标GB/T1144－2001关于矩形花键基本尺寸系列规定，键数N可设置6、8、10齿，按小径d来确定齿数多少。键宽B为键或槽的基本尺寸。矩形花键连接2024/9/19（2）定心方式。按GB/T1144－2001规定矩形花键的定心方式为小径定心。其优点为定心精度高，定心稳定性好，能用磨削方法消除热处理变形，定心直径公差和位置公差都能获得较高的精度。（3）矩形花键的配合。花键配合包括定心直径与轴的小径配合，非定心直径（大径D）与轴的外径配合以及键宽的配合。根据配合精度要求和连接的松紧来确定。（4）矩形花键连接的标记，见表11-2。花键规格N×d×D×B例如6×23×26×6矩形花键副矩形内花键矩形外花键2024/9/191静连接花键副，应保证配合后有少许的过盈量。装配时可用铜棒轻轻打入，但不得过紧否则会拉伤配合表面。对于过盈较大的配合，可将套件加热至80℃～120℃再进行装配。2动连接花键副，应保证精确的间隙配合。总装前应先进行试装，须能轴向调换健齿的配合相位，各相位沿轴向移动时应无阻滞现象，滑动自如但不可过松。允许选择最好的配合相应进行装配。3装配后的花键副，应检查花键轴的轴线与被连接零件的同轴度和垂直度误差。2）花键连接的装配要点由于花键副的精度都在热处理后由磨削达到规定要求，故装配时一般不允许钳工修刮配合面。其装配要点如下：2024/9/19

11.1.3销连接的装配定位销主要用来固定两个（或两个以上）零件相对位置如图

（a）所示；连接销用于连接零件如图（b）所示；还有安全销可作为安全装置中的过载剪断元件如图（c）所示。销的种类2024/9/19销的结构简单，拆装方便，在各种固定连接中应用很广泛，但只能传递不大的载荷。销可分为普通圆柱销、圆锥销及异形销。大多数销用35钢、45钢制造，其形状和尺寸都已标准化、系列化。销孔的加工大多数采用铰刀加工。1.圆柱销的装配圆柱销依靠过盈固定在孔中，用以固定零件、传递动力或做定位元件。国家标准中规定有若干不同直径的圆柱销，每种销可按四种偏差制造，根据不同的配合要求选用。圆柱销不宜多次装拆否则将降低其配合的精确性。圆柱销定位时必须有少量的过盈，为了保证连接质量，通常两配合件的孔应同时钻铰并使孔壁表面粗糙度值达到Ra1.6μm以下。装配时销子上应涂有机油，然后用铜棒垫在销子端面上，把销子打入孔中也可用C形夹将销子压入，工件两端伸出长度要大致相等。2024/9/19

2.圆锥销的装配常用的定位圆锥具有1∶50的锥度，其定位准确装拆方便，在横向力作用下可保证自锁，主要用于经常拆卸的场合。圆柱销以小头直径和长度代表其规格，钻孔时按小头直径选用钻头。装配时被连接的两孔也应同时钻铰，但必须控制孔径一般用试装法测定，以销钉能自由插入，孔中的长度约占销子长度的80%为宜。用锤子敲入后销钉头应与被连接件表面齐平或露出不超过倒角值。开尾圆锥销打入销孔后，末端可稍张开以防止松脱。2024/9/19

3.定位螺栓的装配定位螺栓既起销子的作用又起螺栓的紧固作用。装配时应先行配钻铰两个孔，将两工件用定位螺栓穿入后拧紧，使其位置不再发生变化后再将其余孔钻铰完毕。同时按孔的相对位置在两工件上配加工标记以便拆装。无论是锥销还是圆柱销，往盲孔中装入时，必须事先在销子上钻一通气小孔或在侧面开一道微小的通气小槽供放气用，以保证销子的装配质量。2024/9/1911.1.4过盈连接的装配

过盈连接是依靠包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈值达到紧固连接的目的。装配后由于材料的弹性变化，在包容件配合面间产生压力。工作时依靠此压力产生的摩擦力传递扭矩、轴向力或两者均有的复合载荷。这种连接结构简单对中性好，承载能力强，能承受变载和冲击力还可避免零件由于加工槽等原因而削弱强度，但配合面加工精度要求较高2024/9/191有适当的过盈量过盈量太小不能满足传递转矩的要求，过盈量过大则增加装配难度。因此配合后的过盈量是按被连接件要求的紧固程度确定的。一般应选择配合的最小过盈量Ymin等于或稍大于连接所需的最小过盈量。2有较高的配合表面精度配合表面应有较高的形状、位置精度和较细的表面粗糙度。装配时注意保持轴孔的同轴度。3有适当的倒角为了便于装配孔端和轴的进入端应有倒角α=5°～10°1.过盈连接装配技术要求2024/9/19圆柱面过盈连接的倒角图中数值α和A视直径大小而定，可取α=0.5～3mm，A=1～3.5mm。2024/9/19

2.过盈连接的装配工艺1）压入配合法压入配合法可分为锤击法和压力机压入法两种。锤击法一般用于较小直径的配合，根据其过盈量较小、配合长度较短、批量小或单件生产等因素，采用手锤或大锤将零件打入装配，锤头不可直击零件表面，应垫铜棒或工装胎具进行打桩。用压力机压入法可根据情况选择手板压力机、螺旋压力机、液压机等对过盈件进行装配。对于配合直径大的过渡配合，需要大吨位的压力机。对于直径较大、过盈比较大，零件材料较硬或有一定黏性的材料且配合面较长时不易采用压入法。2024/9/192）热胀配合法就是采用热装的方法。常用于过盈较大或配合直径较大的过盈连接件的装配，尤其是无键连接件更应采用热装方法。热装方法的质量合格率要大于其他方法而且很少受条件限制。热装的加工方法有很多，例如油箱加热、煤气炉（或油炉）加热、电感应加热、乙炔火焰加热及焦炭炉与木材加热等。2024/9/19热装时零件的加热温度可按下式计算。2024/9/19常用金属的线胀系数：钢、铸钢0.000011℃-1；铸铁0.000010℃-1；黄铜0.00018℃-1；青铜0.000017℃-1；紫钢0.000017℃-1；紫铜0.000017℃-1；1Cr18Ni9Ti0.000017℃-1。3）冷缩配合法冷缩配合法就是将被包容件进行低温冷却使之缩小然后装入包容件的一种过盈配合的装配方法。这种方法须将零件放到冷却器里冷却。而冷却器制作要求比较复杂，操作起来比较麻烦，所以这种方法使用得较少，一般用于过盈量较小而又受其他方法限制的过盈配合。常用的冷却剂有干冰、液态氨液态氮等。最低温度可冷至-195℃。2024/9/194）液压套合法液压套合法就是借助加压工具液压套合装置，将高压油（32～50MPa），加压至150～200MPa的特殊高压，压入包容件与被包容件的配合面上，使配合处发生变形，进而使其内孔扩大并用液压装置或机械压推装置等施加轴向推力，配合件即可沿配合面逐渐卸去油压，包容件内孔收缩使配合面产生足够的过盈量。采用液压套合法装配的过盈连接零件，拆卸时需使用加压工具将孔胀出一定量后才能拆下。这种方法对零件的加工要求较高，目前只在一定的范围内使用，主要用于传递很大的力矩、无线连接机器设备上面。2024/9/191清洁度

在装配前要十分注意配合件的清洁度，若用加热或冷却法装配时配合件经加热或冷却后，配合面还要擦拭干净。2润滑若采用压装时在压合前，配合表面必须用油润滑，以免压入时擦伤配合面。压入过程应连续，速度不宜太快，通常用2至4mm/s，并需准确控制压入行程。压装时还要用90°角尺检查轴孔的中心线的位置是否正确，以保证同轴度要求。3过盈量和形位误差

对于细长的薄壁件，要特别检查其过盈量和形位误差，装配时最好垂直压入，以防变形，压入速度不宜过快。3.过盈连接的装配要点2024/9/19传动机构的类型较多，常见的有带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动、蜗杆传动和联轴器传动等。

11.2.1带传动机构的装配带传动是常用一种机械传动，它是依靠张紧在带轮上的带（或称传动带）与带轮之间的摩擦力（或啮合），来传递运动和动力的。带传动具有工作平稳、噪声小、结构简单、不需润滑、缓冲吸振、制造容易以及能过载保护，并能适应两轴中心距较大的传动优点。因此得到广泛的应用，但其缺点是传动比不准确，传动效率低，带的寿命短。11.2传动机构的装配2024/9/19如图所示，常用的带传动有V带传动如图（a）和平带传动如图（b）。V带传动是以数条V带和V带轮组成的摩擦传动。V带安装在相应的轮槽内以其两侧面与轮槽接触，而不与槽底接触。在同样初拉力的作用下，其摩擦力是平带传动的3倍。因此V带传动的应用比平带传动广泛。同步带传动如图（c）的特点是传动能力强，不打滑，能保证同步运转，但成本较高，故在机械传动中应用较多。带传动2024/9/19

1.带传动机构的技术要求1）表面粗糙度带轮轮槽工作面的表面粗糙度要适当，过细易使传动带打滑，过粗则传动带工作时易发热而加剧磨损。其表面粗糙度一般取为Ra3.2μm，轮槽的棱边要倒圆或倒钝。2）安装精度带轮在轴上的安装精度，通常不得低于下述规定：带轮的径向圆跳动公差和端面圆跳动公差为0.2～0.4mm。安装后两轮槽的中间平面与带轮轴线垂直度误差为±30′，两带轮轴线应相互平行，相应轮槽的中间平面应重合，其误差不超过±20′。2024/9/193）包角带的带轮上的包角α不能太小。因为当张紧力一定时包角越大，摩擦力也越大。对V带来说，其小带轮包角不能小于120°，否则也容易打滑。4）张紧力带的张紧力对其传动能力、寿命和轴向压力都有很大影响。张紧力不足，传递载荷的能力降低，效率也低且会使小带轮急剧发热，加快带的磨损；张紧力过大则也会使带的寿命降低，轴和轴承上的载荷增大，轴承发热与加速磨损。因此适当的张紧力是保证带传动能正常工作的重要因素。2024/9/19

2.带传动机构的装配方法一般带轮与轴之间采用键或螺纹件等紧固件保证轴向固定。装配时应先清除安装表面上的污物并涂上机油，装上键用手锤把带轮轻轻敲入或用螺旋压入工具将带轮压到轴上。带轮装上轴后，要检查带轮的径向和端面圆跳动。安装V形带时，应先将其套在小带轮的轮槽中，再套在大带轮上，然后边转动大带轮，边用螺钉旋具将带拨入大带轮槽中。2024/9/19

11.2.2齿轮传动机构的装配齿轮传动是各种机械传动中历史悠久、应用最广泛的传动方式之一。齿轮传动可用来传递运动和转矩，改变转速的大小和方向，与齿条配合时可把转动变为移动。齿轮传动在机床、汽车、拖拉机和其他机械传动中应用如此广泛，是因为它具有以下一些特点：能保证一定的瞬时传动比，传动准确可靠；传递功率和速度范围大；传动效率高，使用寿命长以及结构紧凑、体积小等。但是它也有一些缺点，如噪声大，无过载保护作用，不如带传动平稳，不宜用于远距离传动以及制造装配要求高等。2024/9/19

1.齿轮传动机构装配要点（1）要保证齿轮与轴的同轴度精度要求，严格控制齿轮的径向圆跳动）和轴向窜动。（2）齿轮有准确的中心距和适当的齿侧间隙。（3）保证滑动齿轮在轴上滑移的灵活性和准确的定位位置。（4）检查齿轮的啮合质量，有足够的接触面积和正确的接触位置。（5）对转速高，直径大的齿轮，装配前应进行平衡。齿轮径向、端面圆跳动的检验2024/9/19

2.齿轮传动机构的装配方法齿轮传动的装配与齿轮箱的结构特点有关，打开齿轮箱先将齿轮按要求装到轴上，然后将齿轮组件再装入箱内，用涂色法检验啮合齿轮的接触面积，进行必要修整，如果齿轮的传动精度要求高则应检查径向和端面圆跳动误差，盖上齿轮箱上盖，对轴承进行固定、调整即可。2024/9/19

11.2.3蜗杆传动机构的装配蜗杆传动机构常用于传递空间两交错轴间的运动及动力，通常轴交角为90°。它具有传动比大而且准确、工作较平稳、噪声低、结构紧凑、可以自锁等特点。主要缺点是传动效率较低，工作时发热大需要有良好的润滑。

1.蜗杆传动机构的装配（1）蜗杆轴线与蜗轮的轴线垂直。（2）蜗杆轴心线应在蜗轮轮齿的对称中心面内。（3）蜗杆、蜗轮间的中心距一定要准确。（4）有适当的齿侧间隙和正确的接触斑点。2024/9/19

2.蜗杆传动机构的装配方法蜗杆与轴的装配方式与圆柱齿轮相同。一般先将蜗轮齿圈压入轮毂，然后用螺钉加以紧固，蜗轮装到轴上，接着将蜗轮组件装入箱体后再装蜗杆，蜗杆的位置由箱体精度保证。蜗轮的轴向位置则根据蜗杆的轴心线，通过改变调整垫圈厚度的方法来调整。蜗轮与蜗杆装配后的检查和调整，可用涂色法检验蜗轮的轴向位置及啮合印痕。而其齿侧间隙用铅丝或塞尺的方法测量很困难，一般用百分表来测量，在蜗杆轴上