汽车机械基础 课件 项目六 销、键、螺纹连接的认知

项目六销、键、螺纹连接的认知【项目概述】销、键连接通常用于将轴与轴上零件（如齿轮、带轮、凸轮等）结合在一起，实现周向固定并传递转矩。螺纹连接则是通过螺纹将两个或两个以上的构件联接在一起，以实现固定和定位。销、键和螺纹连接在汽车制造中都扮演着重要的角色，对于不同的连接需求，应选择合适的连接方式。目录任务一任务二任务三【销连接的认知】【键连接的认知】【螺纹连接的认知】01任务一

销链接的认知【任务引入】请大家观察汽车零部件，在汽车上有哪些部位用到销连接?销有什么作用?【任务目标】知识目标技能目标素养目标能够认知销连接的类型、特点。能够掌握销连接在汽车中的选用。能够养成严谨认真的学习态度。【知识链接】销连接——销是标准件，可用来作为定位零件，用以确定零件间的相互位置；也可起联接作用，以传递横向力或转矩；或作为安全装置中的过载切断零件。【知识链接】

销的基本形式主要分为圆柱销和圆锥销两种(图6-1-1)，其他形式的销都是由它们演化而来。一、销的基本形式a）圆柱销

b）圆锥销

图6-1-1

销连接【知识链接】1、圆柱销（重点）圆柱销依靠少量过盈固定在销孔中，对销孔的尺寸、形状、表面粗糙度等要求较高，销孔在装配前须铰削。通常被连接件的两孔应同时钻铰，孔壁的粗糙度不大于Ra0.6μm，故不宜经常装拆，否则会降低定位精度和联接的可靠性。装配时，在销上涂上润滑油，用铜棒将销打入孔中。一、销的基本形式【知识链接】1、圆柱销一、销的基本形式【知识链接】2、圆锥销（重点）圆锥销主要用于不同设备连接中的定位工作，常安装于需要频繁拆卸部位。圆锥销具有1:50的锥度，其小端直径为标准值。圆锥销易于安装，有可靠的自锁性能，定位精度高于圆柱销，且在同一销孔中经过多次装拆不会影响定位精度和联接的可靠性，所以应用较为广泛。一、销的基本形式【知识链接】3、销的材料使用时，可根据工作情况和结构要求；按标准选择其形式和规格尺寸。销的材料一般采用Q235、35钢和45钢。圆柱销和圆锥销的销孔一般均需铰制。一、销的基本形式【知识链接】1、定位销（重难点）用作确定零件之间相互位置的销，通常称为定位销(图6-1-2a)。定位销常采用圆锥销。定位销在连接中一般不承受或只承受很小的载荷。定位销的直径可按结构要求确定，使用数量不得少于2个。销在每一个连接零件内的长度约为销直径的1~2倍。二、销连接的应用特点【知识链接】1、定位销定位销也可采用圆柱销，靠一定的配合固定在被连接零件的孔中。只适用于不经常装拆的定位连接中。为方便装拆销连接，或对盲孔销连接，可采用内螺纹圆锥销或内螺纹圆柱销。二、销连接的应用特点【知识链接】2、连接销（重难点）用来传递动力或转矩的销称为连接销(图6-1-2b)，可采用圆柱销或圆锥销。

销孔须经铰制。连接销工作时受剪切和挤压作用，其尺寸应根据结构特点和工作情况，按经验和标准选取，必要时应作强度校核。二、销连接的应用特点【知识链接】2、连接销当传递的动力或转矩过载时，用于连接的销首先被切断。从而保护被连接零件免受损坏，这种销称为安全销(图6-1-2c)。销的尺寸通常以过载20%~30%时即折断为依据确定。使用时，应考虑销切断后不易飞出和易于更换，为此，必要时可在销上切出槽口。二、销连接的应用特点【任务实施】1、准备工作序号名称型号与规格单位数量1汽车变速器爱丽舍车型变速器台62维修手册对应以上车型本63擦车抹布

块若干汽车同步器拆装清单表【任务实施】2、同步器的拆装步骤序号考核项目配分1清点、清洁工量具52拆卸变速器103拆卸变速器外壳，找到需要更换或维修的同步器位置。154用扳手或扭力扳手拆下同步器锁销并取出同步器齿轮。205将同步器齿轮清洗干净，并按照需要更换同步器套等部件。256重新安装同步器，重复以上步骤完成更换或维修任务。207安全文明生产5【知识点总结】销连接可用来确定零件之间的相互位置、传递动力或转矩，还可用作安全装置中的被切断零件。销是标准键，主要有圆柱销和圆锥销两种(图6-1-1)，其他形式的销都是由它们演化而来。圆柱销不宜经常装拆，否则会降低定位精度和联接的可靠性。装配时，在销上涂上润滑油，用铜棒将销打入孔中。圆锥销易于安装，有可靠的自锁性能，定位精度高于圆柱销，且在同一销孔中经过多次拆装不会影响定位精度和联接的可靠性。用作确定零件之间相互位置的销，通常称为定位销。来传递动力或转矩的销称为连接销。【典例精析】

勤学苦练成就梦想QINXUEKULIANCHENGJIUMENGXIANG汽车机械基础01任务二

键连接的认知你能说说汽车常用的键连接有哪些吗？你知道图中键连接的类型吗？【任务引入】【任务目标】知识目标技能目标素养目标

能够认知键连接的类型、特点及应用

能够了解花键的特点及应用，能够正确识别不同类型键连接，并能根据实际需求选择合适的键连接方式

培养学生严谨的科学态度和团队合作精神【知识链接】

键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定，以传递转矩。有些类型的键还可以实现轴上零件之间的轴向固定或轴向移动。键连接具有结构简单、装拆方便、工作安全、标准化特点，具有广泛应用。一、键连接的类型、特点及应用1.平键连接

平键连接分为普通平键、导向平键和滑键连接三种。平键靠两侧面传递转矩，对中性良好，结构简单，拆卸方便，但不能轴向固定轴上零件。【知识链接】1.平键连接

（1）普通平键

普通平键上、下两面互相平行，两个侧面也互相平行，端部有A型(圆头)、B型(方头)和C型(单圆头)三种类型（图6-2-1）。A型键与键槽配合较紧，不发生轴向移动，应用最广。B型键槽应力集中小，C型键一般用于轴端。圆头（A型)

方头(B型)

单圆头(C型)

图6-2-1

普通平键形式【知识链接】1.平键连接

（2）导向平键

对于轴上安装的零件需要沿轴向移动时，可采用导向平键。导向平键比普通平键长，其端部形状有A型和B型两种（图6-2-2）。图6-2-2导向平键形式式【知识链接】1.平键连接

（3）滑键

当轴上零件的轴向移动量很大时，导向平键将很长，不易制造，这时可采用滑键（图6-2-3）。滑键连接的特点:键固定在轮毂上，并与轮毂一起在轴上的键槽中滑动，滑键未标准化。图6-2-3滑键形式【知识链接】2.半圆键连接

半圆键（图6-2-4）的上表面为一平面，下表面为半圆形，两侧面互相平行，半圆键靠键两侧的工作面传递转矩。键在轴槽中能绕槽底圆弧曲率中心摆动，装配方便。键槽较深，对轴的强度削弱较大。一般用于轻载和圆锥形轴端的连接。图6-2-4半圆键形式【知识链接】3.楔键连接（1）楔键连接

楔键又分为普通楔键与钩头楔键两种（图6-2-5）。楔键的两侧面互相平行，上、下两面是工作面，键的上表面和毂槽的底面各有1∶100的斜度，键楔紧在轴毂之间。依靠压紧面的摩擦力传递转矩及单方向的轴向力，能轴向固定零件，但使轴上零件与轴的配合产生偏心与偏斜。a)普通楔键

b）钩头楔键

图6-2-5楔键连接【知识链接】3.楔键连接（2）切向键连接

由一对具有1∶100单面斜度的键沿斜面拼装而成（图6-1-5），其上下两面互相平行，为工作面，装配时键自两端打入，楔紧在轴与轮毂的键槽中。装配后，切向键的下平面在通过轴线的平面内，工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。图6-1-5切向键连接【知识链接】a）花键连接

b)矩形花键

c）渐开线花键

d)三角形花键

图6-2-6花键连接4.花键连接

花键连接由轴上加工出外花键和毂上加工出内花键组成（图6-2-6）。键齿侧面为工作面，工作时靠齿的侧面相互挤压传递转矩。花键已标准化，按齿形不同，分为矩形花键、渐开线花键、三角形花键三种；按花键孔与花键轴是否能相对位移，分为静连接与动连接两种形式。【知识链接】4.花键连接（1）矩形花键

矩形花键(GB/T1144—2001)键齿端面为矩形，在国家标准中规定为两个系列，轻系列用于载荷较轻的静连接，中系列用于中等载荷的连接。矩形花键的定心方式为小径定心，定心精度高，稳定性好。矩形花键连接为多齿工作，承载能力高，对中性、导向性好，应力集中较小，轴与毂的强度削弱小。应用广泛，如汽车、飞机、机床、农业机械等。

（2）渐开线花键

渐开线花键(GB/T3478.1—1995)的齿廓为渐开线，受载时齿上有径向力，起自动定心作用，使各齿均匀承力，强度高，寿命长。渐开线花键的主要参数为模数m、齿数z、压力角α。渐开线花键的标准压力角α有30°、37.5°和45°三种。应用于载荷较大，定心精度要求高以及尺寸较大的连接。（3）三角形花键

三角形花键连接中，外花键齿形为压力角是45°的渐开线花键；内花键齿形是直齿形。三角形花健用齿侧定心，其键齿细小，通常用于直径较小或薄壁零件与轴的连接。【任务实施】1、准备工作序号名称型号与规格单位数量1教学车辆汽油车台12使用手册对应以上汽油车本83擦车抹布

块若干汽车半轴拆卸清单表【任务实施】2、汽车半轴拆卸操作步骤步骤1

用举升机举升车辆2

拆下汽车前轮3

拆下芯轴螺母上的锁紧凸舌，拆下螺母4

排放变速器油液，换装新的密封垫圈，然后将变速器放油螺栓重新安装好5

把锁销从下臂球节上拆下，拆下槽顶螺母，然后用球节拆卸工具从转向节上分离球节6

向外拉出转向节，用塑料锤从前轮毂上分离外球笼7

用撬棒把左侧半轴的内球笼从差速器上撬下，把左半轴拆下8

用冲子和锤子把右侧半轴的内球笼从差速器上撬下，把右半轴拆下9

从左侧半轴内球笼上拆下定位环10从中间轴上拆下定位环【任务实施】3、完成任务评价表【任务评价】任务名称

学生姓名

组别

工位号

用时长

序号评价项目配分评价要点得分1知识理解30

2拆装步骤40

3团队协作10参与组内学习，分享学习成果10分

4规范环保10遵守安全文明操作规程，按规范处理废油废物10分

5清扫清洁10按6s要求清理现场，摆放器件10分

总分

【典例精析】

勤学苦练成就梦想QINXUEKULIANCHENGJIUMENGXIANG汽车机械基础螺纹连接的认知01任务三

汽车螺纹连接的认知如下图所示是汽车的零部件最常见的紧固件（图6-3-1）。常用螺纹标准是米(公)制螺纹，少部分从美国、英国来的进口车可能用寸制螺纹(UNC，UNF)，此外车上部分传感器和螺塞还使用圆柱管螺纹、圆锥管螺纹及车轮轮毂处等，你能认识哪些是公制螺纹，哪些是寸制螺纹吗？【任务引入】图6-3-1汽车螺纹连接紧固件【任务目标】知识目标技能目标素养目标能够认知螺纹的基本知识能够区分常见螺纹连接的种类及应用能够规范操作，并树立安全意识【知识链接】螺纹连接——螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。传统的螺纹检测方法是利用螺纹量规进行接触或利用万能工具显微镜进行人工测量，工作量大，工作效效率规的低，测量结果易受人为影响。。一、螺纹连接的形成与类型1、使用性能要求及评价指标1.螺旋线螺旋线是沿着圆柱或圆锥表面运动的点的轨迹，该点的轴向位移和相应的角位移成定比。螺旋线，或者称为螺线。按维度分可以分为二维螺旋线，和三维螺旋线。螺旋线被广泛应用于各个方面，如机械上的螺杆、螺帽、螺钉和日常用品的螺丝扣等。枪膛中的膛线也是螺旋线，就连一些楼梯也是螺旋状的。被称为"世界七大奇观"之一的意大利比萨斜塔的楼梯，便是294阶的螺旋线。a)圆柱螺旋线b)圆锥螺旋线【知识链接】1、螺纹连接的形成与类型3.螺纹的类型螺纹是在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。指汽油在发动机气缸内燃烧时，抵抗爆燃的能力。凸起是指螺纹两侧面间的实体部分，又称为牙。在圆柱表面上所形成的螺纹称圆柱螺纹。在圆锥表面上所形成的螺纹称圆锥螺纹。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹;按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹，按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹。【知识链接】2、螺纹的类型（1）按螺纹在轴向剖面内的形状：按螺纹在轴向剖面内的形状不同可分为矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹及锯齿形螺纹（图6-3-3）。图6-3-3螺纹的牙型【知识链接】2、螺纹的类型（2）按螺纹旋线绕行的方向：按螺纹旋线绕行的方向不同科分为左旋螺纹和右旋螺纹（图6-3-4）。只有在特殊需要时，才采用左螺纹。比如煤气罐等危险设备中使用的螺纹。图6-3-4螺纹的旋向【知识链接】2、螺纹的类型（3）按螺纹的线数：按螺纹的线数可分为单线螺纹和多线螺纹。单线螺纹是沿一条螺旋线所形成的螺纹（图6-3-5a）。单线螺纹多用于连接。多线螺纹是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（图6-3-5b,6-3-5c）。多线螺纹多用于传动。图6-3-5螺纹线数23在机械制造和工程设计领域，螺纹作为一种常见的连接和传动方式，扮演着举足轻重的角色。螺纹的参数和标记作为描述螺纹特性和规格的重要手段，对于确保螺纹连接的准确性、可靠性和安全性具有重要意义。通过深入了解这些参数和标记，能更好地掌握螺纹的特性与功能。【知识链接】二、螺丝的主要参数和标记123即大径（d，D），是与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径，亦被称为公称直径。外径即小径（d1，D1），是与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，反映螺纹的内部尺寸。内径在轴向剖面内，牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面直径，是确定螺纹松紧度的重要参数。中径【知识链接】1、螺丝的主要参数图6-3-6螺纹的主要参数456螺距（P）。相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。螺距导程（S）。同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面母线上的对应两点间的轴向距离。导程线数（n）。螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4螺距、导程、线数之间关系：S=nP。线数【知识链接】1、螺丝的主要参数图6-3-6螺纹的主要参数789螺旋升角（Φ）。中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。螺旋升角牙型角（α）。螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角。牙型角牙型斜角（β）。螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角。想圆柱面的直径，d2≈0.5(d+d1)。牙型斜角【知识链接】1、螺丝的主要参数图6-3-6螺纹的主要参数【知识链接】2、螺纹标记普通螺纹标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号组成。螺纹代号的标记形式为：特征代号尺寸代号－公差带代号－旋合长度代号－旋向代号举例：M20×2LH－5g6g－s在标准中，粗牙螺纹的每一个公称直径只对应一个螺距，因此不必标出螺距值，而细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标出螺距值。M普通螺纹；20大径d＝20；2螺距P2(细牙)；LH左旋；5g中径公差带代号；6g顶径公差代号；s短旋合长度。

【知识链接】2、螺纹标记不标注螺纹旋合长度，使用时按中等旋合长度确定。必要时，在螺纹差带代号之后加注旋合长度代号S或L，中间用“－”分开。特殊需要时，可注明旋合长度的数值，中间用“－”分开。连接螺纹多为右旋，因此右旋螺纹的旋向省略不标注，而左旋螺纹需在尺寸代号之后加注LH，并用“－”隔开。螺纹种类特征代号外形图用途连接螺纹粗牙普通螺纹M常用的连接螺纹。细牙用于细小的精密或薄壁零件。管螺纹G用于水管、油管、气管等薄壁管子上，用于管路的联接。传动螺纹梯形螺纹Tr用于各种机床的丝杠，作传动用。锯齿形螺纹B只能传递单方向的动力。23【知识链接】三、常用螺纹的特点及应用螺纹类型结构轴向剖示图特点应用三角形螺纹自锁性能好，但牙的工作高度小，不耐磨、易滑扣。适用于薄壁零件、受振动或变载荷的连接，还可用于微调机构。管螺纹非螺纹密封的管螺纹(GB7307—87)和用螺纹密封的管螺纹(GB7306—87)。适用于管接头、旋塞、阀门等螺纹连接，密封性要求较高的场合。23【知识链接】三、常用螺纹的特点及应用梯形螺纹效率虽较矩形螺纹低，但工艺性好，牙根强度高，对中性好。广泛用于车床丝杠，螺旋举重器等各种传动螺旋。矩形螺纹效率较高、牙根强度小、工艺性差。矩形螺纹未标准化，已逐渐被梯形螺纹所替代。锯齿形螺纹兼有矩形螺纹和梯形螺纹的效率高与牙根强度高的优点。承受单方向的轴向载荷传动。螺纹类型结构轴向剖示图特点应用23【知识链接】三、螺纹连接的预紧和防松预紧目的是增加连接的可靠性与紧密性，防止受载后被连接件间出现缝隙与相对滑移，保持正常工作。预紧力的大小根据螺栓组受力的大小和连接的工作要求决定。预紧力过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度。预紧力过小，工作不可靠，连接件在工作中易于松动。预紧力的控制方法：通常螺栓连接的预紧靠操作者的经验来控制，重要的螺栓连接的预紧力用测力矩扳手等工具进行度量，在拧紧螺栓时，可读出扳手的力矩值（图6-3-9）1.螺纹连接的预紧图6-3-9测力矩板手23【知识链接】三、螺纹连接的预紧和防松用定力矩板手当达到固定的拧紧力矩时，弹簧受压将自动打滑（图9-3-10）。用塑性材料制的螺栓测量预紧后螺栓伸长量来确定预力，精度较高。重要连接若不能严格控制预紧力，而只靠安装经验来拧紧螺栓时，为避免螺栓拉断，通常不宜采用小于M12的螺栓，一般采用M12-M24的螺栓。对螺纹连接件进行预紧时，还应注意拧的正确顺序,以保证被连接键均匀受压、紧密贴合和牢固连接。如图6-3-11所示，通常需要根据螺栓的实际分布情况，按一定的顺序分几次逐步拧紧，螺栓拆卸时的顺序与拧紧时相反1.螺纹连接的预紧1-扳手卡盘2-圆柱销3-弹簧4-螺钉图6-3-10定力矩板手图6-3-11螺栓的拧紧顺序3【知识链接】三、螺纹连接的预紧和防松2.螺纹连接的防松13消除（或限制）螺纹副之间的相对转动，或增大相对转动的难度。防松的目的机器工作时，外载荷有振动、交变负载、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹连接松动，使机器不能正常工作，甚至会造成严重事故。因此，必须进行防松。摩擦防松：双螺母（图6-3-12）、弹簧垫圈（图6-3-13）、尼龙垫圈、自锁螺母等。机械防松（图6-3-14）：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，串联钢丝等防松原理防松办法及措施23图6-3-12双螺母图6-3-13弹簧垫圈图6-3-14机械