培训――机械连接与传动

农委农机培训班培训内容——机械连接和机械传动主讲刘天文主要内容言机械连接1机械传动24一、机械连接连接是指连接件和被连接件的组合结构。通常有连接件和被连接件。机械连接分为两大类：机械动连接和机械静连接。机械动连接：即被连接的零（部）件之间可以有相对运动的连接，如滑移齿轮和轴；）机械静连接：即被连接的零（部）件之间不允许有相对运动的连接。机械静连接又可分为两类：可拆连接和不可拆联接。一、机械连接不可拆连接螺纹连接键连接无键连接销连接可拆连接一、机械连接—螺纹连接1.螺纹的形成：2.螺纹的分类及认识：①按螺纹的牙型分a、三角形螺纹如图(a)b、矩形螺纹如图(b)c、梯形螺纹如图(c)。d、圆牙螺纹如图(d)。e、锯齿形螺纹如图(e)。一、机械连接—螺纹连接2.螺纹的分类及认识：①按螺纹的牙型分②按螺旋的作用分：a、联接螺纹。b、传动螺纹（螺旋传动）③按螺旋线的根数分：a、单线螺纹（用于联接）。b、多线螺纹（用于传动）。④按回转体的内外表面分：a、外螺纹。b、内螺纹。一、机械连接—螺纹连接3.螺纹的主要参数①大径d（D）——与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱面的直径称为大径。大径即是螺纹的最大直径（外螺纹的牙顶直径、内螺纹的牙底直径），亦称螺纹的公称直径。②小径d1(D1)——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径。③中径d2(D2)——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径。④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。LL=nP(n=2)hPd2dd1d1d2d一、机械连接—螺纹连接⑤导程S——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离。⑥线数n——螺纹螺旋线数目。⑦螺旋升角ψ—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。⑧牙型角α—螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角。⑨牙高h—牙底到牙顶的距离。一、机械连接—螺纹连接4.螺纹连接的主要类型①螺栓连接a、普通螺栓联接：通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与螺杆间有间隙。结构简单，装拆方便，应用较广（如图a）。b、铰制孔螺栓联接：装配后无间隙，主要承受横向载荷（如图b）②双头螺栓联接：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较厚时(如图c)a(a)dl1d0(b)Hl2螺栓连接图a螺栓连接图b双头螺栓联接图c一、机械连接—螺纹连接4.螺纹连接的主要类型③螺钉联接：适于被联接件较厚，结构简单，省了螺母，不宜经常拆装，以免损坏螺孔而修复困难,如图d：④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，如图e：l3Hl2dl1(a)(b)螺钉连接图d紧定螺钉联接图e一、机械连接—螺纹连接5.螺纹紧固件及测紧工具a）螺栓b)双头螺栓c)螺母一、机械连接—螺纹连接5.螺纹紧固件及测紧工具d)螺钉、紧定螺钉e)垫圈一、机械连接—螺纹连接5.螺纹紧固件及测紧工具f)其他螺母g)测紧工具一、机械连接—螺纹连接6.防松方法联接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，联接仍有可能松动。高温下的螺栓联接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松，即防止相对转动。一、机械连接—螺纹连接①利用附加摩擦力防松。如图：③其他方法防松。如图：②采用专门防松元件防松。如图：一、机械连接—螺纹连接7.螺纹的旋向顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹，逆时针旋转时旋入的螺纹称为左旋螺纹，常用的是右旋螺纹。判断螺纹旋向方法如图所示：用左手、右手各表示左螺纹、右螺纹的旋向。当螺纹从左向右升高为右旋螺纹；当螺纹从右向左升高为左旋螺纹。一、机械连接—键连接键的种类有平键、半圆键、楔（xie)键、切向键和花键1.平键平键的特点：定心好、装拆方便。依靠键的侧面传递扭矩，对轴上零件只做周向固定，不能承受轴向力，如需轴向固定，需加紧固螺钉或定位环等定位零件.平键的种类有：普通平键、导向平键和滑键•a、普通平键：普通平键结构特点：圆头(A型)固定良好，轴槽应力集中大。方头(B型)轴的应力集中小。单圆头(C型)用于轴端。普通平键应用最广。A型B型C型一、机械连接—键连接1.平键•b、导向平键：导向平键结构特点：长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起键螺孔。零件可以在轴上移动，构成动联接。•c、滑键：滑键结构特点：一般把中间工作不分铣底，两端呈钩状，随轮毂移动。导向键——键不动，轮毂轴向移动滑键——键随轮毂移动一、机械连接—键连接2.半圆键①优点：定心好，装配方便。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。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。②缺点：对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。③工艺性好，装配方便，特别适用于锥形轴与轮毂的联接。如图所示：dd半圆键半圆键装配示意图一、机械连接—键连接3.楔xie键楔键结构特点：上、下面为工作表面，有1：100斜度，侧面有间隙，轮毂槽的底面也有1:100的斜度。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。特点：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。缺点是定心精度不高。应用：只能应用于定心精度不高，载荷平稳和低速的联接。类型：普通楔键、钩头楔键。在重型机械中常采用切向键----一对楔键组成。半普通楔键楔键连接钩头楔键楔键连接普通楔键钩头楔键一、机械连接—键连接4.切向键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。用一对切向键时，只能单向传递转矩，要双向传递转矩须用两对互成120°分布的切向键（图b）。切向键对轴的强度削弱较大，因此常用于直径大于100mm的轴上。5.花键切向键连接一、机械连接—键连接5.花键特点：轴的强度高，传递的扭矩大，对中性与导向性都较好，但制造成本高。花键连接按工作方式不同可分为静连接和动连接两种。装配时的定心方式有外径定心、内径定心和键侧定心三种。通常情况下常采用外径定心，便于获得较高的加工精度。对于静花键连接，允许有少量过盈，但不能过紧；对于动花键连接，多数为间隙配合，套件在轴上能滑动自如，但也不能过松，用手摇动，不应感到有间隙。成批量定形生产的花键，修去飞边毛刺后就可装入。在单件小批生产与检修配件时，一般需研磨修配方可装入。一般要求是：工作面以研合后，同时接触的齿数不得少于2/3，接触率在齿长和齿高方向上均不得低于50%，研合时用0.05mm的塞尺检查齿侧间隙,塞尺不得插入齿全长。花键齿形可分为渐开线形、矩形、三角形三种。①渐开线花键：定心方式为齿形定心，成本高，适宜于传递大扭矩、大直径轴。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，优先采用一、机械连接—键连接5.花键②矩形花键：制造容易，应用广泛。配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，应用广泛。矩形花键按齿高的不同。分轻、中、重定心系列。定心方式有内劲定心（定心精度高）。有外径定心（一般定心）。有齿侧定心（定心精度不高），但载荷分布均匀，承载能力高。但零件易移动，侧面易磨损，使对中性变坏，适于定心要求不高的重载联接（静联接）③三角形花键——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。矩形花键渐开梯形花键三角形花键制造容易，应用最广用于高强度连接用于薄壁零件连接。一、机械连接—键连接6.键的装配紧键连接的装配：紧键连接按其构造不同，一般有楔xie键和切向键两种，尤其是切向键，在传递大扭矩时经常使用。a、楔键：楔键分为平头与钩头两种。钩头键便于装拆，一般用于轴头部位。平头的楔键配制后用挡板将其在轴上固定。配制楔键时，可用涂色法检查斜面的接触情况，工作面上的接触应在70%以上，其余不接触部分不得集中于一段。外露尺寸应为斜面长度的10%—15%（钩头键的外露尺寸不包括勾头）。b、切向键：切向键两个为一组，成组使用，一般每个键上都有1：100斜度。由于切向键的键槽在轴与轮组装一起后才能形成，因此精确尺寸很难控制，一般切向键都留有余量，待轴与轮组装后实测键槽尺寸后进行配制。配制方法与楔键类似，只是切向键工作面为其侧面。配制后键露出轴处部分应去掉，一般不高出轴3mm。一、机械连接—键连接6.键的装配松键连接的装配：对于普通平键、半圆键和导向平键，装配后要求键的两侧应有一些过盈，平键上表面与轮毂槽底间留有间隙。键底面应与轴槽底面接触。对于滑键，则键与轮槽底面接触，而键与轴槽底面有间隙。松键连接可按以下步骤进行配制：a、清理键与键槽上的毛刺；b、锉配键长，键头与轴槽间应有0.1mm左右的间隙；c、用键头与轴槽试配，对普通平键、半圆键和导向键应能使键紧紧地嵌在轴槽中，而滑键则应嵌在轮槽中；d、配合面加机油，用铜棒或手锤垫软垫将键装在轴上。7.键的主要失效形式键齿的压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者；)磨损（动联接）；键的剪断（较少）。一、机械连接—无键连接轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接。无键连接通常有过盈配合连接、膨胀连接和型面连接三种1.过盈配合连接:过盈配合连接是利用两个被连接件间的过盈配合来实现的连接，这种连接可做成可拆连接（过盈量较小），也可做成不可拆连接（过盈量较大）。①过盈连接的特点：构造简单，定心性好、承载能力高和在振动条件下能可靠地工作，但其装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。②过盈连接的方法：过盈配合连接的装配采用压入法和温差法。a、压入法装配是在常温下通过在待装配的轴与轮毂间沿轴线方向施加压力的方法进行装配。b、温差法装配是将孔零件加热使其膨胀，或将轴零件冷却使其收缩，或二者同时进行，然后进行装配，装配时配合面间无过盈。当过盈连接的连接面长度或实际过盈量较大时应采用温差法装配。一、机械连接—无键连接2.膨胀连接：膨胀连接是利用以内、外锥面相互贴合并挤紧在毂孔与轴之间装入内外锥形环的连接套(简称胀套)，在轴向力作用下，同时胀紧轴与毂而构成的一种静连接。胀套的尺寸选择：各型胀套已标准化，选用时可根据轴、毂尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型号和寸。选择必须要大于转矩力和轴向的力。传递联合作用的转矩和轴向力时，当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联使用一个胀紧套两个胀紧套膨胀连接示意图一、机械连接—无键连接3.型面连接：如图所示，型面连接是由非圆剖面的轴与相应的轮毂孔构成的可拆连接。成型连接应力集中小，能传递大扭矩，装拆方便，但是加工工艺复杂，需要专用设备。由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面连接的应用。应用较多的是带切口圆形和正六边形型面。配合部分形状：有柱体和椎体两种。a、柱体只能传递扭矩。b、椎体能同时传递扭矩和轴向力，用于不允许有间隙和要求高可靠性的场合。型面连接的特点：a、装拆方便，对中性好；b、连接面上没有应力键槽和尖角，减少了应力集中；c、可传递较大的扭矩；d、切削加工有难度，不易保证配合精度。型面连接示意图一、机械连接—销连接销连接是把零件用销钉连接在一起，主要用于固定零件之间的相对位置，使他们之间不能互相移动和转动，除了能起连接作用外，还起保险和定位作用。并能传递较小的载荷，它还可以用于过载保护。其特点是：连接可靠，安装、拆卸方便，应用十分广泛。但只能传递不大的扭矩。1.销连接的分类:按用途不同，一般可分为定位销、连接销、安全销。①定位销——主要用于零件间位置定位，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件②联接销——主要用于零件间的联接或锁定，可传递不大的载荷。③安全销——主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。作为安全装置中的过载剪切元件。安全销在过载时