资源简介

(共39张PPT)
项目一 支承零部件
任务1 常见轴认识
任务2 常见轴承认识
项目二 联接零部件
任务1 键联接与销联接认识
任务2 螺纹联接
任务3 联轴器与离合器
模块三 汽车常用零部件
项目二 联接零部件
本项目概述
由于使用、结构、制造、装配、运输、维修、经济等方面的原因，机器中很多零件需要彼此联接。机械零件之间的联接分为静联接和动联接。本项目主要介绍静联接。
本项目主要介绍轴与轮毂之间的联接—键联接与销联接，常用的紧固件联接—螺纹联接，允许被联接件间有相对运动的联接—弹性联接，以及轴与轴之间的联接—联轴器与离合器。本项目主要包括三个任务：键联接与销联接的认识、螺纹联接、联轴器与离合器。通过任务学习，学会对汽车上所使用的联接零部件进行正确选择、安装及维护。学生通过学习，完成课后习题，以强化对知识的理解掌握；通过任务实施，完成对知识的应用掌握。
夏天拆洗风扇时你会发现，风扇叶片与风扇电机轴之间的联接采用的是曲柄销。在机械设备中，常见轴上的带轮、齿轮等轴上零件能与轴一起转动。在机械中起联接作用的零件称为联接件。
机械零件之间根据联接后是否可拆分为可拆联接和不可拆联接。在机械联接中属于可拆联接的有键联接、销联接和螺纹联接等；属于不可拆联接的有焊接、铆接和胶接等。
其中用于轴与轮毂之间的联接是键联接与销联接。
任务1 键连接与销连接的认识
任务1 键连接与销连接的认识
一、键联接
键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上零件的旋转零件（如齿轮、凸轮、链轮等）或摆动零件（如摇臂等），实现周向固定并传递运动和转矩，有时也可作导向零件。
键的结构简单、装拆方便、工作可靠及标准化等特点，应用极为广泛。例如，汽车变速器中大部分齿轮与轴之间是通过平键或花键等来实现联接和动力传递的。这些键联接的可靠性直接影响汽车工作性能的稳定性。
根据在连接时的松紧状态不同，键联接可以分为松键联接和紧键联接；根据结构特点和工作原理，键联接可分为平键联接、半圆键联接、花键联接、楔键联接和切向键联接。
任务1 键连接与销连接的认识
一、键联接
键联接的分类如下：
松键联接：平键联接、半圆键联接、花键联接。
键联接
紧键联接：楔键联接、切向键联接。
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
松键联接的工作面是键的两侧面。工作时，依靠轴上键槽、轮毂以及键的两侧面之间的相互挤压来传递转矩，键的顶面与轴上零件之间有一定的间隙，以便装配，而键宽与键槽需紧密配合。
松键联接只对轴上零件作周向固定，不能承受轴向力，如果要轴向固定，则需要附加紧定螺钉或定位环等定位零件。
采用松键联接时，轴与轴上零件连接时的对中性好，特别在高速精密传动中应用更多。
松键联接有平键联接、半圆键联接、花键联接。常用的为平键联接。
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
1．平键联接
根据用途不同，平键分为普通平键、导向平键和滑键三种。
1）普通平键
如图3-2-1所示普通平键，两侧面为工作面，对中性好，装拆方便，适用于高速、高精度和承受变载、冲击的静联接，能实现轴上零件的周向定位，不能承受轴向力。键的材料通常采用中碳钢（如45钢）制造。当轮毂是有色金属或非金属时，键可用20钢或Q235钢制造。普通平键工作时，轴和轴上零件沿轴向没有相对移动。
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
（1）普通平键的分类。
普通平键按键的端部形状不同分为圆头（A型）、方头（B型）和单圆头(C型)三种形式，实现静联接。具体普通平键的分类及特点如表3-2-1所示。
（a）结构图
（b）装配图
图3-2-1 普通平键的结构
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
表3-2-1 普通平键的分类及特点
名称 圆头平键（A型） 方头平键（B型） 单圆头平键（C型）
装配图
示意图
特点应用 有效工作长度l=L-b，应用最广。键槽用成型铣刀加工，键在槽中固定良好，用于轴的中间部位 有效工作长度l=L，应用较少。键槽用铣刀加工，轴的应力集中小，需要螺钉固定 有效工作长度l=L-0.5b，多应用在轴的端部
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
（2）普通平键的标记。
如图3-2-2所示，键的主要尺寸有键宽b，键高h和键长L。平键是标准件，其选用依据必须参照国家标准，根据用途、轴径、轮毂长度选取键的类型和尺寸。
键的标记方法：键型 b×L GB/T 1096—2003。
图3-2-2 普通平键的规格标注原则
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
注意：在普通平键的国标中，键宽b与键高h有明确的对应关系，因此在标记中只要标出键宽b的值，键高h即可确定。标准规定，在普通平键标记中A型（圆头）键的键型可省略不标，而B型（方头）键和C型（单圆头）键的键型必须标出。
例：
键16×100 GB/T 1096—2003 表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。
键B 18×100 GB/T 1096—2003 表示键宽为18mm，键长为100mm的B型普通平键。
键C 18×100 GB/T 1096—2003 表示键宽为18mm，键长为100mm的C型普通平键。
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
2）导向平键和滑键
当轮毂需要在轴上轴向移动时，可采用导向平键和滑键联接，用于动联接。导向平键一般较长，当被联接零件滑移的距离较大时，则采用滑键。如图3-2-3所示导向平键联接，键在键槽中固定不动，轮毂沿轴向移动；如图3-2-4所示的滑键，键可以随轮毂一起移动。
图3-2-3 导向平键联接
图3-2-4 滑键联接
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
导向平键与滑键特点及应用如表3-2-2所示。
名 称 特点及应用
导向平键 导向平键比普通平键长，为防止松动，通常用紧定螺钉固定在轴上的键槽中。键与轮毂槽之间采用间隙配合，因此轴上零件能轴向滑动，实现动联接。为便于拆卸，键上设有起键螺孔
滑键 滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移，实现动联接。用于轴上零件移动量较大的场合
表3-2-2 导向平键与滑键
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
2．半圆键联接
半圆键联接与平键联接一样，也是利用键的两个侧面作为工作面来传递转矩，如图3-2-5（a）所示。
键槽用与半圆键形状相同的铣刀加工。在装配时，半圆键能在键槽中绕几何中心摆动，以适应轮毂键槽的倾斜角度，因而具有良好的定心性。半圆键的工艺性好、装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接。
但由于轴上的键槽较深，键槽对轴的强度削弱较大，所以半圆键多用于轴端部位，适宜轻载联接。例如曲轴上通常使用半圆键联接来固定曲轴正时带轮，如图3-2-5（b）所示。
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
（a）结构示意图
（b）曲轴上的半圆键
图3-2-5 半圆键联接
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
3．花键联接
花键联接是由轴上加工出的外花键和轮毂孔上加工出的内花键组成。通常，内花键齿形用成型拉刀加工，外花键齿形用花键铣刀在铣床上加工。花键的尺寸已标准化，按齿形的不同主要分为矩形花键和渐开线花键，花键联接如图3-2-6所示。
图3-2-6 花键联接
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
花键联接在汽车中应用非常广泛，比如半轴与轮毂、汽车传动轴与万向节、离合器从动盘与变速器输入轴的联接等。半圆键联接与花键联接的特点及应用场合如
表3-2-3所示。
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
类 型 键的工作面 应 用 特 点 应用 应 用 场 合
半圆键联接 两侧面 ① 半圆形，可绕槽底摆动，自动定位② 键槽深，对轴削弱大 曲轴上通常使用半圆键联接 ① 于轻载或辅助性联接② 锥形端部的联接
花键联接 矩形花键 两侧面 ① 键齿多，承载能力大；② 对中性好、导向性好；③ 齿槽深，对轴削弱小；④ 齿廓为直线，加工方便、成本低 变速器中滑移齿轮与轴的联接、离合器从动盘 用于载荷大、定心精度高的场合
渐开线花键 ①自动定心，各齿受力均匀；② 齿根厚、强度大、承载大；③ 齿形和齿侧同时定心；④ 齿廓为渐开线，加工复杂、成本高 汽车转向器中转向摇臂轴与转向摇臂之间 用于定心精度要求高、载荷大、尺寸大的场合
三角形花键 ① 内花键为三角形齿形② 外花键为渐开线齿形③ 键齿细小而多，承载能力小 装卸工具 用于轻载、小直径或薄壁件与轴联接的场合
表3-2-3 半圆键联接与花键联接的特点及应用场合
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
4．平键联接的配合种类和应用
平键联接采用基轴制配合，按键宽与槽宽配合的松紧程度不同，分为较松键联接、一般键联接和较紧键联接三种。三种联接的键宽、轴槽宽和轮毂槽宽的公差带及其应用范围，见表3-2-4。
任务1 键连接与销连接的认识
二、松键联接
5．平键联接的失效及强度校核
（1）主要失效形式。
平键联接的主要失效是工作面受挤压而被压溃。静联接是强度较弱的工作面被压溃；动联接则是硬度较低的工作表面磨损，如图3-2-7所示。
（2）若强度不足，在结构允许时，可以适当的增加轮毂的长度和键长或间隔180°布置两个键；考虑载荷分布的不均匀性，双键联接按1.5个键进行强度校核。
图3-2-7 键的失效形式
任务1 键连接与销连接的认识
三、紧键联接
楔键联接与切向键联接属于紧键联接，在汽车中应用不多，多用于承载较大的场合。
1．楔键
如图3-2-8所示，楔键的上、下面为工作面，上表面制成1:100的斜度。楔键分普通楔键和钩头楔键两种。钩头楔键的钩头用于拆卸时使用。
图3-2-8 楔键联接结构
任务1 键连接与销连接的认识
三、紧键联接
2．切向键
切向键由一对斜度为1 : 100的普通楔键组成，装配时一个切键固定在轴上的键槽中，另一个切键从轮毂一端打入，使其两个斜面相对贴合，其上、下两面为工作面，靠工作面的挤压来传递转矩。
单个切向键只能传递单向转矩，若要传递双向转矩时，必须使用两个在圆周方向呈120°～130°布置的切向键来实现。
由于键槽对轴的强度削弱较大，故切向键联接多用于低速、大载荷、定心精度要求不高的大直径轴上，如大型带轮、飞轮、卷筒及齿轮等与轴的联接。切向键联接结构如图3-2-9所示。
任务1 键连接与销连接的认识
三、紧键联接
图3-2-9 切向键联接结构
任务1 键连接与销连接的认识
三、紧键联接
3．紧键联接的特点及应用
楔键与切向键属于紧键联接，紧键联接的特点及应用场合如表3-2-5所示。
类 型 键的工作面 应 用 特 点 应 用 场 合
楔键联接 上下两表面 ① 挤压联接、传递转矩较大② 承受不大的单向轴向力③ 对中性差，在冲击、变载作用下，容易松脱④ 上表面有1：100的斜度，便于自锁 用于对中性要求不高、低速、传递较大的双向的或有振动的转矩
切向键联接 ① 由一对单面有1：100斜度的楔键组成②键槽深，对轴削弱大，对中性较差 用于轴径>100mm，对中性要求不高，转矩大的低速场合
表3-2-5 紧键联接的特点及应用场合
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
销是标准件，销连接主要用来固定零件间的相对位置，与平键连接相比较，它所承受的载荷要小，主要起定位作用。销的材料常用35号钢或45号钢，并经热处理达到一定硬度。
1．分类
（1）根据形状不同分类，机械中常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销三种，各自的形状特点及应用场合如表3-2-6所示。
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
种类 圆 柱 销 圆 锥 销 开 口 销
图
应用实例
特点 只能传递不大的载荷 有1:50的锥度，便于安装。定位精度比圆柱销高，自锁性好，在受横向力时能够自锁 工作可靠，拆卸方便
应用 主要用于定位，也可用于联接，用于不常拆卸处 主要用于定位，也可以用于固定零件、传递动力，多用于经常装拆的场合 用于尺寸较大处。通常与开槽螺母配合使用，防止松脱，用于锁定其他紧固件
表3-2-6 销的分类及应用场合
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
（2）根据用途不同分为定位销、联接销和安全销。
如图3-2-10所示定位销，主要用来固定零件间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。
如图3-2-11所示联接销，主要用于零件间的联接或锁定，可传递不大的载荷。
图3-2-10 定位销
图3-2-11 联接销
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
如图3-2-12所示安全销，主要用于安全保护装置中的过载剪断零件。
图3-2-12 安全销联接与安全销
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
2．销联接的工作特点和选用
销联接的工作特点和选用如表3-2-7所示。
类 型 工 作 特 点 选 用
定位销 用于确定零件之间相互的位置，构成可拆联接。一个定位联接中的定位销数量不能少于2个。不承受或只承受很小的载荷 经常拆卸的选用圆锥销；不拆卸和很少拆卸的可选用圆柱销；盲孔联接可选用带内螺纹的销，方便拆卸
联接销 用于传递动力和转矩。工作时，销承受剪切和挤压，故销的直径应根据结构特点和工作情况确定 可选用圆柱销或圆锥销
安全销 结构简单，形式多样。用于联接的过载保护，一般过载20%～30%时，销被切断。可在孔内加销套，以防止断销时损坏孔壁。为保证安全销能准确切断且确定切断位置，部分安全销会在指定位置切槽处理 多用圆柱销，必要时在销上可切出槽口，以确定切断位置，用于传动装置和机器的过载保护，如作为安全联轴器等的过载剪断元件
表3-2-7 销联接的工作特点和选用
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
3．常用圆柱销和圆锥销的类型、特点和应用
销的选用根据工作要求、工作场合及使用特点进行选用。常用圆柱销和圆锥销的类型、图例、特点及说明如表3-2-8所示。
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
类 型 图 例 特点及说明
圆柱销 普通 圆柱销 这种圆柱销除了联接和传力外，可同时兼顾安全销的作用，以满足不同的使用要求
内螺纹 圆柱销 适用于销孔为盲孔的场合，内螺纹供拆卸时安装拉拔器用；按结构分为A、B两种类型，B型有通气平面
圆锥销 普通 圆锥销 圆锥销有1∶50的锥度，装配方便，定位精度高 ；按加工精度不同分为A、B两种类型，A型精度较高。铰孔时用试装法控制孔径，以圆锥销自由插入全长的80%～85%为宜，然后用软锤或铜棒敲入。敲入后，销的大头与被联接件表面平齐
带螺纹 圆锥销 带内螺纹和大端带螺尾的圆锥销适用于不通孔的场合，螺纹供拆卸用。小端带螺尾的圆锥销可用螺母销紧，适用于有冲击、振动的场合，防止销松动脱落
表3-2-8 常用圆柱销和圆锥销的类型、图例、特点及说明
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
4．销联接在汽车中的典型应用
定位销在汽车中应用较多，如气缸盖与气缸体之间、变速器与发动机之间、离合器压盘与飞轮之间，均有定位销，以保证零件安装过程中两者之间的定位精度。在拆装过程中，一定要注意这些定位销，不要遗失或脱落。气缸盖与离合器压盘定位销如图3-2-13所示。
图3-2-13 气缸盖与离合器压盘定位销
任务1 键连接与销连接的认识
四、销联接
开口销在汽车底盘转向机构或换挡机构中应用较多，其主要用于紧固关键部位的螺栓，防止在汽车行驶过程中由于冲击载荷导致松动和脱落。如汽车轮毂轴承螺母、拉杆球头螺母、换挡机构联接销等。图3-2-14所示为汽车转向横拉杆球头，其开口销通常会配合槽型螺母，开口销安装后，必须按照规范的方法将两头弯曲至要求的形状，开口销为一次性使用，一旦拆卸后不允许重复使用。
图3-2-14 汽车拉杆球头开口销与槽型螺母
任务实施
1．实施目的
在教师的指导下，观察汽车发动机正时齿轮与曲轴、活塞连杆组的联接。如图3-2-15、图3-2-16所示。
任务1 键连接与销连接的认识
图3-2-15 汽车发动机
图3-2-16 活塞连杆组
任务实施
2．实施方式
分组讨论，结合格键与销的相关知识，分析汽车发动机正时齿轮与曲轴、活塞连杆组的联接，完成下列表。
任务1 键连接与销连接的认识
序 号 问 题 结 论
1 活塞连杆组中的联接件是
2 活塞连杆组中联接件的作用是
3 正时齿轮与曲轴的轴向定位方式是
4 正时齿轮与曲轴的周向定位方式是
5 联接件的工作面是
6 正时齿轮与凸轮轴的轴向固定方式是
7 正时齿轮与凸轮轴的周向固定方式是
学习小结
1．键是标准件，键联接主要用于实现轴和轮毂件的周向固定，并传递转矩；有的还能实现轴上轮毂件的轴向固定和轴向滑动。
2．销是标准件，最常用的是圆柱销和圆锥销，主要用来定位，也可传递不大的力或转矩。开口销的作用是防止零件脱落，应用广泛。
任务1 键连接与销连接的认识
拓展练习
典型例题解析
【例1】普通平键不满足强度条件时，可采用双键，其合理的布置使它们沿圆周相隔（ ）。
A．90° B．180° C．135° D．150°
【分析】本题重点考查平键的选用，关于强度校核中强度不足时可考虑采用双键，要求双键间隔为180°。
【答案】B。
【例2】轴上A型平键键槽的横截面尺寸取决于（ ）。
A．键的长度 B．轴的长度 C．轮毂的长度 D．轴的直径
【分析】本题重点考查平键联接的选用，平键的截面尺寸b×h与安装键部位的轴径有关。
【答案】D。
任务1 键连接与销连接的认识
巩固练习
一、选择题
1．轴上A型平键键槽的横截面尺寸取决于（ ）。
A．键的长度 B．轴的长度 C．轮毂的长度 D．轴的直径
2．普通平键联接不满足强度条件时，可采用双键，其合理的布置应使它们沿圆周相隔（ ）。
A．90° B．135° C．150° D．180°
3．对轴和轮毂的强度削弱较小，主要用于薄壁零件结构的键联接的类型是（ ）。
A．普通平键联接 B．薄型平键联接 C．导向平键联接 D．楔键联接
4．圆头平键主要应用于（ ）。
A．阶梯轴中段与零件联接 B．阶梯轴端部与零件联接 C．锥形轴与零件联接 D．光轴端部与零件联接
5．在安装离合器总成时，飞轮与离合器盖之间金属销的作用是（ ）。
A．联接 B．传递动力 C．定位 D．安全保护
任务1 键连接与销连接的认识
巩固练习
6．汽车发电机皮带轮与转子轴之间传递的载荷较小，一般采用的键联接方式是（ ）。
A．半圆键联接 B．普通平键联接 C．花键联接 D．楔键联接
7．在汽车发动机中，活塞与连杆之间的活塞销主要起（ ）。
A．定位作用 B．过载保护作用 C．联接作用 D．防松作用
8．气缸体的上平面装有圆柱销，其作用是（ ）。
A．轴向传动 B．装配定位 C．紧固气缸盖 D．径向传动
9．离合器从动盘与变速器输入轴之间的周向固定，常用的联接方式是（ ）。
A．平键联接 B．花键联接 C．销钉联接 D．紧定螺钉联接
10．汽车差速器与半轴之间的联接多采用（ ）。
A．平键联接 B．半圆键联接 C．楔键联接 D．花键联接
任务1 键连接与销连接的认识

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