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1、项目十二 装配工艺基础,学案,学习目标：1、能够熟练说出螺纹，销和键的常见联结方法。2、了解一些常用联结工件的用法。学习重点：能够熟练说出螺纹，销和键的常见联结方法。学习难点：无,自主学习并分组讨论问题,1、螺纹的常见防松方法有哪两大类？解释说明它们分别是怎样操作的？2、解释说明松键联结的特点有哪些？装配时有哪些技术要求？3、紧键联结的方法有哪几种？分别解释说明它们的装配特点？4、紧键联结和松键联结的主要区别是什么？解释说明紧键联结的装配要求有哪些？5、解释说明花键的特点和它的装配技术要求。6、解释说明销联结的特点分类及应用场合。,固定连接的装配工艺,一、螺纹连接的装配工艺螺纹连接是一种可拆的
2、固定连接，它具有结构简单、连接可靠、装拆方便迅速、成本低廉等优点，因而在机械中得到普遍应用。1螺纹连接的预紧和防松(1)拧紧力矩的确定为了达到连接紧固可靠的目的，连接时必须施加拧紧力矩，使螺纹副产生预紧力从而使螺纹副具有一定的摩擦力矩。对有预紧力要求的螺纹连接，预紧力的大小可从装配工艺文件中查找。,2)控制螺纹预紧力有以下几种方法：测量螺栓的伸长量螺栓在预紧力的作用下，长度会伸长，根据装配要求，测量螺栓拧紧后的伸长量，便可确定拧紧力矩是否合适。扭角法其原理与测量螺栓的伸长相同，只是将伸长量折算成螺栓在原始位置上(各被连接件贴紧后)再拧转的角度。利用专门的工具以上两种方法控制预紧力并不准确，实际
3、应用时往往根据经验进行操作。而利用专门的装配工具控制预紧力比较准确、方便。常用工具有扭力扳手和定力矩扳手(图12-4)。,(3)防松装置连接用的螺纹一般都有自锁能力，但在冲击、振动或变载荷作用下，以及温度变化较大的场合，很容易发生松脱，为了确保连接可靠，必须采取有效的防松措施。螺纹的防松装置，按其工作原理分为利用附加摩擦力防松和机械法防松两大类。利用附加摩擦力防松装置这类防松装置是利用螺母和螺栓的螺牙间产生附加摩擦力来达到防松的目的。利用附加摩擦力防松，结构简单，对连接件无特殊要求，但防松能力较弱。,(i)锁紧螺母这种装置使用了主、副两个螺母(图12-5)先将主螺母拧到预定位置，再拧紧副螺母。
4、从图中可以看出当拧紧副螺母后，在主、副螺母接触面间产生压力，使主、副螺母分别与螺杆螺牙的两面接触并产生挤压，从而产生附加摩擦力，即使当工件在变载荷等的作用下，使工件与主螺母接触面分离时，螺纹松脱必须克服这个摩擦力，因而可达到防松目的。,(ii)弹簧垫圈这种装置使用了弹性垫圈(图12-6)，垫圈开有7080斜口，并在斜面处上下拉开。弹簧垫圈的防松原理与锁紧螺母的防松原理相似，当拧紧螺母时，垫圈被压平，由于垫圈的弹性作用把螺母顶住，在螺母与螺杆的螺牙面间产生挤压，从而产生附加摩擦力，以达到防松的目的。同时由于斜口楔角(注意方向)抵住螺母和支承面，也有助于防止螺纹的松脱，但斜口容易刮伤螺母和支承面。
5、,机械法防松装置这类防松装置是利用机械的方法，使螺母和螺栓，或螺母与被连接件互相锁牢，以达到防松的目的。机械法防松，相对而言，对连接件或被连接件结构上有一定的要求，增加了成本，但机械法防松可靠，多用于变载、振动及工作温度变化较大的场合。(i)开口销与带槽螺母这种装置是把螺母直接锁在螺栓上(图12-7)，它防松可靠，但螺杆上的销孔位置不易与螺母最佳锁紧位置相吻合。(ii)止动垫圈带耳止动垫圈可以防止六角螺母回松(图12-8)，当拧紧螺母后，将垫圈的耳边弯折，与零件及螺母的边缘贴紧。,(iii)串联钢丝这种装置是用钢丝穿过螺钉头部的小孔或螺栓与螺母的小孔，利用钢丝牵制作用来防止回松(图12-9)。
6、它适用于布置较紧凑的成组螺纹连接。装配时应注意：用钢丝穿过螺母和螺栓的小孔时，可单独穿绕，但在穿过螺钉头部的小孔时，被穿绕的螺钉数应不少于两个。钢丝穿绕方向应使螺纹连接趋于紧固，不能弄反，否则螺母或螺钉仍有回松的余地。对于右旋螺纹，图12-9b中虚线所示的钢丝穿绕方向是错误的；但对于左旋螺纹的螺纹连接应按虚线方向穿绕(图12-9b)。,点铆法防松当螺钉或螺母拧紧后，也可用点铆的方法防松。图12-10a所示为点铆中心在螺钉头直径上。图12-10b所示为侧面点铆。,这种防松方法是靠破坏螺纹副间的啮合或使螺钉头部与被接件在接触处产生毛刺来达到防松的目的。它防松可靠，但拆卸后连接零件不能再用。粘接法防
7、松这种防松方法是依靠粘合剂将螺母与被连接件的接触面或螺母与螺栓粘接在一起来达到防松的目的。具体方法是在螺纹或螺母与被连接件的接触面上涂以厌氧性粘合剂(在没有氧气的情况下才能固化)，拧紧螺母后，粘合剂硬化、固着。,2螺纹连接的装配(1)装配螺纹时常用的工具为了保证螺纹连接的装配质量和装配工作的顺利进行，合理地选择和使用装配工具也是很重要的。常用的工具有旋具、扳手等。旋具主要是用来装拆头部开槽的螺钉。旋具的类型有如下几种：标准旋具(图12-11)根据刀口形状又可分为一字旋具和十字旋具。标准旋具用刀体部分的长度代表其规格，常用的有100 mm(4)、150 mm(6)、200 mm(8)、300 m
8、m(12)及400 mm(16)等几种，根据螺钉的直径或头部的槽子尺寸来选用。,快速旋具(图12-12a)用来装拆小螺钉。工作时推压手柄，麻花杆通过来复孔而转动，装拆迅速。弯头旋具(图12-12b)用于螺钉顶部空间受限制的情况。,扳手扳手用来拧转六角形、正方形螺钉和各种螺母。扳手有通用扳手、专用扳手和特殊场合使用的特种扳手。(i)通用扳手(活扳手)结构如图12-13所示，它由固定钳口、活动钳口、螺杆及销四个部分组织，其开口尺寸能在一定范围内调整。,使用活扳手时应让固定钳口受主要作用力，扳手长度不可任意加大，以免拧紧力矩过大而损坏扳手或螺栓。活扳手的工作效率不高，活动钳口易歪斜，往往会损伤螺母或
9、螺钉头表面。,(ii)专用扳手 专用扳手只能扳动一种规格的螺母或螺钉。根据其用途的不同可分为开口扳手(吊扳手)、整体扳手、成套套筒扳手、钳形扳手、内六角扳手(图12-14)。,(iii)特种扳手特种扳手是根据某些特殊要求制造的，如图12-15所示的棘轮扳手，它适用于空间狭窄的场合。工作时，正转手柄，棘爪就在弹簧的作用下进入内六角套筒的缺口内，套筒便跟着转动；反转时，棘爪就从套筒缺口的斜面上滑过去，因而螺母(或螺钉)不会随着反转。松开螺母时只需将扳手翻转180使用即可。(2)螺纹连接的装配双头螺柱、螺母和螺钉的装配要点如下：双头螺柱的装配要点应保证双头螺柱与机体螺纹的配合有足够的紧固性。为此，可
10、采用过渡配合，保证配合后中径有一定,的过盈量；采用台肩型或最后几圈较浅的螺纹(图12-16)，以达到配合的紧固性。双头螺柱的轴心线应与机体表面垂直。两者之间的垂直度可用角尺进行检验，检验时应从两个(成90)或两个以上的方向进行检验。当双头螺柱的轴心线有较小的偏斜时，可把双头螺柱拧出，用丝锥校正螺孔。装配时，必须用油润滑，以免拧入时产生咬合现象，同时也使以后拆卸更换较为方便。拧紧双头螺柱的专用工具如图12-17所示。,用两个螺母拧紧的方法：先将两个螺母相互锁紧在双头螺柱上，然后扳动上面一个螺母，把双头螺柱拧入螺孔中。用长螺母拧紧法：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，
11、将双头螺柱拧入螺孔中。拆卸双头螺柱的方法与用两个螺母拧紧的方法相同，即先将两个螺母相互锁紧在双头螺柱上，然后扳动下面一个螺母，就可将双头螺柱拆卸下来。,螺母和螺钉的装配要点机体上与螺钉或螺母贴合的平面应经过加工，保证平面有足够的表面精度和形状精度，以防连接件的松动或使螺钉弯曲等。,拧紧成组螺母时，为使被连接件及螺杆受力均匀一致，必须按一定顺序分次逐步拧紧。拧紧原则为从中间向两边对称地扩展，如图12-18、12-19所示。拧紧时应按一定的拧紧力矩拧紧，必要时采用防松装置。,二、键联结的装配工艺键是用来联结轴和轴上零件，使它们在周向固定以传递扭矩的一种机械零件。它具有结构简单、工作可靠、装拆方便等
12、优点，因此在机械行业中得到广泛应用。根据键的结构特点和用途的不同，键联结可分为松键联结、紧键联结和花键联结三大类。1松键联结的装配松键联结时，键是靠键的侧面来传递扭矩的，对轴上零件做周向固定，不能承受轴向力。松键联结所采用的键有普通平键、导向平键、半圆键三种。,松键联结的装配要求如下：键与键槽的配合应符合要求，键与轴槽和轮毂槽的配合性质一般取决于机构的工作性质和要求。键可以固定在轴或轮毂上，而与另一相配件能相对滑动，也可以同时固定在轴和轮毂上，并以键的极限尺寸为基准，改变轴槽、轮毂槽的极限尺寸来得到不同的配合要求。键与键槽的配合见表12-1。,普通平键与轴槽和轮毂槽均为静联结，因此键的两侧面与
13、键槽必须配合精确，即采用上述第2或第3种配合。导向键固定在轴槽上并用螺钉固定，键与轮毂相对滑动，因此键与滑动件(轮毂槽)的两侧面应达到精确的间隙配合，而与轴槽应采用过渡配合。滑键固定在轮毂槽中，键与轴槽相对滑动，因此键与槽的配合与导向键相似，即与滑动件(轴槽)的两侧面应达到精确间隙配合，而与轮毂槽应为过渡配合。,2紧键联结的装配紧键联结常用楔键连接，即键的上表面和与它相接触的轮槽底面均有1100的斜度，键的侧面与键槽间有一定的间隙(图12-20)。装配时，将键打入而构成紧键联结。紧键联结能传递扭矩并能承受单向轴向力。,紧键连接也可用切向键联结(图12-21)。,切向键是用两个具有1100单面斜
14、度的楔键沿斜面拼合而成的。其上、下两工作面互相平行，轴和轮毂槽底面都没有斜度。需要指出的是楔键是依靠键与键槽工作面间的摩擦力来传递扭矩的，而切向键是依靠工作面间的挤压来传递扭矩的，因此，一对切向键只能传递一个方向的扭矩(图12-21a)，当需要传递双向转矩时，应使用两对分布成120130的切向键(图12-21b)。紧键联结的对中性差，多用于对中性要求不高的地方。紧键联结的装配要求如下：,楔键的斜度要与轮毂槽的斜度一致，否则套件会发生歪斜。紧键与槽的两侧面应留有一定间隙。对于钩头楔键，不能使钩头紧贴套件的端面，必须留有一定的距离(图12-20b)，以便拆卸。3花键联结的装配,花键连接花键联结有静
15、联结和动联结两种方式，它的特点是轴的强度高，传递扭矩大，对中性及导向性都很好，但制造成本高，因此广泛应用在机床、汽车、飞机等制造业中。花键联结按齿廓形状可分为矩形花键、渐开线花键及三角形花键等三种，以矩形花键用得最广，其结构形状见图12-22。,1)花键要素如下：键数花键轴的键数或花键孔的键槽数。大径和小径花键配合时公称的最大、最小直径。键宽键或槽的公称宽度。(2)定心方式花键的定心方式有大径定心、小径定心和齿侧定心三种，国家标准规定采用精度高、质量好的小径定心方式。(3)矩形花键的配合花键配合包括定心直径、非定心直径及键宽的配合，根据精度要求和松紧来确定。,(4)矩形花键标记(5)花键联结的
16、装配要求 固定联结的花键，当过盈量较小时，可用铜棒轻轻打入，对于过盈量较大的联结，可将套件加热至80 100 后进行装配。活动的花键联结应保证精确的间隙配合，使套件在轴上滑动自如，但用手摇动套件时不应感觉到间隙。对于经过热处理的花键孔，当孔径缩小时，可用花键推刀修整花键孔后进行装配。装配前应对孔和轴进行清理。,(1)花键要素如下：键数花键轴的键数或花键孔的键槽数。大径和小径花键配合时公称的最大、最小直径。键宽键或槽的公称宽度。(2)定心方式花键的定心方式有大径定心、小径定心和齿侧定心三种，国家标准规定采用精度高、质量好的小径定心方式。(3)矩形花键的配合花键配合包括定心直径、非定心直径及键宽的
17、配合，根据精度要求和松紧来确定。,(4)矩形花键标记(5)花键联结的装配要求 固定联结的花键，当过盈量较小时，可用铜棒轻轻打入，对于过盈量较大的联结，可将套件加热至80 100 后进行装配。活动的花键联结应保证精确的间隙配合，使套件在轴上滑动自如，但用手摇动套件时不应感觉到间隙。对于经过热处理的花键孔，当孔径缩小时，可用花键推刀修整花键孔后进行装配。装配前应对孔和轴进行清理。,三、销连接的装配工艺销连接可以起到定位、连接和保险作用(图12-23)。销的结构简单、连接可靠、定位及装拆方便，在机械中应用很广泛。,1圆柱销的装配圆柱销可用来固定零件、传递动力或作定位元件。圆柱销与销孔属过盈配合，不宜
18、多次装拆。用圆柱销定位时，为了保证连接质量，通常两孔同时钻铰，并使孔壁表面粗糙度在Ra16以下。装配时，在销子上涂上机油，用铜棒垫在销子端面上，将销子打入孔中。,2圆锥销的装配圆锥销具有150的锥度，定位准确，可多次装拆。装配时，被连接的两孔也应同时铰出，但必须控制孔径，孔径的大小以销子能自由插入孔中80%的长度为宜，然后用锤敲入。,四、过盈连接的装配工艺1过盈连接的概念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，由于材料的弹性变形，在包容件和被包容件配合面间产生压力，依靠此压力产生的摩擦力传递扭矩和轴向力。过盈连接的对中性好，承载能力强，并能承受一定冲
19、击力，但配合面的加工要求高。,2过盈连接的装配要点(1)装配前，应对工件进行清理，并将配合表面涂上油润滑，以防装配时擦伤表面。(2)压入过程应保持连续，速度也不宜过快。(3)压合时应经常用角尺检查，以保证孔与轴的中心线一致。(4)对于细长的薄壁零件，要特别注意检查其形状偏差，装配时最好垂直压入。,3装配方法(1)压入法如图12-24a所示，用锤子加垫块敲击压入，其方法简便，但导向性不好，容易产生歪斜。适用于配合要求较低或配合长度较短的过渡配合的连接件的单件生产。图12-24b、c、d所示分别为螺旋压力机、专用螺旋的C型夹头和齿条压力机，用这些设备进行压合时，其导向性比敲入法好，适用于装配过渡配
20、合和小过盈量的配合。图12-24e所示为气动杠杆压力机，其压力范围大，配以一定的夹具，可提高压合的导向性，适用于装配过盈配合的连接件，且多用于成批生产。,(2)热胀法热胀法是利用物体受热膨胀的原理，将孔件加热，使孔径增大，然后将轴件套入孔中，待冷却后，轴与孔便紧固地连接在一起。热胀法的加热方法应根据套入零件的尺寸大小来选择：一般中小型零件在燃气炉或电炉中进行加热，也可浸在油中加热；对于大型零件，可用感应加热器等加热。(3)冷缩法冷缩法则是利用物体温度下降时体积缩小的原理将轴件冷却，使轴件尺寸缩小，然后将轴件套入孔中，当温度回升后，轴与孔便紧固连接。,冷缩法可采用干水冷缩(可冷至-78)，也可用液氮冷缩(可冷至-195)，其冷缩时间短，生产效率高。冷缩法与热胀法相比，变形量小，多用于过渡配合，有时也用于小过盈配合。,课堂检测,问答题：1、简单解释说明键联结有哪几类？各有什么特点？有哪些装配要求？,课堂反思,知识点零碎，不容易牢固掌握。,
