《汽车机械基础》连接与连接件

连接组成
连接件 被连接件
连接类型
动连接——连接件与被连接件间有相对运动。 静连接——连接件与被连接件间无相对运动。
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可 拆 连 接 —— 多次装拆，无损使用。
连接类型
可拆连接 过盈连接
普通平键连接、半圆键连接 花键连接、楔键连接 切向键连接、螺纹连接、销连接
不可拆连接 焊接、黏接、铆接
不可拆连接 —— 拆后至少损坏一个零件。
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（二）螺纹连接类型及其预紧与防松 1.螺纹紧固件
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2.螺纹连接的基本类型 螺纹连接的基本类型有四种：螺栓连接、双头螺柱连接、
螺钉连接和紧定螺钉连接。
（1）螺栓连接： 用于被连接件不 太厚、装拆方便 的场合。
普通螺栓连 接：螺栓和孔壁 有间隙，孔的加 工精度低。
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圆柱销 轴
零件1 圆锥销
开口销
轴套 圆柱销连接
零件2 圆锥销连接
开槽螺母 销孔
开口销连接
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四、其他紧固连接
（一）不可拆连接 1.焊接
焊接是通过加热或者加压或者两者并用，添加或不加填充材 料，使两分离的工件在其接合表面达到原子间的结合，形成永久 连接的一种工艺方法。
变速箱体
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3.花键连接
花键连接是由周向均布多个键齿的花键轴和带有相应键齿槽 的轮毂组成的一种连接。花键连接工作时，靠键齿侧面与键齿槽 侧面的挤压传递扭矩。由于花键连接是多齿传递扭矩，且键与轴 做成一体，故花键连接比平键连接具有承载能力高、对轴的强度 削弱程度小（齿浅、应力集中小）、定心好和导向性好等优点。 花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的场合。
控制预紧力的目的：预紧力过大，会使连接超载；预紧力 不足，可能导致连接失效。
重要的螺栓应控制预紧力。
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工程上常采用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力的大小。
测力矩扳手
定力矩扳手
测力矩扳手
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（2）螺纹连接的防松 防松的原因：
a.冲击、振动或变载荷作用下，螺纹副间的摩擦力可能减小或 瞬时消失。
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4.楔键连接 楔键连接的楔键上面和轮毂底面各有
1:100的斜度，装配时将键楔紧在轴与轮 毂之间，楔紧后上下工作面上产生很大的 预紧力，工作时主要靠此预紧力产生的摩 擦力传递扭矩，并能单方向承受轴向力和 轴向固定零件。由于楔键装配楔紧时，轴 和轮毂产生了偏心和偏斜，破坏了轴与轮 毂的对中性，所以，楔键连接一般用于定 心精度要求不高、载荷平稳、低转速的场 合。
3.按螺旋线绕行方向可分为左旋螺纹和右旋螺纹。
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4.按螺旋线形成的表面可分为内螺纹与外螺纹。
内
外
螺
螺
纹
纹
内螺纹与外螺纹共同组成螺旋副。
Hale Waihona Puke 汽车机械基础5.按用途不同可分为连接螺纹与传动螺纹。
连
传
接
动
用
用
螺
螺
纹
纹
三角形螺纹多用于连接，而且多用单线螺纹，因为三角形螺 纹的摩擦力大、强度高、自锁性能好；梯形螺纹、锯齿形螺纹和 矩形螺纹多用于传动。
键
3.花键
4.楔键
5.切向键
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1.平键 ①普通平键
A型（圆头）键：键在槽中固定较好； B型（方头）键：槽对轴应力集中较小； C型（单圆头）键：常用于轴端连接。
A 型键
B 型键
C 型键
普通平键结构简单，装拆方便，对中性好，易于加工，但不
能承受轴向力。
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②导向平键 导向平键是一种用于轴上零件沿轴向移动量不大的场合的机器
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1.平键连接 ①普通平键连接
普通平键连接常用于相配零件要求定心性好，转速较高的静 连接。
（a）A型平键连接
（b）B型平键连接
（c）C型平键连接
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②导向平键连接 当轴上零件与轴构成移动副（如汽车变速箱中的滑移齿轮
与轴之间的连接）时，采用导向平键连接。导向平键利用螺钉 固定在轴上，键不动，轮毂可沿键做轴向滑移。
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铰制孔螺栓连接：螺栓杆与螺孔之间没有间隙，承受横向载荷， 孔需精制，可起定位作用。
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（2）双头螺柱连接：适用于被连接件之一较厚、不便加工通孔， 但需经常拆卸的场合，或用螺钉无法安装的场合。
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（3）螺钉连接：多用于受力不太大，被连接件之一较厚、不宜 做成通孔，又不需要经常拆装的场合。
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一、螺纹连接
（一）螺纹的种类
1.按螺纹牙型可分为矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
30º
15º
30º
3º
矩形螺纹
三角形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
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2.按螺旋线的数目可分为单线螺纹和多线螺纹。
单线螺纹自锁性好，常用于连接；多线螺纹传动效率较高，常 用于传动。
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a.摩擦防松
弹簧垫圈防松 对顶螺母防松
自锁螺母防松
自锁螺母：螺母一端做成非 圆形收口或开峰后径面收口，螺 母拧紧后收口涨开，利用收口的 弹力使旋合螺纹间压紧。
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b.机械防松
六角开槽螺母与开口销
圆螺母与止动垫圈
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c.永久防松
冲点防松
焊接防松
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二、键连接
除了常见的螺纹连接、键连接外， 还有很多汽车零部件通过各种方法紧 固连接在一起。例如，销连接、焊接、 黏接、铆接等。那么，什么是连接， 连接的类型有哪些？图示为汽车发动 机活塞连杆组，它采用了哪些连接类 型？
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【任务分析】
在汽车制造中，连接是指被 连接件和连接件的组合。就汽车 零部件而言，被连接件有轴和轴 上零件（如带轮、链轮、齿轮）、 箱体与箱盖等；连接件又称紧固 件，有螺纹、键、销等。此外， 任务三所述的联轴器和离合器也 是连接件。
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【学习目标】
1．掌握连接与连接的类型。 2．掌握螺纹连接的类型、防松方法及在汽车中
的应用。 3．掌握键连接的类型及在汽车中的应用。 4．掌握销的类型及作用，了解焊接、黏接、铆
接知识。
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【相关知识】 一、螺纹连接 二、键连接 三、销连接 四、其他紧固连接
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机器由许多零部件按一定工作要求，用不同连接方法组合而成。
导向平键连接
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③滑键连接 当轴上零件滑移的距离较大时，宜采用滑键连接，滑键固定在
轮毂上，并与轮毂一起在轴上的键槽中做轴向滑移。
（a）双钩头键滑键连接 （b）单圆钩头滑键连接
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2.半圆键连接
特点：半圆键能在轴上键槽 中摆动以适应轮毂槽底面的倾斜， 但由于轴上键槽较深，对轴的强 度削弱较大，故半圆键连接主要 用于轻载和锥形轴端的场合。
圆柱销
圆锥销
开口销
槽销
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2.销连接 销连接主要用来固定零件间的相互位置，或作为组合加工和
装配时的辅助零件（定位销），也可用于轴与轮毂或其他零件的 连接，并可传递不大的扭矩（连接销），还可用作安全装置中的 过载剪断零件（安全销）。
（a）定位销连接
（b）连接销连接 1—安全销 2—销套
（c）安全销连接
向移动量较大的场合的机器零件。滑键有双钩头滑键和单圆钩头滑 键两种类型。
双钩头滑键 单圆钩头滑键
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2.半圆键
半圆键的上表面为一平面，下表面 为半圆形弧面，两侧面互相平行。
半圆键以两侧面为工作面传递扭矩， 结构紧凑，装拆方便，定心性好。
特点：键能在轴槽中绕槽底 圆弧曲率中心摆动，工艺性好， 装配方便。但键槽较深，对轴的 削弱较大。
工作面，两侧面为非工作面。楔键有普通楔键和钩头楔键两种类型。 普通楔键按键的端部形状又分为A型楔键、B型楔键和C型楔键三种。 其中，钩头楔键的钩头是为了方便装拆楔键而设计的。
（a）普通A型楔键
（b）钩头楔键
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5.切向键 切向键切向键由两个斜度为1:100的单边楔键组成。两楔键合
并后，上下两面平行为工作面，故轴和轮毂上键槽并无斜度。
b.高温或温度变化较大的情况下，由于螺纹连接件和被连接件 的材料发生变化，使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小。
防松的根本问题：防止螺纹副相对转动。 防松的方法：常用的有摩擦防松、机械防松和永久防松等。 a.摩擦防松：弹簧垫圈防松、对顶螺母防松、自锁螺母防松。 b.机械防松：六角开槽螺母与开口销防松、圆螺母与止动垫圈防松。 c.永久防松：冲点防松、焊接防松。
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花键类型：矩形花键和渐开线花键
矩
矩形花键的齿形为矩形，
形
常用小径定心，精度高，稳
花 键
定性好，应用广泛。
渐
渐开线花键的齿形为渐
开 线
开线，多采用齿形定心，具
花
有自动定心作用，受力均匀，
键
多用于高强度连接场合。
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4.楔键 楔键的上面有1:100的斜度，两侧面互相平行，上、下两面是
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圆柱销连接中，销与销孔有微量过盈，多次拆卸会降低其定位精度和可靠性。 圆锥销和销孔均具有1:50的锥度，可自锁，装配方便，定位精度高，多次拆卸不 会影响其定位精度。开口销用于螺纹连接防松。槽销上沿圆柱面或圆锥面的母线 方向用滚压或模锻方法制出三条纵向凹槽，将槽销压入销孔后，它的凹槽即产生 收缩变形，借材料的弹性变形而固定在销孔中，安装槽销的孔不需精确加工。槽 销制造简单，可多次拆卸，并适于承受振动和变载荷的连接。
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（二）键连接
键连接由键、轴与轮毂组成。键连接根据装配时松紧程度的不 同分为松键连接和紧键连接两类。
松键连接包括平键连接、半圆键连接和花键连接三种；紧键连 接包括楔键连接和切向键连接两种。汽车中常用的键连接以平键连 接、半圆键连接和花键连接居多。
主动齿轮
键1
键2
轴
传动齿轮
键连接具有结构简单、紧凑、可靠、装拆方便和成本低廉优点。
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（4）紧定螺钉连接：旋入被连接件的螺纹孔中，顶住另一被连 接件的表面或凹坑；固定两个零件或传递不大的力矩。
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3.螺纹连接的预紧与防松 （1）螺纹连接的预紧
大多数螺纹连接在装配时，都必须预先拧紧，使螺栓受 到拉伸和被连接件受到压缩。
预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后 被连接件之间出现缝隙或发生相对滑动。
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项目三 汽车常用机械零部件
任务一 轴 任务二 轴承 任务三 联轴器、离合器、制动器与弹簧 任务四 连接与连接件
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【任务引入】
汽车零部件之间用不同的连接方 法组合而成。汽车发动机气缸盖和气 缸体之间是由螺纹连接的，汽车变速 器中的齿轮与轴之间大部分是由各种 键进行连接和传递动力的。
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3.花键
花键是在内、外圆柱（或圆锥）表面加工有键齿的零件， 键齿在内圆柱（或内圆锥）表面上的花键为内花键，键齿在外 圆柱（或外圆锥）表面上的花键为外花键。
优点：齿对称分布，对中性、导向性、载荷分布的均匀性 均较好，而且齿数多，接触面积大，承载能力高。
缺点：花键需用专用设备加工，制造比较复杂，成本高。
（一）键的类型
键是标准件，分为平键、半圆键、花键、楔键和切向键等。键 主要用于轴和轴上零件（带轮、齿轮、联轴器等）之间的周向固定， 并传递扭矩（也称为转矩）和运动。有些类型的键还可实现轴上零 件的轴向固定或轴向滑动的导向。
主动齿轮
键1
键2
轴
传动齿轮
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1.平键
普通平键 导向平键 滑键
2.半圆键
切向键连接
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三、销连接
销主要用于零件之间的定位，也可用于零件之间的连接，但 只能传递不大的扭矩。
配作的销孔
圆柱销
圆柱销 配作的销孔
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1.销 销是标准件（又称销子、销钉），通常用于零件间的连接和
定位。圆柱销、圆锥销、开口销和槽销等。销轴也是销的一种， 既可用于静连接，也可用于两零件的铰接处，构成铰链连接。
钩头楔键连接
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普通楔键
将楔键先放入键槽，与轮毂装配 后打紧轮毂。
钩头楔键
将楔键与轮毂装配后，打紧楔键。
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5.切向键连接
切向键连接装配后将切向键楔紧在轴和轮毂之间，工作时靠工作面上 的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递扭矩。切向键连接能传递单向或双 向扭矩。用一个切向键连接时，只能传递单向扭矩；当要传递双向扭矩时， 必须用两个切向键连接，两者间的夹角为120°～130°。由于切向键对轴 的强度削弱较大，因此切向键连接常用于低速、重载、定心精度要求不高、 直径大于100mm的轴上连接等场合。
零件，其比普通平键长。导向平键按键的端部形状分为A型（圆头） 平键和B型（方头）平键两种，如图所示。因键较长，为防止松动， 需要用两个圆柱头螺钉将键固定在轴上的键槽中，所以键两端加工 有两个螺纹沉孔。为拆卸方便，在键中间设有起键螺孔。
A 型键
B 型键
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③滑键 滑键是在平键的一端或两端加工有凸起部分，用于轴上零件轴