连接与紧固
连接与紧固
为了满足机械在功能、结构、制造、安装、运输、维修、工效、经济等方面的要求，组成机械的各零件之间是通过各种制约关系组合在一起的，各零件之间的这种制约关系就称为连接。 在机械中起连接作用的零件称为连接件或紧固件。连接件和紧固件对机械的制造、使用都非常重要。连接的合理结构、连接件的正确选用、放松装置的恰当采用，对于机械的安全运转十分重要。因此必须对连接与紧固给予足够的重视。 
§5.1 连接件与标准件
机械连接的类型很多，一般按其运动关系和可拆性来分类。 机械连接按其运动关系，可以分为①动连接和②静连接。在机械工作时，被连接零件之间允许有相对运动的连接称为动连接，如各种运动副、弹性连接等；被连接零件之间不允许有相对运动的连接称为静连接，如过盈连接、螺纹连接等。 机械连接按其可拆性，可以分为①可拆连接和②不可拆连接。可拆连接如螺纹连接、键连接、销连接等，采用可拆连接主要是结构、安装、运输、维修上的原因；不可拆连接如铆接、焊接、胶接等，其制造成本通常比较低廉，采用不可拆连接主要是制造和经济上的原因。 在机械中起连接作用的零件称为连接件或紧固件。有螺纹紧固件、键和销等。由于这些零件用量较大常用的连接件，国家对这些零件的结构、形式、尺寸、画法、标记等作了统一规定，制定了国家标准，实施了标准化，因此，这类零件也称为标准件。对于标准件，在设计和使用时，只需根据其代号和标记，便可以从相应的国家标准中查出各部分的形状和全部尺寸。 标准件，常被称为“工业之米”，是机械产品需求量极大的基础元器件之一。有数据表明，汽车约30%的维修问题是紧固件松脱造成的，12%的新车存在紧固件松紧度不正确的问题。 国产大型客机C919的总长达38.9米，最大载客量190人，各种零件接近200万件，其中标准件用量就超过100万件。如果把C919比成一件“衣服”，用于连接和紧固的航空标准件就相当于“针线”，缝制成了C919的这件时尚靓丽而又坚固耐用的“大衣服”。 
§5.2 键连接与销连接
主要是实现轴上零件的周向固定，并能传递较大的扭矩，而且拆装方便，应用很广泛。以键的两侧面来传递扭矩，顶面与被联结件不接触，留有间隙。 
端部有圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种形式。 
薄型平键与普通平键相比，在键宽b相同时，键高h较小。 轴上零件与轴构成移动副时，可采用导向型平键连接。若轴上零件沿轴向移动距离较长，可用滑键连接。 普通平键的主要参数有宽度b、高度h、长度L，标记示例： ①宽度b=16mm、高度h=10mm、长度L=100mm普通A型平键:GB/T1096 键B16×10×100 ②宽度b=16mm、高度h=10mm、长度L=100mm普通B型平键:GB/T1096 键B16×10×100 ③宽度b=16mm、高度h=10mm、长度L=100mm普通C型平键:GB/T1096 键C16×10×100 按工作要求和使用条件定类型－按直径选键宽和键高－按轮毂宽度定键的长度－校核键的挤压强度－选择并标注轴毂公差。 例5-1 如图所示，已知装齿轮处直径d=45mm，齿轮轮毂长L1=80mm，该轴传递的扭矩T=200000N.mm，载荷有轻微冲击。试选用该键连接。 
花键连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。 通常内花键齿形是用拉刀拉出来，外花键齿形是用花键铣刀在卧铣床上加工出来的。 
花键已标准化，按齿形的不同分为矩形花键、渐开线花键和端齿花键。 花键的轮廓为渐开线，工作时齿面上有径向力，起自动定心作用。 
矩形花键的主要参数有键数N、小径d、大径D、键宽B。标记示例： 花键N=6；d=23（H7/f7）；D=26（H10/a11）；B=6（H11/d10）的标记为： 花键副：6×23（H7/f7）×26（H10/a11）×6（H11/d10） GB/T 1144—2001 内花键：6×23H7×26H10×6H11 GB/T 1144—2001 外花键：6×23f7×26a11×6d10 GB/T 1144—2001 销连接主要用来固定零件间的相对置，与平键连接相比较，它所承受的载荷要小，主要起定位作用。分圆柱销和圆锥销两种。圆锥销标准锥度为1：50，且以小端直径为标准。两者都选过渡配合。有时也用开口销。 
圆柱销的主要参数有公称直径d、公称长度l，标记示例： ①公称直径d=8mm、公差为m6、公称长度l =30mm、材料为钢、不经淬火、不经表面处理的圆柱销标记为: ②公称直径d=8mm、公差为m6、公称长度l =30mm、材料为A1组奥氏体不锈钢、表面简单处理的圆柱销标记为: §5.3 螺纹连接
旋向:判断旋向时必须把螺纹的轴线竖直起来，从螺纹线的下端向上看，螺旋线向左上倾斜，则为左旋；向右倾斜，则为右旋。 升角:螺纹的升角与自锁性关系密切，相同大径的螺纹，其螺矩越大，则升角越大，自锁性越差。
按照牙型不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等，除矩形螺纹外，均以标准化。 三角形螺纹用于联接，矩形、梯形、齿形螺纹用于传动。 ①螺栓连接 （螺栓通过被连接件的通孔，适用于不厚的两个零件之间的联接） ②双头螺栓连接(适用于被连接件之一较厚且经常拆卸的场合) ③螺钉联接(适用于被连接件之一较厚,且不经常拆卸的场合) 
（1）螺纹规格d=M12、公称长度l=80mm、性能等级为10.9级、表面氧化、产品等级为A级的六角头螺栓，标记为： 螺栓GB/T 5782—2000- M12×80-10.9-A-O （完整标记） （2）螺纹规格d=M12、公称长度l=80mm、性能等级为8.8级、表面氧化、产品等级为A级的六角头螺栓，标记为： 螺栓GB/T 5782 M12×80 （简化标记） 连接在没有承受工作载荷之前,受到预紧力的作用, 增加螺钉螺母及联接件之间的摩擦力,保证连接可靠。 按照工作条件的要求，螺纹连接分为有无预紧力要求的连接，和有预紧要求的联接。 
为了使被连接件均匀受压,互相紧密贴合、连接牢固，装配时要根据实际分布情况，按一定的顺序分几次逐步拧紧。拆卸的顺序正好相反。 
1.对于铸锻焊件等的粗糙表面，应加工成凸台、沉头座或采用球面垫圈，支承面倾斜时应采用斜面垫圈。图中尺寸E要保证扳手所需活动空间。 
螺纹连接在拧紧后一般不会松动。但在变载荷、冲击、振动作用下，很有可能导致螺纹连接松动，因此必须采取放松措施。常用的防松措施有三种： 
§5.4 弹性连接
依靠弹性零件实现被连接件在有限相对运动时仍保持固定联系的动连接称为弹性连接。 
适应被连接件的工作位置变化，如内燃机上的阀门弹簧。 §5.5 联轴器与离合器
将两根轴联接固定起来的装置称之为联轴器。联轴器固定后，在运动中不能随意装卸。
根据工作载荷的大小和性质、转速高低、两轴相对偏移的大小、环境状况、装拆维护和经济性等方面的因素，选择合适的联轴器类型。 联轴器的主参数为公称转矩Tn，N•m。联轴器的型号由组别代号、品种代号、结构型式代号和规格代号组成。联轴器公称转矩顺序号或尺寸参数，为联轴器的规格代号。 
从联轴器的标记中，可以看出联轴器的型号、主动端和从动端的轴孔型式、轴径、长度、连接型式。 主动端：Y型轴孔，B1型键槽：d=70mm，L=142mm； 从动端：J型轴孔，A型键槽：d=70mm，L=107mm。 将两轴联接起来传递运动和扭矩。离合器的两半部份可以随时分开或随时合上。 ①嵌合式离合器 在普通机械中，传递扭矩稳定，结构简单可靠，应用比较多。 汽车上应用有单盘或多盘；在CA6140的车床主轴箱的一轴上也应用了多片式离合器。 
【连接与紧固小结】
键（平键、半圆键和楔键）连接、花键（矩形花键、渐开线花键）连接及销（定位销、连接销、安全销）连接都属于轴毂连接。 键连接的主要失效形式是压溃（精连接）或过度磨损（动连接），故分别按照挤压应力或压强进行条件性的强度计算。 螺纹连接包括螺栓（普通螺栓、铰制孔用螺栓）连接、双头螺柱连接、螺钉连接及紧定螺钉连接。 在冲击、振动和变载荷作用下的螺纹连接必须采取防松措施，如摩擦防松、锁住防松、不可拆防松等。 弹性连接是依靠弹性零件实现被连接件在有限相对运动时仍保持固定联系的动连接。 要根据工作载荷的大小和性质、转速高低、两轴相对偏移的大小及形式、装拆维护和经济性等方面的因素，选择联轴器的类型。
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首次发布时间：2024-07-14
最近编辑：3月前
