5.1认识汽车常用键连接（课件）-《汽车机械基础》同步教学（航空工业出版社）

项目五 汽车常用连接 知识目标 能力目标 了解键连接的作用、类型、特点及应用。 了解销连接的作用、类型及应用。 了解螺纹的类型、参数及标记方法。 熟悉螺纹连接件的类型、防松方法及其在汽车中的应用。 能识别汽车中常见的键连接、销连接和螺纹连接。 会正确拆装汽车中常见的键连接、销连接和螺纹连接。 初步掌握键连接、销连接和螺纹连接的正确选用方法。 任务一 认识汽车常用键连接 项目四中介绍了轴上零件常用的周向固定方法，在汽车中广泛应用的有平键连接和花键连接等。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各种键来实现连接和动力传递的。这些键连接的可靠性直接影响汽车工作性能的稳定性。那你知道键是如何实现齿轮的周向固定并传递动力的吗？汽车中还有哪些类型的键连接？让我们一起来认识汽车种常用的键连接吧！ 任务描述 任务目标 根据所给的轴和齿轮，选择合适尺寸的平键并将齿轮安装在轴上，学习键连接的相关知识。 了解键连接的作用、特点及分类。 熟悉平键连接的类型、标记及选用方法。 熟悉花键连接的类型、特点及应用。 会拆装普通平键连接。 一、连接的分类 当拆开连接时，无需破坏或损伤连接中的任何零件。常见的可拆连接有键连接、销连接和螺纹连接等。 当拆开连接时，至少要破坏或损伤连接中的一个零件。常见的不可拆连接有焊接、铆接、胶接等。 利用包容件与被包容件间的过盈量，将两个零件连成一体。过盈配合连接是介于可拆连接和不可拆连接之间的一种连接。 可拆连接 不可拆连接 过盈配合连接 零件间选用何种连接形式，通常应根据制造、安装、维修等具体要求来确定。本书中主要介绍可拆连接。 二、键连接的作用及特点 键连接是通过键来实现轴和轴上零件（如齿轮、皮带轮等）的周向固定，并传递运动和转矩的一种连接方式，如图（a）所示。有的键还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动的导向，如图（b）所示。键连接具有结构简单、工作可靠、拆装方便等特点，某些类型的键的参数已经标准化，制造和选用十分方便。因此，键连接在汽车中具有广泛的应用，如发电机转轴与皮带轮的连接、变速器中齿轮与轴的连接等。 （a）平键连接 （b）花键连接 键连接 三、键连接的分类 键连接的种类很多，根据装配时的松紧程度不同（即是否存在预紧力），键连接可分为松键连接和紧键连接两大类。其中，松键连接按键的形状不同又可分为平键连接、半圆键连接和花键连接；紧键连接主要包括楔键连接和切向键连接。汽车中常用的键连接主要有平键连接、半圆键连接和花键连接。 1．平键连接 如图所示为普通平键连接的剖面图，平键的下表面与轴上的键槽紧贴，上表面与轮毂的键槽顶面之间留有一定间隙，两个侧面为工作面，工作时依靠键侧面与轮毂和轴上键槽的相互挤压来传递转矩。 平键加工简单、连接时对中性良好、拆装方便，广泛应用于传动精度要求较高的场合。平键连接对轴上零件主要起周向固定的作用，能承受较大的转矩，但不能承受轴向力。平键连接按用途不同可分为普通平键连接、导向平键连接和滑键连接三类。 普通平键连接 普通平键是标准件，按结构形式不同可分为圆头普通平键（A型）、方头普通平键（B型）和半圆头普通平键（C型）三种，如图所示。 A型平键 B型平键 C型平键 普通平键连接 键槽用立铣刀加工，方便键的轴向固定，但键槽端部应力集中较大。 键槽用盘铣刀铣出，轴的应力集中小，但键无法轴向定位，需要利用螺钉来固定。 键槽用立铣刀加工，多用于轴端。 A型平键 B型平键 C型平键 导向平键连接 轴上零件需要作轴向相对移动时，可使用导向平键连接，如图所示。导向平键按其端部形状不同可分为A型和B型两种。由于尺寸较长，一般用螺钉将键固定在轴上，轮毂工作时可沿键作轴向移动。为方便拆卸，键的中部设置有起键螺孔。导向平键用于轴上零件轴向移动量不大的场合，如变速器中的滑移齿轮与输出轴、离合器从动盘与变速器输入轴之间的连接等。 导向平键连接 滑键连接 当轴上零件沿轴向移动量较大时，可使用滑键连接。与导向平键不同的是，滑键被固定在轮毂上，并随轮毂一起在轴上键槽内作轴向滑移，如图所示。 滑键连接 2．半圆键连接 半圆键连接与平键连接一样，也是利用键的两个侧面作为工作面来传递转矩的，如图（a）所示。装配时，半圆键可在键槽内摆动，以适应轮毂的倾斜角度，因而具有良好的定心性。但弧形键槽对轴的强度削弱较大，故多用于轴端。例如，曲轴上通常使用半圆键连接来固定链轮，如图（b）所示。 （a）结构示意图 （b）曲轴上的半圆键 半圆键连接 3．花键连接 花键连接由外花键和内花键构成，其中，外花键是指在轴上加工出的多个键齿，如图（a）所示；内花键是指在轮毂孔内加工出的多个键槽，如图（b）所示。故花键连接又称多键连接。 （a）外花键 （b）内花键 花键连接 花键连接工作时依靠外花键齿侧面与内花键槽侧面的相互挤压来传递运动和转矩。与平键连接相比，花键连接由于采用多齿传递转矩，承载能力强且受力均匀；齿槽浅，轴上应力集中小；轴上零件导向性好，定心精度较高。因此，花键连接常用于载荷较大、定心性要求高的场合。但花键加工难度大，需要专用设备，零部件的制造成本高。 键齿轮廓形状为矩形，如图（a）所示。矩形花键连接常用内径d定心，定心精度高、承载能力强、导向性好，在工程实际中应用广泛，如汽车变速器中滑移齿轮与轴的连接（参见图（b））等。矩形花键连接的配合面可用磨削方法消除热处理引起的变形。 矩形花键 （a）示意图 （b）变速器中滑移齿轮与轴的连接 矩形花键连接 键齿轮廓形状为渐开线，如图（a）所示。渐开线花键连接用齿形定心，受载荷作用时能自动保持较高的定心精度，保证各键齿均匀受力；键齿可用加工齿轮的方法进行加工，工艺性好，加工精度高，应优先采用。例如，汽车转向器中转向摇臂轴与转向摇臂之间常采用渐开线花键连接，如图（b）所示。 渐开线花键 （a）示意图 （b）转向摇臂与摇臂轴的连接 渐开线花键连接 四、普通平键的标记与选用 1．普通平键的标记 普通平键的结构和尺寸已经标准化，国标GB/T 1096—2003《普通型 平键》规定了普通平键的尺寸与公差、技术要求及标记方法。普通平键标记示例如下： 宽度、高度、长度的普通A型平键的标记为： GB/T 1096 键 16×10×100 宽度、高度、长度的普通B型平键的标记为： GB/T 1096 键B 16×10×100 宽度、高度、长度的普通C型平键的标记为： GB/T 1096 键C 16×10×100 2．平键连接的选用 类型选择 根据键连接的结构、使用特性及工作条件确定普通平键的类型。通常需要考虑以下方面的因素：需要传递转矩的大小：轴上零件是否需要沿轴滑动及滑动距离的长短；对中精度要求的高低；键在轴上的位置等。 尺寸选择 图中所示为普通平键及键槽的尺寸示意图。选择普通平键的尺寸时，首先按轴的直径d查阅国标（参见表5-1-1）选择键的宽度b、高度h、轴上槽深t1 、轮毂槽深t2 ；然后按轮毂宽度从长度系列值中选择键的长度L，要求键长比轮毂略短5～10 mm。 普通平键和键槽的尺寸示意图 表5-1-1 普通平键和键槽的尺寸 （单位：mm） 一、紧键连接 1．楔键连接 楔键的上、下表面为工作面，键的上表面和轮毂键槽的底面都开有1∶100的斜度，左右侧面相互平行，并与轮上键槽有间隙，如图所示。按结构不同，楔键分为普通楔键和钩头楔键两种，其中勾头用于键的拆卸。装配时，楔键依靠外力压进键槽，在上、下工作面上产生很大的预紧力，通过该预紧力产生的摩擦力来传递转矩，并能承受较小的单向轴向力。 （a）普通楔键连接 （b）钩头楔键连接 楔键连接 2．切向键连接 如图（a）所示，切向键由一对斜度为1∶100的楔键沿斜面拼合而成，其工作面为拼合后相互平行的上、下两面（窄面），单个切向键只能传递单向转矩，如图（b）所示。要传递双向转矩时，必须使用两个在周向呈120*~ 130*布置的切向键，如图（c）所示。由于键槽对轴的强度削弱较大，故切向键连接多用于低速、定心精度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连接。 切向键连接 二、键连接的装配要点 1．松键连接的装配要点 ① 对于重要的平键连接，应事先检查键的直线度、键槽对轴心线的对称度和平行度。 ② 装配前，清理键及键槽的锐边和毛刺，以防装配后产生过大的过盈量。 ③ 修配键与键槽时，一般要求长度方向上键与轴槽留有0.1 mm的间隙；键的头部应使键能较紧地嵌入轴槽中。 ④ 平键装入轴槽时，下表面应贴紧轴槽底部；安装轴上零件（如带轮、齿轮等）时，键的上表面应与轮毂槽的非配合面之间留出一定间隙。 2．紧键连接的装配要点 ① 装配前应检查楔键和轮毂槽的斜度是否一致，具体可用涂色法判断：在楔键的斜面上涂色后敲入键槽，根据触点来判断斜度配合是否良好。若发现斜面接触不良，可用锉刀、刮刀等修整键槽。 ② 装配时注意锉配楔键的两侧面，保证楔键与键槽两侧均有一定间隙。 ③ 装配勾头楔键时，勾头与轴上零件端面之间应留有一定距离，以方便拆卸。 谢谢观赏 $$