2.3 典型零件装配.pdf

2.3典型零件的装配令固定连接的装配令 1、螺纹连接的装配令 2、键连接的装配令 3、过盈连接的装配令 4轴承和轴组的装配机器零件的组成1、零件构成机器的最小单元）如-艮轴个 齿轮等。2、部件两个或两个以上零件结合形成机器的某 部分）如车床的主轴箱、进给箱、滚动轴 承等。基准件零件基准组件-级分组件二级分组件图3-1组件与分组件划分固定连接的装配。第一节螺纹连接的装配螺纹连接是一种可拆卸的固定连接，它具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，在固定连接中应用广泛。螺纹连接可分为普通螺纹连接和特殊螺纹连接两大类，由螺栓、双头螺柱、螺钉及螺母等构成的连接，称为普通螺纹连接；除此以外的螺纹连接称为特殊螺纹连接。一、螺纹连接的装配技术要求令1.保证有一定的拧紧力矩 螺纹连接为达到连接可靠和紧固目的,要求螺纹副具有一定的摩擦力矩，所以在 螺纹连接装配时应保证有一定的拧紧矩，使螺纹副产生足够的预紧力。拧紧力矩的大小，与零件材料预紧力的 大小及螺纹直径有关。一般紧固螺纹连接，对预紧力无严格要 求，常采用普通扳手、风动扳手或电动扳 手拧紧，凭操作者的经验来判断预紧力是 否适当。对规定预紧力的螺纹连接，常用 控制转矩法、控制螺栓伸长法和控制扭角 法来保证预紧力的准确性。下面介绍三种 控制预紧力的方法。令（1）控制转矩法。用指针式扭力扳手,使预紧力达到给定值。一二三(2)控制螺栓伸长法通过控制螺栓 伸长量来控制 预紧力的方法。如图图4-2螺栓伸长测量(3)控制螺母扭角法.通过控制螺母拧紧时应转过的角度来控制 预紧力的大小。其原理和测量螺栓伸长法 相同，即在螺母拧紧到各被连接件消除间 隙后，测得转角1再拧紧一个转角2通过 测量1和2来确定预紧力。2.有可靠的防松装置螺纹连接一般都有自锁性）在受静载荷 和工作温度变化不大时，不会自行松脱。但在冲击、振动或交变载荷下，以及工作 温度变化很大时，会使纹牙之间正压力突 然减小）使摩擦力减小）以致摩擦力矩减 小，螺母回转，使螺纹连接松动。为了确 保连接可靠，防止松动，必须采取有效的 防松措施。(1)附加摩擦力防松装置令 锁紧螺母(双螺母)防松，锁紧螺母防松装置使用了主、副两个螺母。先将主螺母拧紧至预定位置，再 拧紧副螺母，当副螺母拧紧后，在主、副螺母之间的 这段螺杆因受拉伸长，使主、副螺母分别与螺杆牙形 的两个侧面接触，并产生正压力、摩擦力。当螺杆再 受某个方面突加载荷时，就能始终保持足够的摩擦力,有效地起到防松作用。这种防松装置，由于要用两只 螺母，增加了结构尺寸和重量，一般用于低速重载或 较平稳的场合。1图4-3双螺母防松弹簧垫圈防松令弹簧垫圈防松装置。弹簧垫圈是用弹性较 好的材料65Mn制成，开有70。80。的斜口并 在斜口处上下拨开。当拧紧螺母时，弹簧垫圈被 压平产生弹性反力，同时，垫圈的斜口尖角切入 螺母和支承面，从而在螺纹副的接触面间产生附 加摩擦力，从而起到防松作用。这种防松装置的 特点是构造简单，防松可靠，一般应用在不经常 装拆的场合。但这种防松装置容易刮伤螺母和被 连接件表面，同时由于弹力分布不均，螺母容易 偏斜。图4-4弹簧垫圈防松(2)机械方法防松装置这类防松装置是利用机械方法使螺母与螺栓(或螺钉)、螺母与被连接件互相锁牢,以达到防松的目的。常用的有以下几种:开口销与带槽螺母防松，这种装置是开 口销把螺母直接锁在螺栓上，它防松可靠，但螺杆上销孔位置不易与螺母最佳锁紧位 置的槽吻合。多用于变载、振动处。图4-5开口销与带槽螺母防松止动垫圈防松图46所示为圆螺母止动垫圈防松装置，装配时，先把垫圈的内翅插入螺杆槽中然后拧紧螺母）再把外翅弯入螺母的外缺口内。图47所示为带耳止动垫圈，用以 防止六角螺母回松的装置，当拧紧螺母后 将垫圈的耳边弯折，并与螺母贴紧。这种 方法防松可靠，但只能用于连接部分可容 纳弯耳的场合。图4-7六角螺母止动垫圈防松串联钢丝防松令串联钢丝防松是用钢丝连续穿过一组螺。钉头部的径向小孔（或螺母和螺栓的径向小 孑口，以钢丝的牵制作用来防止回松。它适用于布置较紧凑的成组螺纹连接。装 配时应注意钢丝的穿绕方向，图48所。示虚线的钢丝穿绕方向是错误的，螺钉仍 有回松的余地。图4-8串联钢丝防松(3)其他的螺纹防松装置点钟法防松图4-9在螺钉上点钟图4-10在螺母侧面点辨 黏结法防松在螺纹的接触表面涂上黏 结剂，螺母拧紧后，黏结剂硬化，从而防 止螺钉或螺母的回松。钎焊法防松 对防松要求特别高的螺纹 连接，可以对内、外螺纹的接触表面实施 钎焊。钎焊后的螺纹连接可以达到永不可拆卸，保证部件的整体力学性能。三、螺纹连接装配工艺令1.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，保证在装拆螺母的过程中，双头螺柱不能有任何松动现象。因此，螺 柱的紧固端应采用具有足够过盈量的过渡配合。也可以以台肩式或利用最后几圈较浅的螺纹，以达到紧固配合的目的，如图 423所示。当双头螺柱旋入软材料螺孔时,其过盈量要适当大些。二图 4-23(b)带有过盈或末几圈螺纹较浅双头螺柱的紧固型式令双头螺柱的轴心线必须与机体表面垂 令直。装配时）用90角尺进行检验（图424）o如发现双头螺柱的轴线有较小的偏斜 时，可用丝锥校正螺孔后再装配，或把装 入的双头螺柱校正到垂直位置；如偏斜较 大时，不得强行校正，以免影响连接的可 靠性。图4-24 90。角尺检验双 头螺柱的垂直度误差装入双头螺柱时，必须用油润滑，以免 旋入时产生咬住现象）同时也便于以后的 拆卸和更换。令拧紧双头螺柱的几种常用方法a.用两个螺母拧紧。图425(a)所示为 用两个螺母拧紧法。将两个螺母相互锁紧 在双头螺柱上，然后扳动上面的一个螺母,把双头螺柱拧入螺孔中。b.用长螺母拧紧。图425(b)所示为使 用长螺母的拧紧法。上面的止动螺钉用来 阻止长螺母与双头螺柱之间的相对转动，然后扳动长螺母，双头螺柱即可拧入。松 开止动螺钉，即可松掉长螺母。(a)两个螺母拧入法图 4-25止动螺钉(b)长螺母拧入法1柱拧入法。C.用专用工具拧紧。图426所示为双头螺柱 拧紧的专用工具。三个滚柱放在工具体空腔内,由限位套筒4确定其圆周和轴向位置，限位套 筒位置由凹槽挡圈固定。滚柱夹在双头螺柱的光杆部分，滚柱松开和夹紧由工具体内腔曲线控制。按图426所示箭头方向转动工具体，可拧入双头螺柱，反之可松开双头螺柱。拆卸双头螺柱的工具，其凹槽曲线方向应和拧人工；具的曲线方向相反。图4-26双头螺柱拧入专用工具1工具体；2一滚柱；3双头螺柱；4-限位套筒；5一挡圈2,螺母和螺钉的装配要点 螺钉或螺母与贴合的表面和接触的表面之间应保持光洁。贴合处的表面应当平整，螺孔内的脏物应当|清理干净，以防止连接件松动或螺钉弯曲。成组螺栓或螺母拧紧时，应根据被连接件形状，螺栓的分布情况，按一定的顺序分次逐步拧紧（一般 分23次拧紧），否则会使零件或螺杆产生松紧不一 致，甚至变形。在拧紧方形或圆形布置的成组螺母时,必须对称进行（图427;在拧紧长方形布置的成组.螺母时，应从中间开始，逐渐向两边对称地扩展龄4 学图4-27拧紧方形、圆形布置的成组螺母的顺序慈磁碱碱碱感礴9 3 16 8y/$/图4-28拧紧长方形布置的成组螺母顺序拧紧主要部位的螺钉，必须用扭力扳手 按一定的拧紧力矩来拧紧。拧紧力矩太大 时，会使螺栓或螺钉被拉长甚至断裂，或 者出现机件变形现象；拧紧力矩太小时，机态工作的可靠性得不到有效保证。M6 M24螺栓的拧紧力矩参考值见表43。一表4-3 M6M24螺栓的拧紧力矩螺纹公称尺寸 d/mm拧紧力矩M/N m操作要领螺纹公称尺寸 d/mm拧紧力矩M/N m操作要领M63.5只加腕力M1671加全身力M88.3加腕力和肘力M20137压上全身重力M1016.4加全身臂力M24235压上全身重力M1228.5加上半身力令连接件在工作中有振动或冲击时，为了 I防止螺钉或螺母松动，必须安装可靠的防 松装置。第二节弹性挡的装配轴用弹性挡圈:弹性伸张孔用弹性挡圈:孔用弹性挡圈孔用弹性挡圈的应用1一孔用锥面弹性挡圈2一轴用弯曲弹性挡圈 3一孔用平弹性挡圈4轴用平弹性挡圈 弹性挡圈的应用1、弹性挡圈的装配要点：总的来说在装配的拆卸弹性挡圈时，应使其工作应力不超过其许用应力，与沟槽尺寸相一致等。所用专用工具有专用心轴和导套-.-_G55s采用专用工具，挡圈尺寸应 专用心轴和导套:弹性挡圈的装配工具三LiLi三安装套前端的沉孔，弹性挡圈钳:孔用弹性挡圈钳轴用弹性挡圈钳弹性挡圈钳孔用与轴用弹性挡圈钳均有直头和弯头两种类型。选用时应注意选择与弹性挡圈相适合规格的弹性挡圈钳。安装时最好在弹性挡圈钳上装有可调的止动螺钉，这样可 防止弹性挡圈在装配时产生过度变形。在装配沟槽处于轴端或孔端的弹性挡圈时，应将弹性挡圈 的两端首先放入沟槽内，然后将其余部分沿轴或孔的表面推进 沟槽，如上右图示，这样可使挡圈的径向扭曲变形最小。第二节键连接的装配令令键是用来连接轴和旋转套件（如齿轮、带轮、联轴器等）的一种机械零件，主要用于周向固 定以传递扭矩。它具有结构简工作可靠，装拆 方便等优点，因此得到广泛应用。根据结构和用途的不同，键连接可分为松键 连接、紧键连接和花键连接三大类。下面从装 配的角度逐一介绍松键连接、紧键连接和花键 连接的装配。一、松键连接的装配.松键连接所采用的键有普通平键、导向 平键、滑键和半圆键等。它们的特点是靠键的侧面来传递扭矩，只 能对轴上零件作周向固定，不能承受轴向 力。如需轴向固定，要靠附加紧定螺钉或 定位环等定位零件来实现。松键连接的对 中性好）能保证轴与轴上零件有较高的同轴度，在高速及精密的连接中应用多。1,松键连接的装配技术要求令（1）保证键与键槽的配合要求由于键是由精拔型钢制造的标准件）因而 键与键槽的配合性质是靠改变轴槽、轮毂 槽的极限尺寸来得到的。键与轴槽和轮毂 槽的配合性质一般取决于机构的工作要求。表4-4键宽b的配合公差带键的类型较松键连接一般键连接较紧键连接键 轴毂键轴毂键 轴毂平键(GB 109679)半圆键(GB 109979)薄型平键(GB 156679)H9 D10h9 H9 D10h9 N9 Js9h9 P9 P9配合公差带h9H9iD10h9 N9Js9圻“能P9I令 普通平键 键在轴上和轮毂上不能轴向移动，一般用于固定连接处。这种连接应用广泛，适用 于高精度、传递重载荷、冲击和双向扭矩的场合(/,图4-29普通平键连接导向平键连接 键与轴槽的配合为间隙配合，用螺钉将键固定在轴槽上，轴上零件能作轴向移 动，一般用于轴上零件轴向移动量较小的场合）如变速箱中的滑移齿轮。图4-30导向平键连接滑键连接键定在轮毂槽中，配合囹较紧，键与轴槽为精确间隙配合，键可 随轮毂在轴槽中自由移动。用于轴向移动量较大的场合。令 半圆键连接图示为半圆键连接。键 可在轴槽中绕槽底圆弧曲率中心摆动用 以少量调整位置。但键槽较深，轴的强度 降低。一般用于轻载，适用于轴的锥形端 部。（2）键与键槽应具有较细的表面粗糙度Q（3）键装入轴槽应与槽底贴紧，键长方向与轴槽长应有0.1mm的间隙。键的顶面与轮 毂槽之间有0.30.5mm的间隙。2.松键连接的装配要点令单件小批量松键连接装配时，常用手工锂配，其 要点如下。清理键及键槽上的毛刺，以防配合后产生过大的过盈量，从而破坏配合的正确性。对于重要的键连接，装配前应检查键的直线度，键槽对轴线的对称度和平行度等。令 对普通平键和导向平键，可用键的头部与轴 槽键配，使键较紧地嵌在轴槽中。铿配键长，在键长方向，键与轴槽应有 O.lmm左右的间隙。在配合面上加机油）用铜棒将键压装在 轴槽中，注意使键与槽底贴紧。试配并安装旋转套件时，键与键槽的非 配合面应留有间隙，装配后的套件在轴上不允许有周向摆动，否则机器工作时，容 易引起冲击和振动。二、紧键连接的装配紧键连接又叫楔键连接。楔键的上表面和与它相接触的轮毂槽底面，均 有1:100的斜度，键侧与键槽有一定的间隙。装配时，将键打入而构成紧键连接，紧键连接能传递扭矩，还能轴向固定零件和传递单方向 轴向力。紧键连接的对中性较差，多用于对中 性要求不高和转速较低的场合。有钩头的楔键称为钩头楔键，如图4 34所示，常用于不能从另一端将键打出的场合。颂泰 图4-34钩头楔键1,紧键连接的装配技术要求令 紧键的斜度一定要与轮毂槽的斜度一致,I否则套件会发生歪斜，同时降低连接强度。令 紧键与槽的两侧应留有一定的间隙。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，以便拆卸.2,紧键连接的装配要点e 装配紧键时，要用涂色法检查楔键上下表面与轴槽和轮毂槽的接触情况，接触率 应大于65%。若发现接触不良，可用松刀、刮刀修整键槽。合格后，轻轻敲入键槽，直至套件的周向、轴向都紧固可靠为止。三、花键连接的装配花键连接是由轴和毂孔上的多个键齿组成的。花键连接的工作特点是多齿工作，轴 的强度高，传递扭矩大，对中性及导向性 好。但制造成本高，适用于载荷大和同轴 度要求较高的连接中，在机床和汽车中应图 435矩形花键连接花键连接的装配要点令(1)静连接花键装配由于套件在花键轴上固定，故应保证配合后有少许的过盈量，装配时可用铜 锤轻轻打入，但不得过紧，否则会拉伤配合表面。如果过盈较大，则应将套件加热至80120后 再进行装配。(2)动连接花键装配动连接花键装配应保证精确的间隙配合。总装前应先进行试装，在周向能调 换键齿的配合位置，套件花键轴上各位置可以轴 向自由滑动，没有阻滞现象，但也不能过松。用。(3)花键的修整拉削后热处理的内花键，为消除热处理产生的微量缩小变形，可用 花键推刀修整，也可以用涂色法修整，以 达到技术要求。(4)花键副的检验 花键连接装配后，应检 查花键轴与套件的同轴度和垂直度误差。第三节销连接的装配工艺销连接在机械中主要用来固定两个（或两 j个以上）零件之间的相对位置，也用于连接 零件并可传递不大的载荷）有时还可以作 为安全装置中的过载剪断元件。销是一种标准件，形状和尺寸都已标准化、系列化，大多数销用35钢、45钢制造。销，的种类较多，应用广泛，其中最多的是圆 柱销和圆锥销。(a)起定位作用(b)起定位作用(d)起保险作用(c)起连接作用(4-36销连接柱销的装配 圆柱销一般依靠少量过盈固定在孔中，用以固定零件、传递动力或作定位元件。国家标准中规定有不同直径的圆柱销，每种销 可按n6、g6、h8和h9四种偏差制造，并根据不同 的配合要求选用。用圆柱销定位时，为了保证连接质量，被连接件 的两孔应同时钻较。对销孔尺寸、形状、表面粗 糙度要求较高，孔壁的表面粗糙度值应Ral.6。令圆柱销装配时，应在销子表面涂上油用铜棒轻轻 打入销孔，也可用C形夹头将销子压入销孔。.由于圆柱销孔经过较削加工，多次装拆会降低定 位的精度和连接的紧固，故圆柱销不宜多次装拆,否则会降低定位精度和连接的紧固。二、圆锥销的装配令 圆锥销具有1:50的锥度，它以小头直径长度代表 其规格，钻孔时以小头直径选用钻头。圆锥销定位 准确，装拆方便，在横向力作用下可保证自锁，一 般多用作定位，常用于要求经常装拆的场合。令圆锥销装配时，被连接件的两孔应同时钻较，用1:50的锥度较刀较孔,用试装法控制孔径。以圆锥 销自由地插入全长的80%85%为宜（图4一37,然后用手锤敲入销子的大头可稍微露出，或与被连拆卸圆锥销时，可从小头向外敲出。有螺纹的圆锥 销可用螺母旋出图438(a);拆卸带内螺纹的圆锥 销时，可用拔销器拔出图438(b)。第四节 过盈连接的装配 过盈连接是通过包容件（孔）和被包容件（轴）配合 后的过盈值达到紧固连接的。装配后，轴的直径被压缩，孔的直 径被扩大，由于材料发生弹性变形,在包容件和被包容件配合表面产生 压力（图439。依靠此压力产生 图4-39过盈连接摩擦力来传递扭矩和轴向力O过盈连接结构简单，同轴精度高，承载能力强,能承受变载和冲击力，同时可避免键连接中切削 键槽而削弱零件强度的不足。但过盈连接配合表面的加工精 度要求较高，装配和拆卸较困 难。机车轮心与轮箍、齿轮内 孔和轮毂外圆的连接（图4一40 都采用过盈连接。机车轮心与轮箍、齿轮和轴的连接一、过盈连接的装配技术要求1.有适当的过盈量配合的过盈量是按连接要求的紧固程度确定的，过 盈量太小不能满足传递扭矩的要求，过盈量过大则 造成装配困难。一般选择的最小过盈量ymin应等于或稍大于连接所需的最小过盈量。2.有较高的配合表面精度配合表面应具有较高的位置精度和较小的表面粗糙 度值。装配时保证配合表面的清洁，装配中注意保 持轴孔的同轴度，以保证装配后有较高的对中性。令3.有适当的倒角令 如图4一41所示，为了便于装配，孔端和 轴的倒角应为510,图中a和A的取 值由直径大小决定，一般a=0.53mm,A=1 35mm二、过盈连接的装配方法令1.圆柱面过盈连接的装配。圆柱面过盈连接是依靠轴、孔尺寸差获得 过盈量的，根据过盈量大小的不同可采用 压装法、热装法和冷装法装配。选用热装 法和冷装法比压装法能多承受3倍的扭矩和 轴向力，并且不需要增加紧固件。(1)压装法当过盈量及配合尺寸较小时，一般采用在常温 下压入装配。常用压装方法和设备如图所示。图442(a)所示为用手锤加垫块敲击压入的压装法，其方法简便，但 导向性不好，常出现歪斜。此法适用于H/m、H/h、H/j、H/js等配合要求低或配合长度较短的过渡配合连接,常用于单件生产。令 图示分别为螺旋压力机、专用螺旋的C形夹头和 齿条压力机。用专用设备进行压装时，其导向性比 敲击压装好，生产效率高。一般适用于压装较紧的 过渡配合和轻型过盈配合，如小型轮圈、轮毂、齿 轮、套筒和一般要求的滚动轴承等，常用于小批量令图442(e)所示为气动杠杆压力机，压力范围为 1-10 N,配以适当的夹具可提高导向性。此法适 用于装配过盈配合的连接件，如车轮、飞轮、齿圈、轮毂、连杆衬套、滚动轴承等，常用于成批生产中。（2 热装法 热装法又称红套，是利用金属材料热胀冷缩的物理特性进行装配的。其方法是将孔加热使之 胀大，然后将轴装入胀大的孔中，待孔冷却收缩后轴孔就形成过盈连接。这样形成的配合件能传递轴向力、扭矩或同时传递轴向力与扭矩。热装的加热方法由过盈量及套件尺寸的大小决定。过盈量较小的连接件可放在沸水槽(80100)、蒸汽加热槽(120)和热油槽(90320)中加热；过盈 量较大的中、小型连接件可放在电阻炉或红外线辐射 加热箱中加热；过盈量大的中型和大型连接件可用感 应加热器加热。(3)冷装法 冷装法是将轴进行低温冷却，使之缩小，然后与常温下的孔进行装配的方法。对于过盈量小的小型连接件和薄壁衬套等装配，可采用干冰将轴件冷却至一78,操作比 较简单。对于过盈量较大的连接件，如发动机 连杆衬套等，可采用液氮将轴件冷至一 195,其冷缩时间短，生产效率比较高。冷装法与热装法相比，收缩变形量较小,故多用于过渡配合，有时也用于过盈配合。2.锥面过盈连接装配.圆锥面过盈连接是利用轴和孔产生相对轴 向位移互相压紧而获得过盈连接的。它的 特点是压合距离短，装拆时配合表面不易 擦伤）装拆比较方便）但其配合表面的加 工较困难，多用于经常装拆的场合。螺母压紧形成 圆 锥面过盈连接令这种连接多用于轴端部位，拧紧螺母可使配合面压紧形成过盈连接。配合面的锥度 小时）所需轴向力小，但不易拆卸；锥度 大时）拆卸方便，但拉紧轴向力增大。配 合面的锥度通常可取（1：30）（1:8）o采 用这种连接方法多应用于传递中、小转矩 和经常拆卸的场合。三、过盈连接的装配要点令1.注意清洁 装配前，要十分注意配合件的清洁。若对配 合件进行加热或冷却处理，装配时必须将配合 面擦拭干净。2.注意润滑采用压装时，配合表面必须用油润滑，以免 压人时擦伤表面，并且压入速度不宜太快，一 般为24mm/s,压入过程应连续）压入行 程应控制精确。3.注意过盈量和形状误差令对于细长的薄壁件，要特别注意检查其过 盈量和形状误差。装配时最好垂直压入）以 防变形。4.工艺要点液压装拆过盈连接的工艺要点如下。装配前应清洗配合表面，并涂上经过过滤的轻 质润滑油。开始压入时速度应很小，压到规定值时应稍停 压入，待包容件逐渐扩大后，继续压入到规定行程。严格控制压入行程，公差一般为土 020mm。相配合的接触表面积应大于80%,并且要均匀。令压配到位后，应先消除径向油压，再消除轴向 油压，以避免包容件弹出而造成事故。拆卸时同样 应防止此类事故。,