联轴器与离合器

图5．2　花键联接及其应用

活动三　了解销联接

销联接主要用来固定零件间的相对位置，与平键联接相比较，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。

锥销联接及其应用如图5．3所示。

图5．3　锥销联接及其应用

三、巩固与提高

①键的功用、类型和平键的标注方法是什么？

②读懂普通平键标准和销的含义和联接的形式。

四、学习评价

分组进行自评、组评、师评，在学习活动评价表相应等级的方格内画“√”。

学习活动评价表

任务二　认识螺纹联接

一、学习目标

1．知识目标

①了解螺纹的基本知识，了解螺纹的种类、特点和应用。

②掌握螺纹联接的基本类型和常用的螺纹联接的防松方法。

2．能力目标

①了解螺纹的形成过程，掌握螺纹的主要参数：旋向、大径、线数、螺距及自锁性。

②了解常用公制螺纹的牙型角与管螺纹牙型角的区别。

③掌握螺纹联接的特点及常用螺纹联接的防松方法。

3．态度目标

培养勤于思考、乐于合作的态度。

二、学习活动

活动一　认识螺纹及其主要参数

如图5．4所示为螺旋线示意图。

大径d　　　 小径d1
中径d2　　 线数n
螺距P　　　 导程Pn
螺纹升角ψ　牙型角α
图5．4　螺旋线

1．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（见图5．5）。

图5．5　螺纹旋向的判断

2．升角

螺纹的升角与自锁性关系密切，相同大径的螺纹，其螺距越大，则升角越大，自锁性越差。为取得良好的自锁性，要用细牙的螺纹，如汽车的车轮与轴的联接采用细牙联接，以确保螺纹自锁，防止松脱，造成事故。

活动二　了解螺纹的类型、特点及应用

螺纹的种类可分为联接螺纹和传动螺纹两大类。

如果按照牙型的不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、米制锥螺纹、矩形螺纹和梯形螺纹和锯齿形螺纹。

普通螺纹、管螺纹和米制锥螺纹属于联接螺纹，常用粗牙的普通螺纹和55°的圆柱管螺纹。管螺纹的牙顶和牙底为圆弧角，保证联接的紧密性，不会漏水、漏气。

矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹属于传动螺纹，以梯形螺纹的应用较多，如普通机床的传动丝杠。

图5．6　常见螺纹牙形

活动三　了解螺纹联接的主要类型及应用

1．螺栓联接

它应用最为普遍，用于被联接件厚度不大且能够从两面进行装配的场合。螺纹联接的基本类型如图5．7所示。

图5．7　螺纹联接的基本类型

2．螺钉联接

在日常生活中较为常见。应用于不常拆卸且受力不大的场合。如家用电器的外壳固定。

3．双头螺柱联接

它适用于被联接件之一较厚不宜制作通孔的场合。

4．紧定螺钉联接

利用螺钉的末端顶住另一被联接件的凹坑中，以固定两零件的相对位置，可传递不大的横向力或转矩。如板牙与板牙架的联接。

活动四　螺纹联接的预紧与防松

1．螺纹联接的预紧与控制

联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，保证联接可靠，如图5．8—图5．10所示。

图5．8　控制预紧力矩扳手

图5．9　拧紧螺栓顺序示意图

图5．10　避免螺栓承受偏心载荷的措施

按照工作条件的要求，螺纹联接分为无预紧力要求的连接和有预紧要求的联接。

2．螺栓联接的防松

分析各种防松方法的特点和应用场合，要记住以下3种常用的防松方法：

（1）摩擦防松

摩擦防松如图5．11所示。

（2）锁住防松

锁住防松如图5．12所示。

图5．11　摩擦防松

图5．12　锁住防松

（3）不可拆防松

不可拆防松如图5．13所示。

图5．13　不可拆防松

活动五　螺旋传动

如图5．14所示，螺旋传动是把连续转动转变成直线移动，如虎钳、螺旋千斤顶。传递运动要求摩擦损失小，工作表面摩擦系数小。最常用梯形螺纹的牙型角为30°，方牙为0°。

双螺旋传动的螺距不等，用作差动螺旋机构，如双螺母的旋向相同，用于测微器、分度机构等仪表工具中；如双螺母的旋向相反，可加大螺旋的运动距离，如应用于夹紧机构，小汽车的起重器。

滚珠丝杠是用滚动摩擦代替螺纹的滑动摩擦，传动精密准确，在数控机床的传动丝杠中得到广泛的应用。

图5．14　螺旋传动机构

三、巩固与提高

①螺纹的大径、中径、小径各有哪些用途？

②按照牙型的不同螺纹可分为哪几种？它们各有什么特点？

③常用的联接和传动螺纹都有哪些牙型？

四、学习评价

分组进行自评、组评、师评，在学习活动评价表相应等级的方格内画“√”。

学习活动评价表

任务三　认识弹性联接

一、学习目标

1．知识目标

①了解弹簧的功用、类型及常用弹簧材料。

②了解圆柱弹簧的结构。

2．能力目标

①掌握各种弹簧的应用场合及常用材料的选用。

②熟悉圆柱弹簧的结构。

3．态度目标

培养实事求是、一丝不苟的精神和敢于动手的能力。

二、学习活动

活动一　认识弹簧的种类、特点

弹簧是弹性元件。它具有刚性小、弹性大、在载荷作用下容易产生弹性变形等特性，被广泛用于各种机器、仪表及日常用品中。

图5．15　常见弹簧

如图5．15所示，弹簧的类型很多，表5．3列出了常用弹簧的类型及其应用举例。

表5．3　弹簧的类型及其应用举例

续表

活动二　认识弹性联接的功用

按照不同的使用场合，弹簧的功用如下：

①控制机构运动。如内燃机上的阀门弹簧和制动器中的控制弹簧。

②缓冲和吸振。如汽车、火车车厢下的减振弹簧和各种缓冲器用的弹簧。

③改变机器构件的固有频率，避免共振。如用于压缩机和电动机的弹性支座的弹簧。

④储存能量。如钟表发条。

⑤测量载荷。如弹簧秤中的弹簧。

活动三　了解制作弹簧的材料

制作弹簧的常用材料为高碳钢和合金钢两种，对于不重要的弹簧，以高碳钢为主。为了提高弹簧的特性，一般要经过热处理、淬火和回火。

圆柱弹簧的端部结构是根据使用条件决定的，可按设计要求来制作。一般情况下，当钢丝的直径小于4mm时，可采用冷绕成形。直径大于4mm时，必须加热后再绕制，再经过热处理定型，以提高其特性。

活动四　制作弹簧

三、巩固与提高

①弹簧的种类、特点各是什么？

②弹性联接有哪些功用？

③制作弹簧的材料有什么要求？

四、学习评价

分组进行自评、组评、师评，在学习活动评价表相应等级的方格内画“√”。

学习活动评价表

任务四　联轴器与离合器

一、学习目标

1．知识目标

①了解联轴器和离合器的功用、分类及特点。

②熟悉联轴器与离合器的区别，掌握几种常用的联轴器和离合器的结构及使用场合。

2．能力目标

①根据工作条件能选择最合适的联轴器或离合器。

②了解常用联轴器和离合器的结构。

3．态度目标

培养勤奋敬业的精神。

二、学习活动

活动一　认识常用联轴器

常用联轴器根据构造，可分为刚性联轴器、挠性联轴器和安全联轴器。

1．刚性联轴器

刚性联轴器有凸缘式和套筒式两种。

（1）凸缘联轴器

如图5．16所示的凸缘联轴器是应用最广泛的一种刚性联轴器。凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器分别与两轴联在一起，再用螺栓把两半联轴器连成一体而成。

图5．16　刚性凸缘联轴器

GY型凸缘联轴器由铰制孔用螺栓对中，装拆方便，传递扭矩大；GYD型采用普通螺栓联接，靠对中榫对中，制造成本低，但拆装时轴须作轴向移动。

（2）套筒联轴器

套筒联轴器用联接零件如键或销将两轴轴端的套筒与两轴联接起来以传递转矩，如图5．17所示。

图5．17　套筒联轴器

套筒联轴器结构简单，径向尺寸较小，适用于两轴直径较小，同心度较高，工作平稳的场合。在机床上应用广泛，但其缺点是装拆时，需一轴作轴向移动。

2．挠性联轴器

用联轴器联接的两轴，由于制造安装误差、工作过程中的温度变化和外力产生的变形等诸因素的影响，使两轴轴线常有同轴度误差。而挠性联轴器利用它的组成，使零件间构成的动联接具有某一方向或几个方向的活动度，从而补偿两轴同轴度误差。

挠性联轴器常用的有以下5种：

（1）齿式联轴器

齿式联轴器具有良好的补偿性，允许有综合位移，它由带有外齿的两个内套筒和带有内齿的两个外套筒所组成。

齿式联轴器可在高速重载下可靠地工作，常用于正反转变化多且启动频繁的场合，已在起重机、轧钢机等重型机械中得到广泛应用，但制造成本较高。

（2）滑块联轴器

这种联轴器由两个具有较宽凹槽的半联轴器和一个中间滑块组成，半联轴器与中间滑块之间可相对滑动，能补偿两轴间的相对位移和偏斜。这种联轴器的特点是结构简单，质量小，惯性力小，又具有弹性，适用于传递转矩不大、转速较高、无急剧冲击的两轴联接，而且不需要润滑。

（3）万向联轴器

万向联轴器用于两轴相交某一角度的传动，两轴的角度偏移可达35°～45°。万向联轴器由两个具有叉状端部的万向接头和十字销组成。这种联轴器有一个缺点，就是当主动轴作等角速转动时，从动轴作变角速转动。如果要使它们角速度相等，则可应用两套万向联轴器，使主动轴与从动轴同步转动。汽车底盘传动轴就是一例。

（4）弹性套柱销联轴器

如图5．18所示的弹性套柱销联轴器在结构上与凸缘联轴器很相似，只是用套有橡胶弹性套的柱销代替了联接螺栓。这种联轴器容易制造，装拆方便，成本较低，适用于联接载荷较平稳，需正、反转或启动频繁的传递中、小转矩的轴。多用在电动机的输出轴的联接上。

图5．18　挠性联轴器

（5）弹性柱销联轴器

弹性柱销联轴器如图5．19所示。这种联轴器比弹性套柱销联轴器结构简单，制造容易，维修方便。弹性柱销用尼龙材料制成，有一定弹性，而且耐磨性更好。它适用于轴向窜动量较大，正、反转启动频繁的传动，但因尼龙对温度敏感，故要限制使用温度。

图5．19　弹性柱销联轴器

3．安全联轴器

为了对机器进行过载保护，可用各种形式的安全联轴器。安全联轴器是靠联接件折断、分离或打滑使传动中断或限制转矩的传递，从而保护重要机件不致损坏，这种联轴器要求工作必须准确可靠。

活动二　离合器

离合器将两轴连接起来传递运动和扭矩。离合器的两半部分可以随时分开或随时合上。

常用的离合器有以下两种：

1．摩擦片离合器

摩擦片离合器在汽车上应用有单盘或多盘；在CA6140的车床主轴箱的I轴上也应用了多片式离合器（见图5．20）。

图5．20　摩擦离合器

2．牙嵌式离合器

牙嵌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（见图5．21）。

图5．21　牙嵌式离合器

三、巩固与提高

①常用联轴器分哪两大类？

②凸缘联轴器两种对中方法的特点是什么？

③常用的两种离合器及其应用是什么？

四、学习评价

分组进行自评、组评、师评，在学习活动评价表相应等级的方格内画“√”。

学习活动评价表