第3章連接136§3-1鍵連接§3-2銷連接螺紋連接§3-3彈簧§3-4第2章直桿的基本變形§3-5聯軸器§3-6離合器137§3-1鍵連接138機器都是由各種零件裝配而成的，零件與零件之間存在各種不同形式的機械連接，如圖所示。一般根據連接后是否可拆，連接分為可拆連接和不可拆連接。在機械連接中屬于可拆連接的有鍵連接、銷連接和螺紋連接等；屬于不可拆連接的有焊接、鉚接和膠接等。139機械連接a）減速器b）鍵連接c）銷連接d）螺紋連接鍵連接可實現軸與軸上零件（如齒輪、帶輪等）之間的周向固定，并傳遞運動和轉矩。鍵連接的分類如圖所示。140一、平鍵連接1.普通平鍵普通平鍵的連接示意圖如圖所示。141普通平鍵的連接示意圖a）分解圖b）裝配圖c）剖面圖普通平鍵按鍵的端部形狀不同可分為圓頭（A型）、方頭（B型）和單圓頭（C型）三種形式，如圖所示。142普通平鍵2.導向平鍵和滑鍵當輪轂需要在軸上沿軸向移動時，可采用導向平鍵和滑鍵連接。如圖所示，導向平鍵比普通平鍵長，為防止松動，通常用緊定螺釘固定在軸上的鍵槽中，鍵與輪轂槽采用間隙配合，因此，軸上零件能做軸向滑動。為便于拆卸，鍵上設有起鍵螺孔。由于鍵太長時制造比較困難，因此，導向平鍵常用于軸上零件移動量不大的場合，如機床變速箱中的滑移齒輪。143導向平鍵及其連接a）導向平鍵b）導向平鍵連接如圖所示，滑鍵固定在輪轂上，由輪轂帶動其在軸上的鍵槽中沿軸向滑移。鍵長不受滑動距離的限制，只需在軸上銑出較長的鍵槽，而鍵可做得較短。144滑鍵連接二、半圓鍵連接半圓鍵連接如圖所示。半圓鍵工作面是鍵的兩側面，因此與平鍵一樣有較好的對中性。半圓鍵可在軸上鍵槽中擺動以適應輪轂上鍵槽的斜度，適用于錐形軸與輪轂的連接。它的缺點是鍵槽對軸的強度削弱較大，只適用于輕載連接。145半圓鍵連接三、花鍵連接由沿軸和輪轂孔周向均布的多個鍵齒相互嚙合而成的連接稱為花鍵連接。花鍵分為外花鍵（花鍵軸）和內花鍵（花鍵孔），如圖所示。146花鍵花鍵連接的特點有以下幾方面：（1）花鍵連接由多齒傳遞載荷，承載能力強。（2）花鍵的齒淺，對軸的強度削弱小。（3）對中性及導向性好。（4）加工需用專用設備，成本高。花鍵連接多用于重載和要求對中性好的場合，尤其適用于經常滑動的連接。按齒形不同，花鍵連接可分為矩形花鍵連接和漸開線花鍵連接。花鍵連接的類型、特點及應用見下表。147148花鍵連接的類型、特點及應用四、楔鍵和切向鍵連接1.楔鍵楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵，如圖所示，鉤頭楔鍵用于不能從一端將楔鍵打出的場合，鉤頭供拆卸用。裝配時，將楔鍵打入軸與軸上零件之間的鍵槽內，使之連接成一整體，從而實現轉矩傳遞。楔鍵常用于定心精度要求不高、載荷平穩和低速的場合，如帶傳動。149150楔鍵連接a）普通楔鍵連接b）鉤頭楔鍵連接2.切向鍵切向鍵由一對具有1∶100斜度的楔鍵沿斜面拼合而成，其上、下兩工作面互相平行，軸和輪轂上的鍵槽底面沒有斜度。裝配時，兩個鍵分別自輪轂兩邊打入，使兩工作面分別與軸和輪轂的鍵槽底面壓緊。工作時，靠工作面的壓緊作用傳遞轉矩，如圖所示。151切向鍵及連接a）切向鍵b）切向鍵連接§3-2銷連接152銷連接主要用于定位，即固定零件間的相對位置，是組合加工和裝配時的輔助零件；也用于軸與轂的連接或其他零件的連接；還可以作為安全裝置中的過載剪斷零件。銷的形式很多，基本類型有圓柱銷和圓錐銷兩種，它們均有帶螺紋和不帶螺紋兩種形式。銷的具體參數已標準化，常用圓柱銷和圓錐銷的類型、特點及應用見下表。153154常用圓柱銷和圓錐銷的類型、特點及應用155常用圓柱銷和圓錐銷的類型、特點及應用§3-3螺紋連接156一、常用螺紋的類型、特點及應用螺紋是指在圓柱表面或圓錐表面上，沿著螺旋線形成的、具有相同斷面的連續凸起和溝槽，如圖所示。在圓柱或圓錐外表面上所形成的螺紋稱為外螺紋，在圓柱或圓錐內表面上所形成的螺紋稱為內螺紋。157螺紋a）外螺紋b）內螺紋螺紋旋向的判別如圖所示，按螺旋線旋繞方向不同，螺紋分為順時針旋入的右旋螺紋和逆時針旋入的左旋螺紋，其中右旋螺紋較為常用。螺紋旋向直觀的判別方法是，將螺紋軸線豎直放置，其可見側螺紋牙由左向右上升時為右旋，反之為左旋。158螺紋旋向的判別

常用連接螺紋的類型、特征代號、特點及應用見下表。159常用連接螺紋的類型、特征代號、特點及應用160常用連接螺紋的類型、特征代號、特點及應用普通螺紋的完整標記由特征代號、尺寸代號、公差帶代號及其他有必要做進一步說明的信息組成。特征代號與尺寸代號之間不留空，其他各部分之間用“-”分開。普通螺紋完整標記的格式為：二、螺紋連接的類型、結構及應用螺紋連接的螺紋緊固件大多已標準化，常用螺紋緊固件有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母、墊圈和防松零件等，如圖所示。161常用螺紋緊固件a）六角頭螺栓b）雙頭螺柱c）六角螺母d）平墊圈e）彈簧墊圈f）開槽圓柱頭螺釘g）開槽沉頭螺釘h）十字槽沉頭螺釘i）內六角圓柱頭螺釘j）開槽錐端緊定螺釘螺紋連接在生產實踐中應用很廣，常見的螺紋連接有螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接和緊定螺釘連接四種類型，其類型、結構、特點及應用見下表。162螺紋連接的類型、結構、特點及應用163螺紋連接的類型、結構、特點及應用三、螺紋連接的防松方法螺紋連接常用的防松方法有摩擦防松、機械防松和破壞螺紋防松三種形式，具體見下表。164

螺紋連接常用的防松方法165

螺紋連接常用的防松方法166

螺紋連接常用的防松方法四、螺紋連接的拆裝1.螺紋連接的拆裝工具螺紋連接的主要拆裝工具如圖所示。根據使用場合和部位的不同，可選用不同的工具。167螺紋連接的主要拆裝工具a）活扳手b）梅花扳手c）成套呆扳手d）旋具e）內六角扳手f）呆扳手g）扭矩扳手h）測力矩扳手i）氣動扳手2.雙頭螺栓的拆裝雙頭螺栓的拆裝方法如圖所示。168雙頭螺栓的拆裝方法a）雙螺母拆裝法b）長螺母拆裝法c）用專用工具拆裝3.螺紋連接拆裝時的注意事項裝配螺紋連接時，應保證一定的擰緊力矩，使牙間產生足夠的預緊力；墊圈不能漏裝，特別是防松墊圈；在裝配前須檢查螺紋的精度；拆卸螺紋連接時，應控制一定的扭矩，不能損傷螺母。169*§3-4彈簧170彈簧的常用分類方法如圖所示。按形狀分，彈簧的主要類型、特點及應用見下表。171彈簧的常用分類方法172彈簧的主要類型、特點及應用173彈簧的主要類型、特點及應用174彈簧的主要類型、特點及應用§3-5聯軸器175聯軸器是機械傳動中的常用部件，多用來連接兩傳動軸，使其一起轉動并傳遞扭矩，有時也可作為安全裝置。聯軸器按結構特點不同，可分為剛性聯軸器和撓性聯軸器兩大類。常用聯軸器的類型、結構特點及應用見下表。176常用聯軸器的類型、結構特點及應用177常用聯軸器的類型、結構特點及應用178常用聯軸器的類型、結構特點及應用§3-6離合器179與聯軸器相同，離合器主要用來連接兩軸，使其一起轉動并傳遞扭矩。用離合器連接的兩軸在機器的運轉過程中可以隨時接合或分離。另外，離合器也可用于過載保護等，通常用于操縱機械傳動系統的啟動、停止、換向及變速。對離合器的要求是：工作可靠，接合平穩，分離迅速而徹底，動作準確，調節和維修方便，操作方便省力，結構簡單等。離合器的類型很多，一般的機械離合器有牙嵌式和摩擦式等。常用離合器的類型、結構、特點及應用見下表。180181常用離合器的類型、結構、特點及應用第4章機構182§4-1平面機構的組成§4-2平面四桿機構凸輪機構§4-3間歇運動機構§4-4§4-1平面機構的組成183一、平面機構機構是具有確定運動的構件系統，其組成要素有構件和運動副。若組成機構的所有構件都在同一平面或相互平行的平面內運動，則稱該機構為平面機構，否則稱為空間機構。184二、平面運動副機械的重要特征是其各組成構件之間具有確定的相對運動，因此必須對各個構件的運動加以必要的限制。在機械中，每個構件都以一定方式與其他構件相互接觸，兩者之間形成一種可動的連接，從而使兩個相互接觸的構件之間的相對運動受到限制。兩個構件之間的這種可動連接稱為運動副。兩構件之間有不同的接觸方式，從而形成不同的運動副。1851.低副（1）低副的類型及應用兩構件之間為面接觸的運動副稱為低副。按兩構件之間相對運動特征的不同，低副可分為轉動副、移動副和螺旋副，低副的類型及應用見下表。186低副的類型及應用187低副的類型及應用（2）低副的結構及符號轉動副的表示方法如圖所示，小圓圈表示鉸鏈，線段表示構件，帶陰影線的構件表示機架（固定不動）。188轉動副的表示方法a）固定鉸鏈b）活動鉸鏈c）表示方法2.高副兩構件之間為點或線接觸的運動副稱為高副。按接觸方式不同，高副通常分為滾動輪接觸、凸輪接觸和齒輪接觸，高副的類型及應用見下表。189高副的類型及應用190高副的類型及應用*三、機構運動簡圖的測繪用簡單線條和符號來表示構件和運動副，并按比例定出各運動副的位置。這種說明機構各構件間相對運動關系的簡化圖形，稱為機構運動簡圖。1.機構分析（1）測繪時使被測繪的機構緩慢地運動，從主動件開始仔細觀察機構運動，分清各運動單元，確定主動件、機架、傳動部件和執行部件，從而確定組成機構的構件數目和運動副的數目。（2）根據連接構件間的接觸情況及相對運動的性質，確定各個運動副的種類。191（3）選擇最能表現機構特征的平面作為視圖平面。（4）在稿紙上按規定的符號及構件的連接次序逐步畫出機構運動簡圖的草圖，然后用數字1、2、3…分別標出各構件，用

A、B、C…分別標出各運動副。（5）仔細測量機構各運動尺寸（如轉動副間的中心距、移動副導路的位置），對于高副則應仔細測出高副的輪廓曲線及其位置，然后以適當的比例作機構運動簡圖。1921932.繪制機構運動簡圖的步驟了解清楚機械的實際構造、動作原理和運動情況。1選擇恰當的機構運動簡圖視圖平面（通常選擇機械中多數構件的運動平面）。3確定各運動副的相對位置，用各運動副的代表符號、常用機構運動簡圖符號和簡單線條，繪制機構運動簡圖。5沿運動傳遞路線，逐一分析每兩個構件之間相對運動的性質，確定運動副的類型和數目。2選擇恰當的作圖比例。4在主動件上標出箭頭以表示其運動方向。6§4-2平面四桿機構194一、平面四桿機構的基本類型、特點和應用由一些剛性構件用轉動副和移動副相互連接而組成的，在同一平面或相互平行平面內運動的機構稱為平面連桿機構。平面連桿機構構件的形狀多種多樣，不一定為桿狀，但從運動原理來看，均可用等效的桿狀構件來代替。最常用的平面連桿機構是具有四個構件（包括機架）的低副機構，稱為平面四桿機構。195工程上常用的平面四桿機構的機構運動簡圖如圖所示。其中，如圖a所示的平面鉸鏈四桿機構是平面四桿機構的基本形式，也是其他多桿機構的基礎。196工程上常用的平面四桿機構的機構運動簡圖a）平面鉸鏈四桿機構b）平面滑塊四桿機構二、平面鉸鏈四桿機構如圖所示，在平面鉸鏈四桿機構中，固定不動的構件4稱為機架，不與機架直接相連的構件2稱為連桿，與機架相連的構件1、3稱為連架桿。平面鉸鏈四桿機構按兩連架桿的運動形式不同，分為曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構三種基本類型。197平面鉸鏈四桿機構1.平面鉸鏈四桿機構類型的判別曲柄是能做整周旋轉的連架桿，只有這種能做整周旋轉的構件才能用電動機等連續轉動的裝置來帶動，所以，能做整周旋轉的構件在機構中具有重要地位，即曲柄是機構中的關鍵構件。平面鉸鏈四桿機構中是否存在曲柄，主要取決于機構中各桿的相對長度和機架的選擇。平面鉸鏈四桿機構存在曲柄，必須同時滿足兩個條件：最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其他兩桿長度之和；連架桿和機架中必有一桿是最短桿。198根據曲柄存在條件，可以推論得出平面鉸鏈四桿機構三種基本類型的判別方法，見下表。199平面鉸鏈四桿機構三種基本類型的判別方法（AD為最長桿，AB為最短桿）200平面鉸鏈四桿機構三種基本類型的判別方法（AD

為最長桿，AB

為最短桿）2.平面鉸鏈四桿機構應用舉例201平面鉸鏈四桿機構應用舉例202平面鉸鏈四桿機構應用舉例203平面鉸鏈四桿機構應用舉例*三、平面四桿機構的基本性質如圖所示曲柄搖桿機構中，當曲柄整周回轉時，搖桿在

C1D

與

C2D兩極限位置之間往復擺動。當搖桿在

C1D、C2D

兩極限位置時，曲柄與連桿共線，對應兩位置所夾的銳角稱為極位夾角，用θ

表示。204曲柄搖桿機構機構的急回特性可用行程速比系數

K

表示，即式中——從動件工作行程的平均角速度，rad/s；——從動件空回行程的平均角速度，rad/s；

t1——從動件工作行程的所用時間，s；

t2——從動件空回行程的所用時間，s；

θ——極位夾角，（°）。205上式表明，當機構有極位夾角θ時，機構有急回特性；極位夾角θ

越大，機構的急回特性越明顯；極位夾角θ=0°時，機構往返所用的時間相同，機構無急回特性。平面四桿機構的急回特性可以節省非工作時間，提高生產效率，如牛頭刨床退刀速度明顯高于工作速度，就是利用了平面四桿機構的急回特性。2062.死點位置如圖所示曲柄搖桿機構中，若搖桿

CD

為主動件，曲柄AB為從動件，則當搖桿擺動到極限位置

C1D

或

C2D

時，連桿

BC

與從動曲柄

AB共線，主動搖桿

CD通過連桿BC

加于從動曲柄

AB

上的力將通過從動件的鉸鏈中心

A，從而使驅動力對從動曲柄

AB的回轉力矩為零，使機構轉不動或出現運動不確定現象。機構的這種位置稱為死點位置。207208曲柄搖桿機構的死點位置四、含有一個移動副的平面四桿機構1.曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構是具有一個曲柄和一個滑塊的平面四桿機構，其應用實例見下表。209

曲柄滑塊機構應用實例210

曲柄滑塊機構應用實例2.導桿機構導桿是機構中與另一運動構件組成移動副的構件。連架桿中至少有一個構件為導桿的平面四桿機構稱為導桿機構。導桿機構可以看作是通過改變曲柄滑塊機構中固定件的位置演化而成的。當曲柄滑塊機構選取不同構件作為機架時，會得到不同的導桿機構類型。211§4-3凸輪機構212一、凸輪機構的組成、類型、特點及應用1.凸輪機構的組成凸輪機構是由凸輪、從動件和機架三個基本構件組成的高副機構，凸輪機構示意圖如圖所示。213凸輪機構示意圖2.凸輪機構的類型、特點及應用凸輪機構的類型很多，凸輪機構的類型、特點和應用見下表。214凸輪機構的類型、特點和應用215凸輪機構的類型、特點和應用216凸輪機構的類型、特點和應用二、凸輪機構從動件常用運動規律凸輪機構中最常用的運動形式為凸輪做等速回轉運動，從動件做往復移動。217從動件做升—停—降—停循環運動218從動件做升—停—降—停循環運動如圖所示的位移曲線圖反映了從動件的運動規律，通過對凸輪機構的一個運動循環的分析可知，從動件的運動規律決定凸輪的輪廓形狀。常用的從動件的運動規律有等速運動規律和等加速等減速運動規律。219位移曲線圖1.等速運動規律（以推程為例）從動件上升（或下降）的速度為一常數的運動規律稱為等速運動規律。從動件做等速運動時，會使凸輪機構產生強烈的剛性沖擊，因此，等速運動規律只適用于凸輪做低速回轉、輕載的場合。220等速運動規律2.等加速等減速運動規律（以推程為例）從動件在行程中先做等加速運動，后做等減速運動的運動規律稱為等加速等減速運動規律。從動件做等加速等減速運動時，會使凸輪機構產生柔性沖擊，這種柔性沖擊雖然比剛性沖擊要小得多，但也會對機器造成一定的破壞。因此，等加速等減速運動規律只適用于凸輪機構做中速回轉、輕載的場合。221等加速等減速運動規律三、凸輪機構的壓力角從動件的受力方向（接觸點的法線方向）與運動方向之間的夾角，稱為凸輪機構的壓力角，用α

表示，如圖所示。222凸輪機構的壓力角四、凸輪常用結構凸輪的種類很多，常需根據不同的工作要求進行設計和制造，如圖所示為常見凸輪。223常見凸輪凸輪常用結構見下表。224

凸輪常用結構225

凸輪常用結構§4-4間歇運動機構226一、棘輪機構棘輪機構是間歇運動機構的一種形式，它將主動件的連續運動轉換為從動件的間歇運動。棘輪機構的特點是結構簡單，制造方便，棘輪的轉角可在一定范圍內調節，但工作時易產生沖擊和噪聲。它適用于低速、轉角不大和傳動平穩性要求不高的場合。棘輪機構分為齒式棘輪機構和摩擦式棘輪機構。2271.齒式棘輪機構的組成及工作原理如圖所示為機械中常用的齒式棘輪機構，它主要由搖桿、棘輪、棘爪、止回棘爪等組成。棘輪機構通常由曲柄搖桿機構來驅動，棘輪用鍵與傳動軸相連接，搖桿空套在棘輪軸上。當搖桿逆時針擺動時，鉸接在搖桿上的棘爪插入棘輪的齒槽內，推動棘輪同向轉過一