第一節鍵連接安裝在軸上的齒輪、帶輪、鏈輪等傳動條件，其輪轂與軸的連接，主要有鍵連接、花鍵連接、銷鏈接等。一?鍵連接鍵連接主要用作軸上零件的周向固定并傳遞轉矩；有的使軸上零件沿軸向移動時起導向作用。按照結構特點和工作原理，鍵連接可分為平鍵連接、半圓鍵連接和楔鍵連接等。常用的為平鍵連接。1?平鍵連接平鍵連接的截面結構如圖5-1所示，平鍵的下面與軸上鍵槽貼緊,上面與輪轂鍵槽頂面留有間隙。兩側面為工作面，依靠鍵與鍵槽之間的擠壓力傳遞轉矩。平鍵連接加工容易、裝拆方便、對中性良好，用于傳動精度要求較高的場合。根據用途可將其分為如下三種：（1）普通平鍵連接如圖5-2所示，普通平鍵的主要尺寸是鍵寬b、鍵高h和鍵長L。端部有圓頭（A型）、平頭（B型）和單圓頭（C型）三種形式。A型鍵定位好，應用廣泛，C型鍵用于軸端，A、C型鍵的軸上鍵槽用立銃刀切制，端部的應力集中較大。B型鍵的軸上鍵槽用盤銃刀銃出，軸上應力集中較小，但對于尺寸較大的鍵，要用緊定螺釘壓緊,以防松動。薄型平鍵連接薄型平鍵與普通平鍵比較，在鍵寬b相同時，鍵高h較小。因此，薄型平鍵連接對軸和輪轂的強度削弱也小，用于薄壁結構和特殊場合。導向平鍵連接當軸上零件與軸構成移動副時，可采用導向平鍵連接(圖5-3)o導向平鍵較普通平鍵長，為防止鍵體在軸中松動，用兩個螺釘將其固定在軸上鍵槽中，鍵的中部設有鍵螺孔，以便拆卸。若軸上零件沿軸向移動距離較長，可采用圖5-4所示的滑鍵連接。2?平鍵連接的選用步驟如下：根據鍵連接的工作要求和使用特點，選擇鍵連接的類型。按照軸的公稱直徑d,從國家標準(表5-4)中選擇平鍵的截面尺寸bxh.根據輪轂長度L1選擇鍵長L,靜連接取L=Ll-(5-10)mm.鍵長L應符合標準長度系列。校核平鍵連接的強度：鍵連接的主要失效形式較弱工作面的壓潰(靜連接)或過度磨損(動連接)，因此應按照擠壓應力Qp進行條件性的強度計算，校核公式為Qp=4T/dtl<[QP](5-1)式中T-傳遞的轉矩，N-mm；d-軸的直徑，mm;h-鍵高，mm;I-鍵的工作長度，見圖5-2中所示，mm;[Qp「鍵連接的許用擠壓應力，見表5-2,計算時應取連接中較弱材料的值，MPa.如果強度不足，在結構允許時可以適當增加輪轂的長度和鍵長，或者間隔180°布置兩個鍵。考慮載荷分布的不均勻性，雙鍵連接按L5個鍵進行強度校核。第二節螺紋連接螺紋連接結構簡單、拆裝方便、類型多樣，是機械和結構中應用最廣泛的緊固件連接。螺紋連接在圓柱內、外表面上分別沿螺紋旋線切出特定形狀的溝槽而形成內、外螺紋，共同組成螺旋副使用（圖5-13）。沿一條螺旋線形成的為單線螺紋，其自鎖性好，常用于連接；沿兩條線或兩條以上等距螺旋線行程的為多線螺紋，其效率高，常用于傳動。螺紋的主要參數有：大徑d（公稱直徑），小徑dl（強度計算直徑），中徑d2（確定螺紋幾何參數和配合興致的直徑），線數n,螺距P,導程Ph（Ph=nP）,螺紋升角入，牙型角a（螺紋軸向截面內牙型兩側邊的夾角）或牙側角B（螺紋牙型的側邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角）等。由圖5-14可知，螺紋的升角與導程、螺距間的關系為tan入二Ph/兀d2=nP/兀d2（5-2）二、螺紋的類型、特點及應用按照牙型的不同，螺紋可分為普通螺紋、管螺紋、米制錐螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋等（圖5-15）。除矩形螺紋以外，均以標準化。除多數管螺紋采用英制（以每英寸牙數表示螺距）夕卜，均采用米制。普通螺紋的牙型為等邊三角形，a=60°,故又稱為三角形螺紋。對于同一公稱直徑，按螺距的大小分為粗牙螺紋和細牙螺紋。粗牙螺紋常用于一般連接；細牙螺紋自鎖性好，用于受沖擊、振動和變載荷的鏈接。管螺紋的牙型為等腰三角形，a=55°,適用于管子、管接頭、旋塞、閥門等螺紋連接件。非螺紋密封的管螺紋本身不具有密封性，若要求連接后具有密封性，可壓緊被連接件螺旋副外的密封面，也可在密封線間添加密封物；用螺紋密封的管螺紋在螺紋旋合后，利用本身的變形既可保證連接的密封性，不需要任何填料，如空調管道連接。米制錐螺紋的牙型角a=60°,螺紋分布在錐度為1：16的圓錐管壁上，用于氣體或液體管路系統依靠螺紋密封的連接螺紋（水和煤氣管道用管螺紋除外）。矩形螺紋的牙型為正方形，a=0°，其傳動效率高，但牙根強度弱，螺旋副磨損后的間隙那以修復和補償，使傳動精度下降，因此逐漸被梯形螺紋所代替。梯形螺紋的牙型為等腰梯形，a=30°，其傳動效率略低于矩形螺紋，但牙根強度高，工藝性和對中性好，可補償磨損后的間隙，是常用的傳動螺紋。鋸齒形螺紋的牙型為不等腰梯形，工作面的牙側角B1=3°，非工作面的牙側角B2=30°，兼有矩形螺紋傳動效率高和和梯形螺紋牙根強度高的特點，用于單向受力的傳動中。三、螺紋連接的主要類型及應用螺紋連接由連接件和被連接件組成，表5-3列出了螺紋連接的主要類型、構造，螺紋連接和螺紋連接件的特點及應用，螺紋連接的主要尺寸及關系等。螺紋連接件分A、B、C三個精度等級。A級精度最高，用于重要連接；B級精度次之；C級精度多用于一般連接。螺栓連接：螺栓穿過被連接件的通孔，與螺母組合使用，裝拆方便，成本低，不受被連接件的材料限制。廣泛用于傳遞軸向載荷且被連接件厚度不大，能從兩邊進行安裝的場合。常用的是六角頭螺栓，配以高m^0.8d的六角螺母。螺栓分粗牙和細牙兩種；螺栓部有部分螺紋和全螺紋兩種。此外，還有用于工藝裝夾設備的T形槽螺栓、用于將機器設備固定在地基上的地腳螺栓等類型。鉸制孔用螺栓連接：螺栓穿過被連接件的絞制孔并與之過度配合，與螺母組合使用，適用于傳遞橫向載荷或需要精度固定被連接件的相互位置的場合。六角頭鉸制孔用螺栓的螺栓桿直徑ds大于公稱直徑d，常配以高m^(0.36?0.6)d的六角薄螺母。除六角螺母外，在螺栓連接中有時也采用方形、蝶形、環形、槽型等雙頭螺柱連接：雙頭螺柱的一端旋入較厚被連接件的螺紋孔中并固定，另一端穿過較薄被連接件的通孔，與螺母組合使用，適用于被連接件之一較厚且經常裝拆的場合。雙頭螺柱的兩端螺紋有等長和不等長兩種：A型帶退刀槽，B型制成腰桿，末端碾制。平墊圈可保護被連接件表面不被劃傷，彈簧墊圈有65°~80。的左旋開口，用于摩擦防松。此外，還有斜墊圈、止動墊圈等品種。螺釘連接：螺釘穿過較薄被連接件的通孔，直接旋入較厚被連接件的螺紋孔中，不用螺母，結構緊湊，適用于被連接件之一較厚，受力不大，且不經常裝拆的場合。螺釘頭部有六角、圓柱頭、半圓頭、沉頭等形狀；起子槽有一字槽、十字槽、內六角孔等形式。機器上常設吊環螺釘。螺栓也可作螺釘使用。緊定螺釘連接：緊定螺釘旋入被連接件的螺紋孔中，并用尾部頂住另一連接件的表面或相應的凹坑中，固定他們的相對位置，還可以傳遞不大的力或轉矩。頭部為一字槽的緊定螺釘最常用。尾部有多種形狀，平端用于高硬度表面或經常拆卸處；圓柱段可壓入軸上的凹坑；錐段用于低硬度表面或不經常拆卸處。四、螺紋連接的擰緊與防松1.螺紋連接的擰緊及控制螺紋連接在承受工作載荷之前，一般需要擰緊，這種連接稱為緊連接；不需要擰緊的連接稱為松連接。擰緊可提高連接的緊密性、緊固性和可靠性。擰緊力矩T’用來克服螺旋副及螺母支撐面上的摩擦力矩。擰緊時螺栓所受拉力F’稱為預緊力。實驗表明，對M10?M48的粗牙螺紋來說，無潤滑時，有近似公式T’=0.2F’d式中T’——擰緊力矩，N-mmF’——預緊力，Nd——螺紋連接件的公稱直徑，mm預緊力過大，螺紋牙可能被剪斷或滑扣；預緊力過小，緊固件可能松脫，被連接件可能出現滑移或分離。因此，有必要再擰緊螺栓時控制擰緊力矩，從而控制預緊力。采用指針式測力距扳手或預置式定力距扳手（圖5-16）控制擰緊力矩的方法精度較高。目前控制預緊力的方法較多采用電動扳手，使用呆扳手可以在一定程度上控制擰緊力矩，而使用可以調整的活扳手難以控制擰緊力矩。為了使被連接件均勻受壓，互相貼合緊密、連接牢固，在裝配時要根據螺栓實際分布情況，按一定的順序（圖5-17）分幾次（常為2~3次）逐步擰緊，而拆卸的順序與裝備的順序恰好相反。對于鑄鍛焊件等粗糙表面，應加工成凸臺、沉頭座或采用球面墊圈;支撐面傾斜時應采用斜面墊圈（圖5-18）。這樣可使螺栓周線垂直于支撐面，避免避免承受偏心載荷。圖中尺寸E要保證扳手所活動的空間。螺紋連接的防松措施連接螺紋常為單線，滿足自鎖條件。連接螺紋再擰緊后，一般不會松動。但是在變載荷、沖擊、振動作用下，都會使預緊力減小，摩擦力降低，導致螺旋副相對轉動，使螺紋連接松動，必須采用放松措施。常用的放松措施有三種：（1）摩擦防松使螺旋副中產生不隨外力變化的正壓力，以形成阻止螺旋副相對轉動的摩擦力的方法（圖5-19）o對頂螺母防松效果較好，金屬鎖緊螺母次之，彈簧墊圈效果較差。這種方法適用于機械外靜止構件的連接，以及防松要求不嚴格的場合。⑵鎖住放松利用各種止動件機械地限制螺旋副相對運動的方法（圖5-20）o這種方法可靠，但裝拆麻煩，適用于機械內部運動構建的連接，以及防松要求較高的場合。（3）不可拆防松在螺旋副擰緊后，采用端初、沖點、焊接、膠接等措施，使螺紋連接不可拆（圖5-21）o這種方法簡單可靠，適用于裝配后不再拆卸的連接。第四節聯軸器和離合器聯軸器和離合器主要用于連接兩軸，使其共同回轉以傳遞運動和轉矩。在機器工作時，聯軸器只能保持兩軸的接合狀態，而離合器卻可隨時完成兩軸的接合或分離。一常用聯軸器聯軸器所連接的兩軸，由于制造和軸線的徑向、軸向安裝誤差、受載變形和機座下沉等原因，可能產生軸線的徑向、軸線或綜合偏移。因此，要求聯軸器在傳遞運動和轉矩的同時，還應具有一定范圍的補償軸線偏移、緩沖吸振的能力。因此將聯軸器分為剛性聯軸器和彈性聯軸器兩大類。1、 剛性聯軸器剛性聯軸器結構簡單、制造容易、承載能力大、成本低，但沒有補償軸線偏移的能力，適用于載荷平穩、轉速穩定、兩軸對中良好的場合。凸緣聯軸器(GY、GYD型)凸緣聯軸器由兩個帶有凸緣的半聯軸器分別用鍵與兩軸連接，然后用螺栓將它們連接成一體，以實現兩軸的連接。GY型由釵制孔用螺栓對中、裝拆方便，傳遞轉矩較大;GYD型采用普通螺栓連接，靠對中樣對中，制造成本低，但裝拆時軸須作軸向移動。套筒聯軸器(GT型)套筒聯軸器利用公共套筒和鍵、銷等連接兩軸，徑向尺寸小，轉動慣量也小，可用于起動頻繁和速度常變化的傳動。2、 無彈性元件的撓性聯軸器撓性聯軸器具有補償軸線偏移的能力,適用于載荷和轉速有變化及兩軸有偏移的場合。無彈性元件的撓性聯軸器，靠本身動連接的可移動功能補償軸線偏移。⑴滑塊聯軸器(WH型)滑塊聯軸器由兩個與軸用鍵連接的半聯軸器1、3和中間滑塊2組成，2的兩面有互成90°的徑向凸樣，1、3的端面有徑向凹槽，利用凸樣與凹槽相互嵌合構成移動副，可補償徑向偏移和角偏移，但轉動時滑塊有較大的離心慣性力。其結構簡單、但徑向尺寸小,適用于兩軸徑向位移較大的低速、無沖擊和載荷較大的場合。齒式聯軸器(WC型)齒式聯軸器由兩個帶外齒的輪轂分別與主、從動軸連接，兩個帶內齒的凸緣用螺栓緊固,利用內外齒嚙合以實現兩軸連接。其外廓尺寸緊湊、傳遞轉矩大，可補償綜合偏移，但成本較高，適用于高速、重載、起動頻繁和經常正反轉的場合。萬向聯軸器(WS型)萬向聯軸器上與主、從動軸相連的叉形件1、3與十字軸2分別構成轉動副，允許有較大的角偏移。圖5-30所示的單萬向聯軸器，主動軸叉1以等角速度0)1回轉時，從動軸叉3的角偏移a)2將周期性變化，引起動載荷。為使31二a)2,一般將兩個單萬向聯軸器成對使用，且應滿足三個條件：①主、從動軸與中間軸夾角al=a3；②中間軸兩端的叉形件應共面；③主、從動軸與中間軸的軸線應共面。其徑向尺寸小，適用于連接較大的兩軸。上述無彈性元件的撓性聯軸器中，各運動副應保持良好潤滑條件，以減輕磨損。3、 非金屬彈性元件的撓性聯軸器靠彈性元件的彈性變形及阻尼作用來補償軸線偏移、緩沖吸振的聯軸器，稱為彈性元件的撓性聯軸器。其中，彈性元件為非金屬材料的主要有：（1） 彈性套柱銷聯軸器（LT型）彈性套柱銷聯軸器上有錐端的柱銷固定于半聯軸器，柱銷上套裝的現貨較彈性套伸入半聯軸器上的空中，實現兩軸的連接。其制造方便，適用于起動頻繁的高、中速軸的中、小轉矩傳動。彈性套易磨損，為便于更換，要留有裝拆柱銷的空間尺寸。（2） 彈性柱銷聯軸器（LH型）彈性柱銷聯軸器利用置于半聯軸器凸緣孔中尼龍柱銷，實現兩軸連接。為防止柱銷滑出設有擋板。為適用于起動及換向頻繁的轉矩較大的中、低速軸。4、 金屬彈性元件的撓性聯軸器蛇形彈簧聯軸器（JS型）由兩個帶外齒圈的半聯軸器1、3和置于其齒間的一組蛇形板簧2組成。每個齒圈上有50^100個齒，齒間的彈簧廣3層。為便于安裝分成6~8段。蛇簧用外殼4、5罩住。以蛇形蛋簧聯軸器為代表的金屬彈性元件撓性聯軸器，補償偏移能力強，適用于大功率的機械傳動。二聯軸器的選用根據工作載荷的大小和性質、轉速高低、兩軸相對偏移的大小，環境狀況，裝拆維護和經濟性等方面的因素，選擇合適的類型。例如，在載荷平穩、轉速恒定、低速的場合，剛性大的短軸器。在載荷多變、高速回轉、頻繁起動、經常反轉和兩軸不能保證嚴格對中的場合，可選用彈性元件的撓性聯軸器。三、常用離合器離合器可以根據需要使兩軸接合或分離，