◇学习目标◇
1．了解常用的修复方法、装配前的准备工作。
2．理解静平衡的方法和步骤。
3．掌握固定连接装配的技术要求和操作要点。
4．掌握传动机构装配的技术要求和操作要点。
5．掌握滚动轴承装配的技术要求和操作要点。
◇学习过程◇
一、学习准备
常用的工量具。
二、引导问题
1．写出下列图片的名称及作用。
续表
续表
2．试述装配前的准备工作有哪些。
3．试述螺纹连接的装配技术要求。
4．试述成组螺母或螺钉拧紧的原则。
5．试述过盈连接的装配技术要求。
6．试述齿轮传动机构的装配技术要求。
7．试述滚动轴承的装配技术要求。
8．根据小组成员的特点完成下表。
9．小组讨论记录。
◇温馨提示◇
小组记录需要：记录人、主持人、日期、内容等要素。
◇知识链接◇
机械装配与检测的基础知识
一、零件装配前的准备
零件的清理和清洗。
（1）零件的清理。
零件的清理包括清除零件上残存的型砂、铁锈、切屑、研磨剂等，特别是要仔细清除小孔、沟档等易存杂物的角落。对箱体、机体内部，清理后应涂以淡色油漆。
①清除非加工表面，如铸造机座、箱体时，可用錾子、钢丝刷清除其上的型砂和铁渣。
②清理加工面上的铁锈、油漆时，则用刮刀、铅刀、砂布清除。清理后，用毛刷、皮风箱或压缩空气清理干净。
（2）零件的清洗。
1）零件的清洗。
①单件和小批量生产中，零件在洗涤槽内用棉纱或泡沫塑料擦洗或进行冲洗。
②在成批大量生产中，用洗涤机清洗零件。常用洗涤机有固定清洗装置和超声波清洗装置等。
①工业汽油主要用于清洗油脂、污垢和一般黏附的机械杂质，适用于清洗较精密的零部件。航空汽油用于清洗质量要求较高的零件。
②煤油和柴油的用途与汽油相似，但清洗能力不及汽油，清洗后干燥性较差但比汽油安全。
③化学清洗液又称乳化剂清洗液，对油脂、水溶性污垢具有良好的清洗能力。这种清洗液配制简单，稳定耐用，无毒，不易燃，使用安全，以水代油，节约能源。
3）清洗时的注意事项。
①对于橡胶制品，如密封团等零件严禁用汽油清洗，以防发涨变形。应用清洗液进行清洗。
②清洗零件时，可根据不同精度的零件，选用棉纱或泡沫塑料擦拭。滚动轴承不能使用棉纱清洗，防止棉纱头进入轴承内，影内轴承装配质量。
③清洗后的零件，应等零件上的油滴干后，再进行装配，以防影响装配质量。同时清洗后的零件不应放置时间过长（暂不装配的零件应妥善保管），防止脏物和灰尘弄脏零件。
④零件的清洗工作可分为一次性清洗和二次性清洗。零件在第一次清洗后，应检查配合表面有无碰损和划伤，齿轮的齿部和棱角有无毛刺，螺纹有无损坏。对零件的毛刺和轻微碰损的部位应进行修整。
二、典型零部件的装配
（一）固定连接的装配
1．螺纹连接的装配
（1）螺纹连接装配的技术要求。
①保证有足够的拧紧力矩。
②保证螺纹连接的配合精度。
③有可靠的防松装置。
（2）螺纹连接装配常用的工具。
1）螺钉旋具：主要用来装拆头部开槽的螺钉。螺钉旋具有一字旋具、十字旋具、快速旋具和弯头旋具，如图4-1所示。
图4-1 螺钉旋具
2）扳手：用来装拆六角形、正方形螺钉及各种螺母，如图4-2所示。扳手有通用扳手（活动扳手）、专用扳手和特种扳手等。
图4-2 扳手
1—活动钳口；2—固定钳口；3—螺杆；4—扳手体
①活动扳手：使用时应让固定钳口承受主要的作用力，扳手长度不可随意加长，以免损坏扳手和螺钉，如图4-3所示。
图4-3 活动扳手
②专用扳手：只能拆卸一种规格的螺母或螺钉。根据其用途不同可分为呆扳手、整体扳手、成套套筒扳手和内六角扳手等，如图4-4所示。
图4-4 专用扳手
③特种扳手：是根据某些特殊需要制造的，如棘轮扳手，不仅使用方便，而效率较高，如图4-5所示。
图4-5 特种扳手
1—轮；2—弹簧；3—内六角套筒
（3）螺纹连接装配的注意事项。
1）双头螺柱的配要点。
①应保证双头螺柱与机体螺纹配合有足够的紧固。为此，可采用过盈配合，以保证配合时有一定的过盈量；也可采用阶台形式紧固在机体上；有时还可以采用螺纹最后几圈牙形沟槽浅一些，以达到紧固（见图4-6）的目的。
图4-6 紧固
②双头螺柱的轴心线必须与机体表面垂直。为保证垂直度，可采用90°角尺检验，当垂直度误差较小时，可将螺孔用丝锥矫正后再装。图4-7为双头螺柱。
图4-7 专用工具拧紧双头螺柱
1—工具体；2—滚柱；3—双头螺柱；4—限位套筒；5—卡簧
③装配双头螺柱时必须加注润滑油。
常用的拧紧双头螺柱的方法有：用两螺母拧紧、用长螺母拧紧和用专用工具拧紧等（见图4-8）。
图4-8 常用的拧紧双头螺柱的方法
2）螺母和螺钉的装配要点。
①螺钉不能弯曲变形，螺钉、螺母应与机体接触良好。
②被连接件应受力均匀，互相贴合，连接牢固。
③拧紧成组螺母时，需按一定顺序逐次拧紧。拧紧原则一般为从中间向两边对称扩展，如图4-9所示。
图4-9 成组螺母的拧紧顺序
螺纹连接在有冲击负载作用或振动场合时，应采用防松装置。常用的防松方法有用双螺母防松、用弹簧垫圈防松、用开口销与带槽螺母防松、用止动圈防松和串联钢丝防松等（见图4-10）。
图4-10 常用的防松方法
2．键连接的装配
键连接是通过键实现轴与轴上零件间的周向固定以传递运动转矩的一种装配方法。
（1）松键连接的装配。
松键连接是靠键的两个侧面来传递转距，对轴上零件作圆周方向固定，不能承受轴向力。松键连接所采用的键有普通平键、导向键、半圆键和花键。
1）松键连接装配的技术要求。
①保证键与键槽的配合符合工作要求。
②键与键槽都应有较小的表面粗糙度值。
③键装入轴的键槽时，一定要与槽底贴紧，长度方向上允许有0.1 mm的间隙，键的顶面应与轮毂键槽底留有0.3～0.5 mm的间隙。
2）松键连接装配的要点。
①键和键槽不允许有毛刺，以防配合后有较大的过盈而影响配合的正确性。
②只能用键的头部和键槽试配，以防键在键槽内嵌紧而不易取出。
③锉配较长键时，允许键与键槽在长度方向上有0.1 mm的间隙。
④键连接装配时要加润滑油，装配后的套件在轴上不允许在圆周方向上摆动。(www.xing528.com)
（2）紧键连接的装配（见图4-11）。
图4-11 紧键连接
紧键连接是指楔键连接，楔键的上下表面为工作面，键的上下表面和孔键槽底各有1：100的斜度，键的侧面和键槽配合时有一定的间隙。装配时，将键打入，靠过盈传递转距。紧键连接还能轴向固定并传递单方向轴向力。
1）楔键连接（见图4-12）装配的技术要求。
图4-12 楔键连接
①楔键的斜度一定要和配合的键槽的斜度一致。
②楔键与键槽的两个侧面要留有一定的间隙。
③钩头楔键不能使钩头紧贴套件的端面，否则不易拆装。
2）楔键连接装配的要点。
装配楔键时一定要用涂色法检查键的接触情况，若接触不良，应对键槽进行修整，使其合格。
3．销连接的装配（见图4-13）
图4-13 销连接
（1）圆柱销的装配。
圆柱销作定位时，为保证配合精度，通常需要两孔同时钻、铰，并使孔的表面粗糙度值在Ra1.6 μm以下。装配时应在销子上涂上机油，用铜棒将销子打入孔中。在采用一面两孔定位时，为防止转角误差，应把一个销的两边削掉一部分。
（2）圆锥销的装配。
圆锥销具有1：50的锥度，它定位准确，可多次拆装。圆锥销装配时，被连接的两孔也应同时钻、铰出来，孔径大小以销子自由插入孔中长度约为80%为宜，然后用锤子打入即可。
4．过盈连接的装配
过盈连接是以包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈量来达到紧固连接的一种连接方法。
（1）过盈连接装配的技术要求。
1）配合件要有较高的形位精度，并能保证配合时有足够的过盈。
2）配合表面应有较小的表面粗糙度值。
3）装配时，配合表面一定要涂上机油，压入过程应连续进行，其速度要稳定，但不宜过快，一般保持在2～4 mm/s即可。
4）对细长轴和薄壁件的配合，装配前一定要对其零件的形位误差进行检查，装配时最好是沿坚直方向压入。
（2）过盈连接的装配方法。
2）热膨法：利用物体热胀冷缩的原理，将孔加热，使孔径增大，然后将轴装入孔中。常用的加热方法是把孔工件放入热水中（80～100℃）或热油（80～320℃）中进行。
3）冷缩法：利用物体热胀冷缩的原理，将轴进行冷却，待轴径缩小后再把轴装入孔中。常用的冷却方法是采用干冰和液氮进行冷却。
（二）传动机构的装配
1．齿轮传动机构的装配
（1）齿轮传动构装配的技术要求。
1）保证齿轮与轴的同轴度精度要求，严格控制齿轮的径向圆跳动和轴向窜动。
2）保证齿轮有准确的中心距和适当的齿侧间隙。
3）保证齿轮啮合有足够的接触面积和正确的接触位置。
4）保证滑移齿轮在轴上滑移的灵活性和准确的定位位置。
5）对转速高、直径大的齿轮，装配前应进行动平衡。
（2）圆柱齿轮传动机构的装配。
齿轮传动的装配与齿轮箱的结构特点有关，对开箱齿轮箱，其装配方法是先将齿轮按要求装入轴上，然后将齿轮组件装入箱内，盖上上盖，对轴承进行固定、调整即可。
1）齿轮与轴的装配。
齿轮与轴的装配形式有齿轮在轴上空转、齿轮在轴上滑移和齿轮在轴上固定三种形式。
齿轮在轴上空转或滑移时，其配合精度取决于零件本身的制造精度，装配简单也比较顺利。
当齿轮在轴上固定时，通常为过度配合，装配时需要一定的压力。若过盈量不大，可用铜棒敲入或压入；若过盈量较大，可用压力机压入。装配后一定要检查齿轮的径向圆跳动和端面圆跳动。其检验方法如图4-14所示。
图4-14 齿轮与轴的装配检验方法
2）齿轮轴组与箱体的装配。
对非对开式齿轮箱齿轮传动的装配是在箱内进行的，即在齿轮装入轴上的同时也将轴组装入箱体内。为保证装配质量，装配前应对箱体上主要的孔进行精度检验。
①同轴线孔的同轴度检查：成批生产时可用专用芯棒检验，如图4-15所示。若芯棒能顺利穿入，则表明同轴度合格；若孔径不同，可制作检验套配合芯棒进行检验。
图4-15 专用芯棒检验
②孔中心距及平行度检验：可用精度较高的游标卡尺直接测量，也可用千分尺和芯棒测得L1和L2后再通过计算得到，如图4-16所示。
图4-16 孔中心距及平行度检验
3）齿轮啮合精度检验。
①齿侧间隙的检验：齿侧间隙最直观、最简单的检验方法就是压铅丝法。在齿宽两端面上，平行放置两段直径不小于齿侧间隙4倍的铅丝，转动啮合齿轮挤压铅丝，铅丝被挤压后，最薄部分的厚度尺寸就是齿侧间隙。如图4-17所示。
图4-17 压铅丝法
②接触精度的检验：接触精度指接触面积大小和接触位置。啮合齿轮的接触面积可用涂色法进行检验，在齿轮两侧面都涂上一层均匀的显示剂，然后转动主动轮，同时轻微制动从动轮（主要是增大摩擦力）。对于双向工作的齿轮，正反两个方向都要进行检验。
齿轮侧面上的印痕面积大小，应根据精度要求而定。一般传动齿轮在齿廓的高度上接触不少于30%～50%，在齿廓的宽度上不少于40%～70%，其分布位置是以节圆为基准，上下对称分布。通过印痕的位置（见图4-18），可判断误差产生的原因。
图4-18 涂色法
（三）轴承装配
轴承是支撑轴或轴上旋转的部件。轴承的种类形多，按轴承工作的摩擦性质分为滑动轴承和滚动轴承；按受载的方向分为深沟球轴承（承受径向力）、推力轴承（承受轴向力）和角接触轴承（承受径向力和轴向力）等。
1．滚动轴承的装配
滚动轴承常用的装配方法应根据轴承尺寸的大小和过盈量来选择。一般滚动轴承的装配方法有锺击法、用螺旋或杠杆压力机压入法及热装法。
（1）向心推力轴承的装配。
深沟球轴承常用的装配方法有锤击法和压入法，如图4-19、图4-20所示；如果轴颈尺寸较大、过盈量也较大时，为装配方便，可用热法，即将轴承放在温度为80～100℃的油中加热，然后和常温状态的轴配合。
图4-19 锤击法装配滚动轴承
图4-20 压入法装配滚动轴承
（2）角接触球轴承的装配。
用锤击法、压入法或热装的方法将内圈装在轴颈上，用锤击法或压入法将外圈装到轴承孔内，然后调整游隙。
（3）推力球轴承的装配。
推力球轴承有紧圈和松圈之分，装配时应使紧圈靠在转动零件的端面上，松圈应靠在静止零件（或箱体）的端面上，如图4-21所示。
图4-21 推力球轴承的装配
1、5—紧圈；2、4—松圈；3—箱体；6—螺母
2．滚动轴承的游隙的调整
滚动轴承的游隙是指在一个套圈固定的情况下，另一个套圈沿径向或轴向的最大活动量，故游隙又分径向游隙和轴向游隙两种。
滚动轴承的游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，会造成同时承受载荷的滚动体的数量减少，使单个滚动体的载荷增大，从而降低轴承的旋转精度，减少使用寿命；游隙太小，会使摩擦力增大，产生的热量增加，加剧磨损，同样会使轴承的使用寿命减少。因此，许多轴承在装配时都要严格控制和调整游隙。通常采用使轴承的内圈对外圈作适当的轴向相对位移的方法来保证游隙。
（1）调整垫片法：通过调整轴承盖与壳体端面的垫片厚度δ，来调整轴承的轴向游隙，如图4-22所示。
图4-22 用垫片调整轴承游隙
（2）螺钉调整法，如图4-23所示。调整的顺序是：先松开锁紧螺母2，再调整螺钉3，待游隙调整好后再拧紧螺母2。
图4-23 用螺丝调整轴承游隙
1—压盖；2—螺母；3—螺钉
3．滚动轴承的预紧
对于承受载荷较大，旋转精度要求较高的轴承，大都是在无游隙甚至有少量过盈的状态下工作的，都需要轴承在装配时进行预紧。预紧就是轴承在装配时，给轴承的内圈或外圈一个轴向力，以消除轴承游隙，并使滚动体与内、外圈接触处产生初变形。预紧能提高轴承在工作状态下的刚度和旋转精度。滚动轴承预紧原理如图4-24所示。
图4-24 滚动轴承的预紧原理
（1）角接触轴承的预紧。
角接触轴承装配时的布置方式有：背对背式（外圈宽边相对）布置，面对面式（外圈窄边相对）布置，同向排列（又称成对背对背）布置，如图4-25所示。无论何种方式布置，都是采用在同一组两个轴承间配置不同厚度的间隔套来达到紧的目的。
图4-25 角接触球轴承的布置方式
（2）单个轴承预紧，如图4-26所示。
图4-26 用弹簧预紧单个轴承
通过调整螺母，使弹簧产生不同的预紧力施加在轴承外圈上，达到预紧的目的。
（3）内圈为圆锥孔轴承的预紧，如图4-27所示。
图4-27 内圈为圆锥孔轴承的预紧
1—锁紧螺母；2—隔条；3—轴承内圈
预紧时的工作顺序是：先松开锁紧螺母1左边的一个螺母，再拧紧右边的螺母，通过隔套2使轴承内圈3向轴颈大端移动，使内圈直径增大，从而除去径向游隙，达到预紧的目的。最后再将锁紧螺母1左边的螺母拧紧，起到锁紧的作用。
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