如何正确装配可拆卸连接件

装配过程中有大量的连接。常见的连接方式有两种，一种是可拆卸连接，如螺纹连接、键连接和销连接等；另一种是不可拆卸连接，如焊接、铆接和过盈配合连接等。机械产品中可拆卸连接更为常见。

1）螺纹装配

螺纹连接是一种可拆卸的连接，它具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，应用非常广泛。

（1）螺纹连接预紧力矩的确定。在使用时，绝大多数螺纹连接在装配时都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用。经验证明：适当选用较大的预紧力对螺纹连接的可靠性以及连接件的疲劳强度都是有利的，特别对于像汽缸盖、齿轮箱轴承盖等紧密性要求较高的螺纹连接，预紧更为重要。但过大的预紧力会导致整个连接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。

通常规定，拧紧后螺纹连接件的预紧力不得超过其材料的屈服极限σs的80%。对于一般连接用的钢制螺栓的预紧力Qp，推荐按下列关系确定：

碳素钢螺栓：Qp≤（0.6～0.7）σsA1

合金钢螺栓：Qp≤（0.5～0.6）σsA1

式中：σs——螺栓材料的屈服极限；

A1——螺栓危险截面的面积，A1≈，d1为螺纹小径。

螺纹连接预紧可以采用各种扳手（活络扳手、呆扳手、套筒扳手等），对于需要严格控制力矩的重要场合，须采用限力矩扳手或测力矩扳手，批量连续生产的机械装配线可采用气动扳手。

（2）螺母和螺钉的装配。螺钉、螺母在装配后，要连接得紧固有力、不可松动，拆卸时要完整无损，为此应注意以下要点：

①在装配螺钉、螺母时，一定要选择合适的扳手、起子，以免将螺钉头、螺母的六角扳圆，或者把螺钉上的开口槽弄毛，把表面防护层，如发蓝、镀锌等弄坏。在一些场合下，活络扳手用起来并不理想，因为它占地大，刚性也差。用活络扳手时，一定要按螺钉、螺母尺寸调整好，开口不能过大，不然既容易损坏螺钉，也容易损坏扳手。

②螺钉、螺母与零件贴合的表面应光洁、平整和完整，贴合处的表面应当经过加工，否则装配后容易松动或使螺钉弯曲。

③成组螺纹连接件装配时，为了保证各螺钉（或螺母）具有相等的预紧力，使连接零件均匀受压，紧密贴合，必须注意各螺钉（或螺母）的拧紧顺序，如图9-18所示，各组螺纹连接采用对称拧紧的顺序。用力时，要做到分次逐步拧紧：先把所有螺母拧到靠近工件，但不要加力，然后按顺序加1／3预紧力，拧一遍后，再从头开始，再加1／3预紧力，如此往复3～5遍，直至完全旋紧为止。

图9-18　螺钉（或螺母）的拧紧顺序

图9-19　双头螺栓的拧紧

④拧紧力矩要恰当，可适当大些，但也不宜过大。

⑤连接件在工作中有振动或冲击时，为了防止螺钉和螺母回松，必须采用防松装置。

（3）双头螺栓的装配。双头螺栓装配后应保证其紧固端与基体螺纹配合牢固，在拆卸螺母过程中不会有任何松动现象，且装好的螺栓轴线必须与基体表面垂直。具体装配方法有以下三种：

①双螺母旋紧法：如图9-19（a）所示，将两个螺母互相旋紧，然后旋上面一个螺母，使双头螺栓旋入孔中。

②长螺母旋紧法：如图9-19（b）所示，止动螺钉阻止螺母和双头螺栓之间的相对运动，然后旋动长螺母，将双头螺栓旋入。放松螺母时只需先使止动螺钉回松即可。

③在成批大量的装配中，可使用电动或气动扳手旋入双头螺栓，既快又松紧适度。装配时应注意：

a.螺栓与基体有较小的偏斜时，重要场合可用丝锥校正螺孔后再装正，一般只要将装入的双头螺栓敲正即可。当偏斜较大时，不得强行校正，只能制作一个新螺纹孔。

b.发现螺栓拧不到底时，可用丝锥校正后再拧入。

c.若双头螺栓旋入过松时，应调换一个中径较大的重新旋入，并保证旋入后有一定的过盈量。

d.拧入基体的双头螺栓必须涂抹润滑油，以免发生咬合现象，且有利于以后拆卸、更换。

（4）螺纹的防松措施。作紧固用的螺纹连接一般具有自锁作用，但在受到冲击、振动或变载荷作用时，有可能松动，因此应采取相应的防松措施。常用的方法有：

①对顶螺母。如图9-20所示，两对顶螺母对顶拧紧（用两个扳手在正反方向同时并紧）后，使旋合的螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用。该措施结构简单，适用于平稳、低速和重载的固定装置上的连接。

②弹簧垫圈。如图9-21所示，螺母拧紧后，靠垫圈压平面而产生的弹性反力使旋合螺纹间压紧，结构简单，使用方便，广泛应用于不甚重要的连接。

③自锁螺母。如图9-22所示，螺母一端制成非圆形收口或开缝后径向收口。当螺母拧紧后，收口胀开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。该措施结构简单，防松可靠，可多次装拆而不降低防松性能。

图9-20　对顶螺母

图9-21　弹簧垫圈

图9-22　自锁螺母

④开口销与六角开槽螺母。如图9-23所示，六角开槽螺母拧紧后将开口销穿入螺栓尾部小孔和螺母的槽内，并将开口销尾部掰开与螺母侧面贴紧。也可用普通螺母代替六角开槽螺母，但需拧紧螺母后再配作销孔。该措施适用于较大冲击、震动的高速机械中运动部件的连接，应用于安全性能要求极高的场所。

⑤止动垫圈。如图9-24所示，螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被连接件的侧面折弯贴紧，即可将螺母锁住。若两个螺栓需要双联锁紧时，则可采用双联止动垫圈，使两个螺母相互制动。该措施结构简单，使用方便，防松可靠。

⑥串联钢丝。如图9-25所示，用低碳钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来，使其相互制动。使用时必须注意钢丝的穿入方向（（a）图正确，（b）图错误）。该结构适用于螺钉组连接，防松可靠，但装拆不便。(www.xing528.com)

图9-23　开口销与六角开槽螺母

图9-24　止动垫圈

图9-25　串联钢丝

2）键的装配

键是一种标准件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩。有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴上滑动的导向。键连接的主要类型有：平键连接、楔键连接和花键连接。

（1）平键的装配。平键制造简单、工作可靠、装拆方便，应用很广。如图9-26所示，平键是靠两侧面与键槽的两侧面相接触而传递扭矩的，即侧面为工作面，所以装配的主要技术要求是：保证平键与轴上零件键槽间的配合要求，能平稳地传递运动和转矩。

图9-26　普通平键连接的结构

键与键槽的配合性质，一般取决于机构的工作要求。键可以固定在轴或轮毂上，而与另一相配件能相对滑动（导向平键）；也可以同时固定在轴和轮毂上（普通平键），并以键的极限尺寸为基准，通过改变轴键槽、轮毂键槽的极限尺寸来得到不同的配合要求。

普通平键与轴及轮毂的连接要求，键的两侧面与键槽必须配合精确，原则上键与键槽的配合应紧密没有松动，这样在工作中如需顺、逆转时，不易产生松动现象。键与轮毂键槽的配合比键与轴键槽的配合略微松一些，这样便于装卸，但间隙还是越小越好。若在键与轮毂键槽或轴键槽间有相对滑动情况时，则在保证滑动灵活的条件下，要求间隙尽量地小。

在成批生产中，键、轴键槽及轮毂键槽均按图纸规定加工，一般不需要修配；但在单件及小批生产条件下，常需手工修配后，才能达到配合要求。其装配要点如下：

①清理键和键槽的锐边，把口部稍微倒角，以防装配时造成过大的过盈量；

②用键头与键槽试配松紧，并修配到能使键紧紧地嵌在轴键槽中；

③锉配键长、键头，使其与轴键槽间留有0.1mm左右的间隙；

④将键涂机油后压装在轴键槽中，使键底平面与槽底紧贴，压装时可用铜棒敲击或虎钳垫铜皮后夹紧；

⑤试配并安装套件，键与键槽的非配合面应留有间隙，以求轴与套件达到同心。装配后的套件在轴上不能摇动，否则容易引起冲动和振动。

（2）楔键的装配。楔键的形状和平键相似，不同之处是楔键顶面带有1∶100的斜度，如图9-27所示，装配时与之相对应的轮毂键槽上也要有同样的斜度。此外，楔键的一端有钩头，便于装卸。楔键除了传递扭矩外，还能承受单向轴向力。

楔键装配后，要求键的顶面、底面分别与轮毂键槽、轴上键槽紧贴，两侧面与键槽有一定的间隙。

楔键装配和平键装配相同，但应注意两点：一是保证楔键顶面与轮毂键槽紧密贴合（一般可用涂色法检查接触情况）；二是勿使轮毂发生倾斜和偏心。

（3）花键的装配。当需要传递大扭矩时，单个键的强度就显得不足了，可以采用花键（如图9-28所示）来传动。花键连接与其他键连接比较，其最大优点是相配件的同轴度好，传递动力大。

图9-27　楔键连接

图9-28　花键连接

花键连接有两种类型，即套件在轴上固定和套件在轴上滑动。对于前者，配合后允许有少量过盈，装配时可用铜棒轻轻敲入，但不得过紧，否则会拉伤配合表面；过盈较大的，可用压力机压装，在压入前倒去毛刺并加润滑油。也可将套件加热（80～120℃）后进行装配。在多数情况下，套件与花键轴为动配合，在轴上应滑动自如，没有阻滞现象，但也不能过松，即用手摇动套件时，不感觉到有间隙。

在成批生产中，花键轴在滚切或铣削后，一般还要磨削加工。花键孔由于是拉刀拉制的，因此孔和轴加工后，尺寸都比较精确，装配时只需去掉毛刺、锐边，将花键孔套在轴上即可。如果花键配合后滑动不灵活，可用花键推刀修整花键孔，也可用涂色法或其他方法来检查、修正它们之间的配合，直到符合要求为止。

3）销的装配

销按形状可分为圆柱销和圆锥销。销连接在机械中主要起定位、紧固、传递转矩及保护等作用，如图9-29所示。

图9-29　销连接的应用

（1）圆柱销装配。圆柱销靠过盈（一般属于过渡配合范围内）固定在孔中，故一经拆卸，便失去过盈，必须更换。

装配时，先将两个零件紧固在一起进行钻孔和铰孔，以保证两零件的销孔轴线重合，并严格控制孔的尺寸精度和表面粗糙度值（Ra为0.4～1.6μm）。然后将润滑油涂在销钉上，用铜棒垫在销钉的端面上，把销打入孔中。对于某些不能用打入法装配的定位销，可用压力机压入，或用如图9-30所示C形夹头压入，以防止销变形和工件移动。

（2）圆锥销装配。圆锥销大部分是定位销。其优点是装拆方便，可反复使用几次而不损坏连接质量。

其装配要求是：装配时，两连接件的销孔也应一同钻、铰；钻孔时按小头直径选用钻头，铰刀的锥度应为1∶50；对于铰好的圆锥销孔应将圆锥销塞入销孔试配，以销子自由地插入孔内长度占销子长度的80%～85%为宜。装配后，圆锥销的大端应稍露出零件表面或与零件表面一样平；小端应稍比零件表面缩进一些或一样平，如图9-31所示。对于盲孔或较难拆卸的场合，可采用大头带螺纹的圆锥销，这样需要拆卸时就可用拔销器将其取出了。

图9-30　用C形夹头把销钉压入孔中

图9-31　用圆锥销试配销孔