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什么是螺纹接头
螺纹接头:由紧固件将几个汽车零件连结在一起的一个机械系统。 如下图:螺栓、下系杆支架、变速箱壳体组成了一个螺纹接头。 2 汽车上为什么要用螺纹接头 除了螺纹接头外,还有其他的方法来连接两个或更多零件,如焊接法、铆接法和胶接法,构成接头。为什么汽车设计中的接头主要为螺纹接头呢?这是由于: A 汽车成本; B 大规模生产(例如,一个工厂,每天要组装1百万个接头/1000辆车); C 维修时便于拆卸; 使用螺纹接头要比其他连接方法好。 3 优秀的螺纹接头有哪些特征 3.1 实现功能 如下图所示为某变速箱放油塞螺栓接头。该接头存在的意义为便于旧变速箱油流出,那么它需要保证油的流速,且需要实现拧紧状态的密封功能。这就决定了壳体内螺纹孔和螺栓的尺寸不能太小;而密封功能需要靠垫片解决。 放油塞螺栓接头 下图为某自动挡飞轮到发动机曲轴接头,该接头需要实现飞轮和曲轴间扭矩的传递。 自动挡飞轮到发动机曲轴接头 又如下图的后上控制臂到车轮支架接头和后上控制臂到后副车架接头,它们使得车轮支架可以在一定范围内运动。 3.2 易于装配 还以前述后上控制臂到车轮支架接头为例。设计时应考虑使得该接头不被其他零件遮挡,这样可以很轻易地更换后上控制臂。 如下图为某车型摆臂球头到转向节接头。要更换摆臂或转向节时,需要将该接头松开,但由于球头和转向节间的锥面接触,该接头松开时需要专用工具,极为不便。 摆臂球头到转向节接头 3.3 发生失效时易于识别 继续后上控制臂到车轮支架接头。仔细看下图,在螺母下有一个花形垫片,它的作用是防止衬套失效后后上控制臂和车轮支架间直接分离。假设衬套发生失效,后上控制臂和车轮支架间会有异响,便于司机发现。 某公司曾经因为类似接头无该花形垫片而造成消费者车辆事故,后续引发大面积召回。 3.4 适当的设计余量 仍然以后上控制臂到车轮支架接头为例。应根据各种工况下的轮心力推算出夹紧后上控制臂和车轮支架需要的螺栓拉伸力,然后根据拧紧方法选择相应尺寸和强度等级的紧固件。紧固件小了提供不了足够的夹紧力,紧固件过大后零件重量上升,零件价格和整车油耗均会增大。故需要保证适当的设计余量。 4 螺纹接头常用拧紧方法 4.1 常用的拧紧方法 目前汽车工业上使用最多的为扭矩法和扭矩转角法。 扭矩法是在紧固件上施加一定的扭矩,使其紧固的方法。 扭矩转角法是在扭矩法的基础上,再拧紧一定的角度的方法。 4.2 扭矩法的优缺点 扭矩法只有扭矩一个控制参数,故对装配工具的要求较低,相应地对装配实施人员的培训较为容易,使得装配成本较为低廉。 但也正是扭矩法只能控制扭矩,使其紧固螺栓或螺母时不能控制螺栓进入屈服,只能使用螺栓的弹性段,使得螺栓的利用率较低,不能释放螺栓的全部潜力。 4.3 扭矩转角法的优缺点 相对于扭矩法,扭矩转角法可以额外控制拧紧转角,这使得该方法可控制螺栓进入屈服区,能发挥螺栓的全部潜力,螺栓利用率较高。这样可以使用更小规格的紧固件达到相同的夹紧力。 但是扭矩转角法增加了对角度的控制,它需要更为复杂的拧紧工具,同时对装配实施人员的要求也更高,这些都使得装配成本变得更高。 后续将逐步介绍螺纹接头相关知识,尽请期待。