機(jī)械設(shè)計(jì)鍵花鍵附銷(xiāo)聯(lián)接

1、第六章：鍵、花鍵和銷(xiāo)聯(lián)接 主要內(nèi)容 鍵連接類(lèi)型與結(jié)構(gòu) 平鍵連接的設(shè)計(jì) 花鍵連接、銷(xiāo)連接及型面連接的基本概念 重點(diǎn)難點(diǎn) 鍵連接的類(lèi)型與結(jié)構(gòu) -平鍵連接的選用和強(qiáng)度校核 6 -1鍵聯(lián)接 【功能】 主要用于實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件之間的 周向固定 ，并且 傳遞轉(zhuǎn) 矩。其中有些類(lèi)型的鍵還可以實(shí)現(xiàn)軸上零件的 軸向固定 或軸向 移動(dòng)。 【設(shè)計(jì)內(nèi)容】 鍵是標(biāo)準(zhǔn)件。我們的任務(wù)是：選擇鍵的類(lèi)型、尺寸；鍵槽的 公差和表面粗糙度；必要時(shí)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度。 一. 鍵聯(lián)接的類(lèi)型及特點(diǎn) 1平鍵聯(lián)接 【工作原理】鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，靠鍵與鍵槽側(cè) 面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面與輪轂的鍵槽底面間則留有 間隙。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

2、、裝拆方便、對(duì)中性較好，在沖擊、變載下 不易松脫，應(yīng)用廣泛。常用于精度和轉(zhuǎn)速較高或承受沖擊、變 載的場(chǎng)合。 缺點(diǎn)： 不能承受軸向力，對(duì)軸上零件不能起到軸向固定的作 用。 平鍵分為：普通平鍵，薄型平鍵 靜聯(lián)接；導(dǎo)向平鍵，滑鍵 動(dòng)聯(lián)接 1）普通平鍵 A型（圓頭）一指狀銑刀加工鍵槽，軸向固定較好；鍵的圓 頭部分不能充分利用，鍵槽端部應(yīng)力集中較大。 B型（平頭）一圓盤(pán)銑刀加工鍵槽?？朔松鲜鋈秉c(diǎn)，但鍵 在鍵槽中的軸向固定不好。 C型（單圓頭）一用于軸端與軸上零件的聯(lián)接。 2）薄型平鍵 鍵較薄，厚度約為普通平鍵的60% - 70%，也分為圓頭、平 頭和單圓頭。 【特點(diǎn)】傳遞的轉(zhuǎn)矩較小 【應(yīng)用】常用于薄壁

3、結(jié)構(gòu)、空心軸及徑向尺寸受限制的場(chǎng) 合。 3）導(dǎo)向平鍵 導(dǎo)向平鍵較長(zhǎng)，用螺釘固定在軸上的鍵槽中，軸上零件 可沿導(dǎo)向鍵作軸向移動(dòng)。為了便于裝拆，在鍵上設(shè)有起鍵螺 紋孔。 4）滑鍵 當(dāng)所需導(dǎo)向鍵太長(zhǎng)時(shí)，由于制造困難，宜采用滑鍵?；?鍵固定在輪轂上，輪轂帶動(dòng)滑鍵在軸槽中移動(dòng)。 2. 半圓鍵聯(lián)接 【工作原理】與平鍵相同，同樣是工作面受擠壓。 【特點(diǎn)】鍵可以在鍵槽中擺動(dòng)，以適應(yīng)鍵槽的斜度；工藝性 好，裝配方便。對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。 【應(yīng)用】適用于輕型機(jī)械；尤其是錐形軸端聯(lián)接。 3. 楔鍵聯(lián)接 【工作原理】鍵的上下面是工作面。鍵和鍵槽均具有1： 100 的斜度。裝配后，鍵就楔緊在軸和輪轂的鍵槽中?？挎I的楔緊

4、 作用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。 【特點(diǎn)】可承受單向的軸向載荷；聯(lián)接可靠。當(dāng)有較大的沖擊、 振動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，仍能保證聯(lián)接的可靠性。缺點(diǎn)：偏心、偏斜 【應(yīng)用】要求轂類(lèi)零件定心度不高、低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合 普通楔鍵一圓頭、平頭和單圓頭 鉤頭楔鍵一鉤頭用于拆卸，安裝在軸端時(shí)，應(yīng)加防護(hù)罩 4. 切向鍵聯(lián)接 【工作原理】是由一對(duì)楔鍵組成的。工作面是兩個(gè)楔鍵沿斜 面拚和后的相互平行的上下兩窄面。裝配時(shí)，將兩個(gè)楔鍵分別 從輪轂的兩端打入。工作時(shí)，靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂 間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。 【特點(diǎn)】 能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。由于工作面上的壓力是沿軸的切線方向作用。 一個(gè)切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，兩個(gè)切向鍵才能傳遞雙向轉(zhuǎn) 矩。兩個(gè)切向

5、鍵的夾角為 120 130。原因是：為了不致嚴(yán)重削弱軸 的強(qiáng)度。 【應(yīng)用】常用于重型機(jī)械中，軸的直徑 100mm。 大型帶輪，大型飛輪，大型齒輪及大型絞車(chē)的卷筒等。 二.鍵的選擇和平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 1.鍵的選擇 類(lèi)型：根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件。 尺寸：截面尺寸b h按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定；長(zhǎng)度L按 輪轂的長(zhǎng)度選定一鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度。L亦應(yīng)符合標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列。 一般輪轂的長(zhǎng)度可取為L(zhǎng) （1.5 一、2） d 2.鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 主要失效形式是：工作面被壓潰；除非嚴(yán)重過(guò)載，一般鍵不 會(huì)被剪斷。 擠壓強(qiáng)度條件： (6-) 2T 4T . pl

6、 dhl dhl 2 導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 主要失效形式是：工作面過(guò)渡磨損 強(qiáng)度條件： P= F 2T 4T dhl lcpl (62) （限制壓強(qiáng)，防止過(guò)度磨損） 式中： T轉(zhuǎn)矩，N mm d軸的直徑，mm h鍵的高度，mm I鍵的工作長(zhǎng)度，mm。圓頭I二L -b;方頭I二L; L鍵的 公稱(chēng)長(zhǎng)度，mm; b鍵的寬度，mm。 l-cp 1 許用擠壓應(yīng)力，Mpa ;鍵、軸、輪轂三者中的最弱者。 p 1許用壓強(qiáng)，Mpa ;鍵、軸、輪轂三者中的最弱者。 【強(qiáng)調(diào)】 1）如果一個(gè)鍵不能滿足強(qiáng)度條件，可采用雙鍵。兩平鍵相 隔180布置。兩楔鍵相隔90 120。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)按 1.5個(gè)鍵計(jì)算。（考慮到

7、載荷分布的不均勻性） 2） 鍵的長(zhǎng)度 2.25d時(shí)，按2.25d計(jì)；一般鍵長(zhǎng) （1.6 1.8）d 3）雖然兩個(gè)式子的形式完全一樣，但是表示的物理意義不 同。鍵的材料為強(qiáng)度極限不低于 600 Mpa的鋼，45鋼。 4）半圓鍵的強(qiáng)度計(jì)算和平鍵相同。 6-2花鍵聯(lián)接 一花鍵 聯(lián)接 的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用 花鍵聯(lián)接是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成。 花鍵的工作面是齒側(cè)面?？抗ぷ髅娴南嗷D壓，傳遞轉(zhuǎn)矩。 【優(yōu)點(diǎn)】齒數(shù)較多而且受力均勻，故承載能力高；槽淺，齒 根應(yīng)力集中較小，軸與轂的強(qiáng)度削弱較??；對(duì)中性好；導(dǎo)向性 較好；可用磨削的方法提高加工精度和聯(lián)接質(zhì)量。 【缺點(diǎn)】加工時(shí)，需專(zhuān)用設(shè)備；成本較高；齒根仍有應(yīng)力集 中。

8、 【應(yīng)用】定心精度要求較高，載荷大或經(jīng)?；频穆?lián)接。 花鍵按齒形不同分為：矩形花鍵，漸開(kāi)線花鍵。均以標(biāo)準(zhǔn) 化。 1矩形花鍵 按齒高不同分： 輕系列：承載能力較小，多用于輕載荷的靜聯(lián)接。 中系列：多用于中載荷的靜聯(lián)接或零件僅在空載荷下移動(dòng)的 動(dòng)聯(lián)接。 定心方式： 小徑定心 。即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。 【特點(diǎn)】定心精度高，能用磨削的方法消除熱處理引起的變 形。應(yīng)用廣泛。 2漸開(kāi)線花鍵： 漸開(kāi)線花鍵的齒廓是漸開(kāi)線。分度圓壓力角有30和 45 兩種。齒頂高分別為 0.5m，0.4m， m 為模數(shù)。 【特點(diǎn)】齒根較厚，齒根圓角較大，應(yīng)力集中較小，故聯(lián)結(jié) 強(qiáng)度較高，壽命長(zhǎng)；可以利用加工齒輪的各種加

9、工方法加工漸 開(kāi)線花鍵，故工藝性較好，加工精度高。因此，應(yīng)用日漸廣 泛。 定心方式： 齒形定心 。具有自動(dòng)定心的作用。 二、花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 主要失效形式：工作面被壓潰 靜聯(lián)接 工作面過(guò)渡磨損 動(dòng)聯(lián)接 花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算與鍵聯(lián)接相似，通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度 和耐磨性計(jì)算。（課上不講） 6-4銷(xiāo)聯(lián)接 銷(xiāo)聯(lián)接也常用于軸轂聯(lián)接。 定位銷(xiāo)用來(lái)確定零件間的相對(duì)位置 安全銷(xiāo)用作安全保護(hù)作用 聯(lián)接銷(xiāo)用于聯(lián)接，通常只傳遞不大的載荷 銷(xiāo)分為：（自學(xué)，簡(jiǎn)單了解） 圓柱銷(xiāo) 多次拆裝磨損后，定位精度和可靠性降低。 圓錐銷(xiāo) 有 1：50 的錐度。安裝方便，定位精度高，可自 鎖，多次拆裝不影響定位精度。 端部帶螺紋的圓錐銷(xiāo)可用于盲孔或拆卸困難的場(chǎng)合。 開(kāi)尾圓錐銷(xiāo)適用于有沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合。 槽銷(xiāo)上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷(xiāo)打入銷(xiāo)孔 后，由于材料的彈性使銷(xiāo)擠緊在銷(xiāo)孔中，不易松脫，因而能承 受振動(dòng)和變載荷。安裝槽銷(xiāo)