第5章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接

1、第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接5.1 鍵聯(lián)接5.2 花鍵聯(lián)接5.3 無鍵聯(lián)接5.4 銷聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接n一、鍵聯(lián)接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用1平鍵聯(lián)接2半圓鍵聯(lián)接3楔鍵聯(lián)接4切向鍵分類：按結(jié)構(gòu)與工作原理不同分類作用：實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接n一、鍵聯(lián)接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用兩側(cè)面是工作面；上表面與輪轂鍵槽底部間有間

2、隙；上、下表面為非工作面；鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞扭矩；故定心性較好。1平鍵聯(lián)接間隙間隙 特點(diǎn)及應(yīng)用: 結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，軸與轂的對中性好。應(yīng)用極為廣泛。根據(jù)用途，平鍵又可分為：靜聯(lián)接: 普通平鍵 、薄型平鍵（與輪轂上鍵槽的配合較緊）動聯(lián)接導(dǎo)向平鍵滑鍵（與輪轂的鍵槽配合較松）第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接圓頭(A型)方頭(B型)（用于軸端）單圓頭(C型)Ll 2bLlbLl軸上鍵槽可用指狀銑刀或盤狀銑刀加工，輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。普通平鍵按端部形狀分：5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接普通平鍵結(jié)構(gòu)

3、：單圓頭(C型)：用于軸端。圓頭(A型)：用指狀或端面銑刀加工，固定良好，但軸槽應(yīng)力集中較大。平頭(B型)：用盤形銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。薄型平鍵的高度為普通平鍵的6070%；也分圓頭、平頭、單圓頭三種；傳遞扭矩能力低；常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的場合。若用兩個平鍵，應(yīng)布置沿周向相隔若用兩個平鍵，應(yīng)布置沿周向相隔180180。盤銑刀 5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接導(dǎo)向平鍵： 鍵與輪轂鍵槽為間隙配合，零件可以在軸上移動，構(gòu)成動聯(lián)接。如變速箱中的滑移齒輪。（滑移距離較大時，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：長度較長，

4、需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接滑鍵：用于零件滑移距離較大的場合5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接雙勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長。5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接單圓勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：單圓勾頭，嵌入輪轂中。5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接優(yōu)點(diǎn)：工藝性好，裝配方便缺點(diǎn)：對軸的削弱大。用于錐形軸端的輕載靜聯(lián)接。若

5、用兩個半圓鍵，應(yīng)布置在軸的同一條母線上。若用兩個半圓鍵，應(yīng)布置在軸的同一條母線上。 鍵呈半圓形，側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用于錐形錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。軸上鍵槽用與半圓鍵尺寸相同的半圓鍵槽銑刀銑出。5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接n一、鍵聯(lián)接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用2半圓鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接上、下表面為工作面。鍵上表面與鍵槽底面均有1:100 的斜度。鍵上下表面與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，產(chǎn)生摩擦力和擠壓傳遞扭矩。5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接缺點(diǎn)是對中性差。用于定心精度要求不高和低轉(zhuǎn)速的場合。n一、鍵聯(lián)接

6、的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用3楔鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接由兩個斜度為1:100的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120130角的兩個鍵。用于載荷很大，對中要求不嚴(yán)、直徑大于100mm的場合。如大型帶輪。（靠互壓傳載，有一個面必須與軸線共面）。5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接n一、鍵聯(lián)接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用4切向鍵切向鍵第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接1鍵的尺寸選擇bh根據(jù)軸徑d查標(biāo)準(zhǔn)，鍵長L一般應(yīng)略短于輪轂長，并符合規(guī)定的尺寸系列。截面尺寸bh及鍵長L。5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接n二、鍵的選擇和

7、強(qiáng)度校核第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接2平鍵聯(lián)接的失效和強(qiáng)度校核普通平鍵聯(lián)接，主要失效形式：工作面壓潰，有時也會出現(xiàn)鍵的剪斷。一般只作擠壓強(qiáng)度校核。導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接，主要失效形式：工作面過度磨損。通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計算。 鍵的標(biāo)記:bh1610的平鍵，鍵長100mm，標(biāo)記為：A型平鍵：鍵16100 GB/T1096-2003 B型平鍵：鍵B 16100 GB/T1096-2003C型平鍵：鍵C 16100 GB/T1096-20035.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接n二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無

8、鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接普通平鍵的強(qiáng)度條件為: 2ppkldTklF強(qiáng)度不足時，可適當(dāng)增加鍵長或采用兩個鍵按180布置?？紤]到兩個鍵的載荷分布不均勻性，強(qiáng)度校核中可按1.5個鍵計算。2bLlbLlLl （圓頭平鍵）（平頭平鍵）（單圓頭平鍵）2hk 式中：p為許用應(yīng)力0T 02dTF5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接n二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接 pkldTp3102導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件：p許用壓強(qiáng)3、半圓鍵聯(lián)接強(qiáng)度計算p MPa kl d 2Tp =l 近似為公稱長度；k查表失效形式：表面壓潰bdNbTdyd/2lk5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接n二、鍵的選

9、擇和強(qiáng)度校核強(qiáng)度條件與普通平鍵相同: 第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接例：減速器有一直齒圓柱齒輪安裝在軸上，齒輪和軸的材料均為鍛鋼，用鍵構(gòu)成靜聯(lián)接。齒輪精度7級，裝齒輪處軸徑d=70mm，齒輪輪轂寬度100mm，需傳遞轉(zhuǎn)矩T=2200Nm，載荷有輕微沖擊。試設(shè)計此鍵聯(lián)接。解： 1.選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 鍵聯(lián)接的類型：圓頭普通平鍵聯(lián)接一般8級以上精度的齒輪有定心精度要求，故選擇平鍵聯(lián)接；齒輪不在軸端，選用圓頭普通平鍵。 圓頭普通平鍵聯(lián)接的尺寸：根據(jù)d=70mm，查平鍵尺寸表，得鍵的截面尺寸：寬度b=20mm，高度h=12mm。由輪轂寬度100mm并參考鍵的長

10、度系列，取鍵長L90mmA型平鍵bh=2012， 鍵長L=90mm，標(biāo)記為： A型平鍵：鍵2090 GB/T1096-20035.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接2.校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 3210ppTkld 取p=110MPaA型平鍵bh=2012， 鍵長L=90mm，標(biāo)記為： A型平鍵：鍵2090 GB/T1096-2003 k=0.5h=0.512=6mm鍵的工作長度：l=Lb902070mm 332102 2200 106 70 70149.7110ppTkldMPaMPa鍵的擠壓強(qiáng)度不夠。5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無

11、鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接3.改用雙鍵聯(lián)接考慮到擠壓強(qiáng)度相差較大，改用雙鍵，相隔180布置。雙鍵的工作長度l1.570mm105mm。 332102 2200 106 105 7099.8110ppTkldMPaMPa5.1 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接dd120 130 第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接均布多個凸齒的軸置于輪轂相應(yīng)凹槽中所構(gòu)成的聯(lián)接。工作面是鍵齒側(cè)。多齒傳遞載荷多齒傳遞載荷，比平鍵聯(lián)接承載能力高，定心性和導(dǎo)向性好，對軸的削弱小(齒淺、應(yīng)力集中小)；一般用于定心精度定心精度要求高和載荷較大載荷較大的地方?；ㄦI加工需用專門的設(shè)備專門的設(shè)備和工具，

12、成本較高。按齒形不同，可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類，且均已標(biāo)準(zhǔn)化。5.2 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接n一、花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接花鍵聯(lián)接按齒形不同，可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類5.2 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接主要失效形式：工作面被壓潰（靜聯(lián)接） 工作面過度磨損（動聯(lián)接）假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，且合力F作用在平均直徑dm處，并引入載荷分配不均勻系數(shù)y，則花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核式為：pm3p102yzhldT靜聯(lián)接： pzhldTpm3102y動聯(lián)接：8 . 07 .

13、0y上兩式中:矩形花鍵CdDh22鍵的工作高度為：p、p為花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓力漸開線花鍵a=30，h=ma=45，h=0.8m5.2 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接n二、花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計算第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接。家用機(jī)械、辦公機(jī)械中采用大量壓鑄、注塑件。注塑非圓形孔是毫無困難的注塑非圓形孔是毫無困難的，故型面聯(lián)接的應(yīng)用獲得了發(fā)展。應(yīng)用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面帶切口圓形和正六邊形型面。型面聯(lián)接要用到非圓形孔，以前以前因加工困難，限制了型面聯(lián)接的應(yīng)用。5.3 無鍵聯(lián)接無鍵聯(lián)

14、接n一、型面聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接配合部分形狀柱體錐體-只能傳遞扭矩。-能同時傳遞扭矩和軸向力，用于不允許有間隙和要求高可靠性的場合。1)裝拆方便，對中性好；型面聯(lián)接的特點(diǎn)：2)聯(lián)接面上沒有應(yīng)力鍵槽和尖角，減少了應(yīng)力集中；3)可傳遞較大的扭矩；4)切削加工有難度，不易保證配合精度。帶切口的圓形方形六邊形等距曲線常用聯(lián)接型面有：5.3 無鍵聯(lián)接無鍵聯(lián)接n一、型面聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接套（簡稱脹套），軸向力作用下脹緊軸與轂產(chǎn)生壓緊力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的一種靜聯(lián)接。優(yōu)點(diǎn)

15、：定心好、裝拆方便，引起的應(yīng)力集中較小，承載能力較高，并且 有安全保護(hù)作用。缺點(diǎn)：由于軸與轂孔之間要安裝脹套，有時應(yīng)用受結(jié)構(gòu)尺寸的限制。5.3 無鍵聯(lián)接無鍵聯(lián)接n二、脹緊聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接 Z2型脹套，與軸或轂孔貼合的套筒均有縱向間隙，擰緊聯(lián)接螺釘，便可以將軸和轂脹緊。結(jié)構(gòu)類型：Z1型脹套、Z2型脹套1) Z1型脹套一個脹緊套兩個脹緊套2) Z2型脹套5.3 無鍵聯(lián)接無鍵聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接脹套實(shí)例第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接脹套的尺寸選擇：脹套已標(biāo)

16、準(zhǔn)化，根據(jù)軸、轂尺寸及載荷，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇。選擇時應(yīng)滿足： TT 傳遞轉(zhuǎn)矩時aaFF 傳遞軸向力時a22aR2FdTFF傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時 TmTm 當(dāng)一個脹套不滿足要求時，可用兩個以上的脹套串聯(lián)使用，此時總的額定載荷為：m為額定載荷系數(shù)，查表。5.3 無鍵聯(lián)接無鍵聯(lián)接n二、脹緊聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。按用途分類型定位銷按形狀分5.4 銷聯(lián)接銷聯(lián)接p聯(lián)接銷安全銷第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接主要用于確定零件之間的相互

17、位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。按用途分類型按形狀分5.4 銷聯(lián)接銷聯(lián)接定位銷安全銷聯(lián)接銷圓柱銷靠過盈配合固定在銷孔中，多次裝拆會降低定位精度和可靠性第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按形狀分圓柱銷圓錐銷拆裝方便拆裝方便用于盲孔用于盲孔螺母鎖緊螺母鎖緊抗沖擊抗沖擊（圓錐銷具有1:50的錐度，安裝方便，定位精度高）（開尾圓錐銷在聯(lián)接時的防松效果好，適用于有沖擊、振動的場合的聯(lián)接）（端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的場合）5.4 銷聯(lián)接銷聯(lián)接第第5 5章章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接槽銷不易松動，能不易松動，能承受振動和變承受振動和變載荷載荷, ,不鉸孔，不鉸孔，可多次裝拆