機(jī)械設(shè)計(jì)---鍵及花鍵聯(lián)接

1、 第五章 鍵與花鍵聯(lián)接 51 鍵聯(lián)接 鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與擺動(dòng)零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)成扭矩，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動(dòng)的導(dǎo)向裝置。 一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造 主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵1、平鍵 1）普通平鍵 用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無(wú)相對(duì)軸向移動(dòng) 構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩； 軸上的槽用盤(pán)銑刀或指狀銑刀加工； 輪轂槽用拉刀或插刀加工。 普通平鍵： 圓 頭 A型（常用）鍵頂上面與轂不接觸有間隙 方 頭 B型常用螺釘固定半圓頭C型（端銑刀加工）用于軸端與輪轂聯(lián)接 工 作 面(b)(a)(c)(d)工 作 面(

2、b )( a )( c )( d )工作面( b )( a )( c )( d )工作面( b )( a )( c )( d )2）薄型平鍵鍵高約為普通平鍵的60%70%：圓頭、方頭、單圓頭 用于薄臂結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的聯(lián)接 3）導(dǎo)向平鍵與滑鍵用于動(dòng)聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接 滑鍵鍵隨輪轂移動(dòng)導(dǎo)向鍵鍵不動(dòng)，輪轂軸向移動(dòng)特點(diǎn)：裝拆方便，對(duì)零件對(duì)中性無(wú)影響，容易制造，作用可靠，多用于高精度聯(lián)接。但只能圓周固定，不能承受軸向力 2、半圓鍵 軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中繞幾何中心擺動(dòng)，鍵的側(cè)面為工作面，工作時(shí)靠其側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞扭矩。 d特點(diǎn)：工藝性好，裝配方便

3、，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接缺點(diǎn)：軸槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。 普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1：100斜度（側(cè)面有間隙），工作時(shí)打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力 特 點(diǎn) ：適用于低速輕載、精度要求不高。對(duì)中性較差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易松動(dòng)。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長(zhǎng)2倍才能裝入。且要罩安全罩 1 :1 0 0工 作 面1 :1 0 03、楔鍵聯(lián)接 120btdb1:100rbtC45兩個(gè)斜度為1：100的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打入）布置在圓周的切向工作原理：靠工作面與軸及輪轂相擠壓來(lái)傳遞扭矩 4、切向鍵二、鍵聯(lián)

4、接的強(qiáng)度校核 失效形式：壓潰（靜聯(lián)接鍵、軸、轂中較弱者） 磨損（動(dòng)聯(lián)接） 鍵的剪斷（較少） 1、平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 a) 擠壓強(qiáng)度條件為： PdPkldTlkTlkN2000/10002允許傳遞的扭矩： PkldT21T扭矩（Nmm）k工作高度 k=h/2 d軸徑（mm） l工作長(zhǎng)度 A型鍵：l=L-b B型鍵：l=L C型鍵：l=L-b/2 L公稱長(zhǎng)度 b）剪切強(qiáng)度條件 2000/10002bldTblTblNd2、半圓鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 2000/10002bldTblTblNd強(qiáng)度不夠時(shí)，措施：1）雙鍵，180布置（按1.5個(gè)鍵計(jì)算）三鍵，120布置 2）增大軸徑d 3）增長(zhǎng)L，但輪轂長(zhǎng)受力

5、不利 4）改用花鍵 52 花鍵聯(lián)接 花鍵聯(lián)接是由多個(gè)鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成花鍵齒側(cè)面為工作面適用于動(dòng)、靜聯(lián)接 Dd一、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用 1、特點(diǎn)：1）齒較多、工作面積大、承載能力較高2）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻3）齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱減少4）軸上零件對(duì)中性好5）導(dǎo)向性較好6）加工需專用設(shè)備、制造成本高2、花鍵類型 按齒形分：d 矩形花鍵 矩形花鍵聯(lián)接按新標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，應(yīng)用廣泛 漸開(kāi)線花鍵30df定心方式為齒形定心，當(dāng)齒受載時(shí)，齒上的徑向力能自動(dòng)定心，有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用 三角形花

6、鍵齒數(shù)較多，齒較小，對(duì)軸強(qiáng)度削弱小。適于輕載、直徑較小時(shí)及軸與薄壁零件的聯(lián)接應(yīng)用較少 二、花鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)：選花鍵類型按軸徑定花鍵尺寸驗(yàn)算聯(lián)接強(qiáng)度 失效形式：鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接） 磨損（動(dòng)聯(lián)接） 齒根剪斷 hCCdmNdD設(shè)：工作載荷沿鍵的工作長(zhǎng)度l均勻分布。且各齒面上壓力的合力N作用在平均半徑dm處，如圖 擠壓強(qiáng)度條件： PmPdlhzT2000動(dòng)聯(lián)接（耐磨性條件）： 2000PdlhzTPm T傳遞扭矩（N.m） Z花鍵齒數(shù) l 鍵齒工作長(zhǎng)度（mm）dm花鍵的平均直徑載荷分布不均系數(shù) h鍵齒側(cè)面工作高度（mm） 53 無(wú)花鍵聯(lián)接 用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時(shí)，統(tǒng)稱無(wú)鍵聯(lián)接 一、型面

7、聯(lián)接 軸和轂孔有柱形和圓錐形等。 特點(diǎn)：沒(méi)有應(yīng)力集中源，對(duì)中性好，承載能力強(qiáng)，裝拆方便，但加工不方便，需用專用設(shè)備，應(yīng)用較少。另外成形面還有方形、六邊形及切邊圓形等，但對(duì)中性較差。 二、脹緊聯(lián)接 如圖為彈性環(huán)聯(lián)接利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間用摩擦力傳遞扭矩，有過(guò)載保護(hù)作用。彈性環(huán)的材料為高碳鋼或高碳合金鋼（65，70，55Cr2、60Cr2）并經(jīng)熱處理。錐角一般為12.517，另外要求內(nèi)、外環(huán)錐面配合良好。特點(diǎn)：可傳遞較大扭矩和軸向力，無(wú)應(yīng)力集中，對(duì)中性好，但加工要求較高，應(yīng)用受限制。dLDl54 銷聯(lián)接 定位銷主要用于零件間位置定位，左圖，常用作組合加工和裝配時(shí)的主要輔助零件。聯(lián)接銷主要用于

8、零件間的聯(lián)接或鎖定，中圖，可傳遞不大的載荷安全銷主要用于安全保護(hù)裝置中的過(guò)載剪斷元件 ，右圖銷套安全銷圓柱銷不能多于裝拆（否則定位精度下降）圓錐銷1：50錐度，可自鎖，定位精度較高，允許多于裝拆，且便于拆卸特殊型式銷帶螺紋錐銷，開(kāi)尾錐銷（右圖）彈性銷，開(kāi)口銷，槽銷和開(kāi)口銷等多種形式 55 過(guò)盈聯(lián)接 一、過(guò)盈聯(lián)接的類型與應(yīng)用 利用兩個(gè)被聯(lián)接件本身的過(guò)盈配合來(lái)實(shí)現(xiàn)，一為包容件，另一為被包容件 無(wú)輔助件（左圖）用于軸與輪轂聯(lián)接，輪圈與輪芯的聯(lián)接及滾動(dòng)軸承與軸及座孔的聯(lián)接有輔助件（右圖）借助于扣緊板或環(huán)將重型剖分零件2、4沿接縫面3聯(lián)接成一體，現(xiàn)大多由螺栓代替1234二、過(guò)盈聯(lián)接的工作原理與裝配方法 工作原理：利用包容件與被包