機械設(shè)計鍵花鍵附銷聯(lián)接

1、第六章：鍵、花鍵和銷聯(lián)接主要內(nèi)容鍵連接類型與結(jié)構(gòu)平鍵連接的設(shè)計-花鍵連接、銷連接及型面連接的基本概念 重點難點鍵連接的類型與結(jié)構(gòu)-平鍵連接的選用和強度校核§ 6-1鍵聯(lián)接【功能】主要用于實現(xiàn)軸與軸上零件之間的 周向固定，并且 傳遞轉(zhuǎn)矩 其中有些類型的鍵還可以實現(xiàn)軸上零件的 軸向固定或軸向移動 ?！驹O(shè)計內(nèi)容】鍵是標(biāo)準(zhǔn)件。我們的任務(wù)是：選擇鍵的類型、尺寸；鍵槽的 公差和表面粗糙度；必要時校核鍵聯(lián)接的強度。一. 鍵聯(lián)接的類型及特點1平鍵聯(lián)接【工作原理】鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時，靠鍵與鍵槽側(cè) 面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面與輪轂的鍵槽底面間則留有間 隙。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性較好

2、，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 的場合。缺點： 不能承受軸向力，對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）一圓盤銑刀加工鍵槽?？朔松鲜鋈秉c，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?！咎攸c】傳遞的轉(zhuǎn)矩較小【應(yīng)用】常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸及徑向尺寸受限制的場合。3）導(dǎo)

3、向平鍵導(dǎo)向平鍵較長，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。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)向鍵太長時，由于制造困難，宜采用滑鍵?；I 固定在輪轂上，輪轂帶動滑鍵在軸槽中移動。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?！咎攸c】鍵可以在鍵槽中擺動，以適應(yīng)鍵槽的斜度；工藝性 好，裝配方便。對軸的強度削弱較大?！緫?yīng)用】適用于輕型機械；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的楔緊作 用來傳遞轉(zhuǎn)矩?！咎攸c】可承受單向的軸向載荷；聯(lián)接可靠。當(dāng)有較

4、大的沖擊、振 動轉(zhuǎn)矩時，仍能保證聯(lián)接的可靠性。缺點：偏心、偏斜【應(yīng)用】要求轂類零件定心度不高、低轉(zhuǎn)速的場合普通楔鍵一圓頭、平頭和單圓頭鉤頭楔鍵一鉤頭用于拆卸，安裝在軸端時，應(yīng)加防護罩4. 切向鍵聯(lián)接【工作原理】是由一對楔鍵組成的。工作面是兩個楔鍵沿斜 面拚和后的相互平行的上下兩窄面。裝配時，將兩個楔鍵分別從 輪轂的兩端打入。工作時，靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂間的 摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。【特點】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。一個切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，兩個切向鍵才能傳遞雙向轉(zhuǎn) 矩。兩個切向鍵的夾角為 120° 130°。原因是：為了不致嚴(yán)重削弱軸 的

5、強度。【應(yīng)用】常用于重型機械中，軸的直徑100mm。大型帶輪，大型飛輪，大型齒輪及大型絞車的卷筒等。.鍵的選擇和平鍵聯(lián)接的強度計算1.鍵的選擇類型：根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點、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；長度L按 輪轂的長度選定一鍵長等于或略短于輪轂的長度。L亦應(yīng)符合標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的長度系列。一般輪轂的長度可取為L '（1.5 一、2） d2.鍵聯(lián)接的強度計算平鍵聯(lián)接的強度計算主要失效形式是：工作面被壓潰；除非嚴(yán)重過載，一般鍵不 會被剪斷。擠壓強度條件：(6-)2T 4T . pl dhl dhl2導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強度計算 主要失效形式是：工作面過渡磨損

6、 強度條件：2TP=4Tdhllcpl(6-0（限制壓強，防止過度磨損）式中：T轉(zhuǎn)矩，N mmd軸的直徑，mmh鍵的高度，mmI鍵的工作長度，mm。圓頭I二L -b;方頭I二L ; L鍵的公 稱長度，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，Mpa ;鍵、軸、輪轂三者中的最弱者?！緩娬{(diào)】1）如果一個鍵不能滿足強度條件，可采用雙鍵。兩平鍵相隔 180°布置。兩楔鍵相隔90° - 120°。強度計算時按1.5 個鍵計算。（考慮到載荷分布的不均勻性）2） 鍵的長度 2.25d時，按2.25d計；一般鍵長

7、 （1.6 1.8）d3）雖然兩個式子的形式完全一樣，但是表示的物理意義不同。鍵的材料為強度極限不低于 600 Mpa的鋼，45鋼。4）半圓鍵的強度計算和平鍵相同。§ 6-2花鍵聯(lián)接一花鍵 聯(lián)接 的類型、特點和應(yīng)用花鍵聯(lián)接是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成?；ㄦI的工作面是齒側(cè)面?？抗ぷ髅娴南嗷D壓，傳遞轉(zhuǎn)矩?！緝?yōu)點】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，軸與轂的強度削弱較??；對中性好；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?！救秉c】加工時，需專用設(shè)備；成本較高；齒根仍有應(yīng)力集 中。【應(yīng)用】定心精度要求較高，載荷大或經(jīng)常滑移的聯(lián)接。 花鍵按齒形不同分為：矩形花鍵

8、，漸開線花鍵。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的 動聯(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?！咎攸c】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漸開線花鍵：漸開線花鍵的齒廓是漸開線。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)?！咎攸c】齒根較厚，齒根圓角較大，應(yīng)力集中較小，故聯(lián)結(jié) 強度較高，壽命長；可以利用加工齒輪的各種加工方法加工漸開 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

9、式： 齒形定心 。具有自動定心的作用。二、花鍵聯(lián)接強度計算主要失效形式：工作面被壓潰 靜聯(lián)接工作面過渡磨損 動聯(lián)接花鍵聯(lián)接的強度計算與鍵聯(lián)接相似，通常只進行擠壓強度和 耐磨性計算。（課上不講）§ 6-4銷聯(lián)接銷聯(lián)接也常用于軸轂聯(lián)接。定位銷用來確定零件間的相對位置安全銷用作安全保護作用聯(lián)接銷用于聯(lián)接，通常只傳遞不大的載荷 銷分為：（自學(xué)，簡單了解）圓柱銷 多次拆裝磨損后，定位精度和可靠性降低。圓錐銷有 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可用于盲孔或拆卸困難的場合。開尾圓錐銷適用于有沖擊、振動的場合。槽銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷打入銷孔 后，由于材料的彈性使銷擠緊在銷孔中，不易松脫，因而能承受 振動和變載荷。安裝槽銷的