第六章 鍵、花鍵連接和銷連接

1、濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 61 鍵連接鍵連接 第第6章章 鍵、花鍵連接和銷連接鍵、花鍵連接和銷連接62 花鍵連接花鍵連接 63 銷連接銷連接 濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制6 61 1 鍵連接鍵連接作用：作用：用來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件的用來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定周向固定以傳遞運(yùn)動(dòng)以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，或?qū)崿F(xiàn)零件的和轉(zhuǎn)矩，或?qū)崿F(xiàn)零件的軸向固定或移動(dòng)軸向固定或移動(dòng)。一、鍵連接的類型和特點(diǎn)一、鍵連接的類型和特點(diǎn)類型：類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。1、平鍵、平鍵連接連接工作面工作面特點(diǎn)：特點(diǎn)：定心好、裝拆方便。定心好、裝拆方便。種類種類普通平鍵普通平鍵導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵間隙間隙軸軸滑鍵

2、滑鍵濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制普通普通平鍵平鍵結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單圓頭單圓頭( (C型型) )圓頭圓頭( (A型型) )平頭平頭( (B型型) )用鍵槽銑刀加工，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。用鍵槽銑刀加工，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。用盤銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。用盤銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。用于軸端用于軸端普通平鍵應(yīng)用最廣。普通平鍵應(yīng)用最廣。A型型B型型C型型盤銑刀盤銑刀 薄型平鍵薄型平鍵的高度為普通平鍵的的高度為普通平鍵的6070%，也分圓頭、平，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)、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?？招妮S等徑向尺寸受

3、限制的場合。濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 普通平鍵聯(lián)接普通平鍵聯(lián)接濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 起鍵螺孔起鍵螺孔導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵固定螺釘固定螺釘零件可以在軸上移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)連接。零件可以在軸上移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)連接?；凭嚯x較大時(shí)，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：長度較長，需用螺釘固定。長度較長，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。潘存云教授研制起鍵螺孔起鍵螺孔固定螺釘固定螺釘濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 雙勾頭滑鍵雙勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短、槽長。兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短、槽長。潘存云教授研制濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 單圓勾頭滑鍵單圓勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：單

4、圓勾頭，嵌入輪轂中。單圓勾頭，嵌入輪轂中。潘存云教授研制濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制表表6-1 普通平鍵和鍵槽尺寸（普通平鍵和鍵槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79） A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或r1LLLbhbtd- -tbt1d+t1標(biāo)記實(shí)例：標(biāo)記實(shí)例： 圓頭普通平鍵圓頭普通平鍵(A型型): 鍵鍵16100 GB1096-79 方頭普通平鍵方頭普通平鍵(B型型): 鍵鍵B16100 GB1096-79單圓頭普通平鍵單圓頭普通平鍵(C型型) : 鍵鍵C16100 GB1096-79d濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制d b h C或或r L t t1 半徑半徑r 續(xù)表續(xù)表

5、6-1鍵的尺寸鍵的尺寸鍵鍵 槽槽軸的直徑軸的直徑自自 68 2 2 620 1.2 1 810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.8 1217 5 5 1056 3.0 2.3 1722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.25 2230 8 7 1890 4.0 3.3 3038 10 8 22110 5.0 3.3 3844 12 8 28140 5.0 3.3 4450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.4 5058 16 10 45180 6.5 4.3 58

6、65 18 11 50200 7.0 4.4 6575 20 12 56220 7.5 4.9 7585 22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.6濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制潘存云教授研制2、半圓鍵、半圓鍵連接連接優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：定心好，裝配方便。定心好，裝配方便。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：對軸的削弱較大，只適對軸的削弱較大，只適 用于輕載連接。用于輕載連接。特別適用于錐形軸端的連接。特別適用于錐形軸端的連接。工作面工作面濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制3、楔鍵、楔鍵連接連接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鍵的上表面有鍵的上表面有1:100的斜度，的斜度， 輪轂槽的底面也有輪轂槽的底面也有1:100的斜

7、度。的斜度。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：定心精度不高。定心精度不高。應(yīng)用：應(yīng)用：只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷 平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。安裝時(shí)用安裝時(shí)用力打入力打入工作面工作面濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制d類型類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。普通楔鍵、鉤頭楔鍵。鉤頭用來拆卸拆卸空間拆卸空間斜度斜度1:100在重型機(jī)械中常采用在重型機(jī)械中常采用切向鍵切向鍵-一對楔鍵組成。一對楔鍵組成。當(dāng)雙向傳遞扭矩時(shí)，需要兩對切向鍵分布成120130 。窄面窄面工作面工作面4、切向鍵連接、切向鍵連接工作面濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 d二、平鍵連接的強(qiáng)度校核二、平鍵連接的強(qiáng)度校核鍵的

8、材料：鍵的材料：B 370 MPa的碳素鋼，常用的碳素鋼，常用45鋼。鋼。鍵的鍵的截面尺寸截面尺寸b、h按軸的按軸的直徑直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的鍵的長度長度L可按可按輪轂長度輪轂長度而定。而定。平鍵連接的主要失效形式：平鍵連接的主要失效形式：壓潰、磨損壓潰、磨損( (動(dòng)連接動(dòng)連接) )、剪斷。剪斷。Lbh/21、平鍵連接的強(qiáng)度、平鍵連接的強(qiáng)度p(d/2)(h/2)lT=p MPa a d h l4T=l=L-bl=Ld擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)力：bA型型bB型型l濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 p d h l4Tp=對于導(dǎo)向平鍵連接，主要失效是過度磨損，應(yīng)限制壓強(qiáng)：對于導(dǎo)向平鍵連接，主要失效是過度磨損，應(yīng)限制

9、壓強(qiáng)：鋼鋼 125150 100120 6090表表6-2 鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力 許用值許用值 輪轂材料輪轂材料靜載荷靜載荷 輕微沖擊輕微沖擊 沖沖 擊擊載載 荷荷 性性 質(zhì)質(zhì)鑄鐵鑄鐵 7080 5060 3045鋼鋼 50 40 30 p p 2)半圓鍵連接強(qiáng)度計(jì)算半圓鍵連接強(qiáng)度計(jì)算bdTp MPa a kld 2Tp =lkNyd/2l近似為公稱長度用于靜連接，失效形式為表面壓潰濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制d若強(qiáng)度不足時(shí)，可采用雙鍵連接?？紤]到載荷分布若強(qiáng)度不足時(shí)，可采用雙鍵連接?？紤]到載荷分布的不均勻性，校核強(qiáng)度時(shí)按的不均勻性，校核強(qiáng)度時(shí)按1.5個(gè)

10、鍵計(jì)算。個(gè)鍵計(jì)算。雙鍵布置規(guī)則：雙鍵布置規(guī)則：平鍵：平鍵： 按按180布置；布置；半圓鍵：同一條母線上；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：楔鍵： 夾角成夾角成90 120 120 130 一般鍵長不宜超過一般鍵長不宜超過( (1.61.8) )d。切向鍵：夾角成切向鍵：夾角成12001300濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 一、花鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用一、花鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1) )均勻受力；均勻受力；6 62 花鍵連接花鍵連接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沿周向均布多個(gè)鍵齒。齒側(cè)為工作面。沿周向均布多個(gè)鍵齒。齒側(cè)為工作面。組成：組成： 外花鍵、內(nèi)花鍵。外花鍵、內(nèi)花鍵。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：2) )對軸的削弱程度小對軸的削弱程度小

11、;3) )承載能力高承載能力高;齒數(shù)多、接觸面積大4) )軸上零件與軸的對中性好；軸上零件與軸的對中性好；高速、精密機(jī)器5) )導(dǎo)向性好導(dǎo)向性好;6) )可用磨削方法提高加工精度?？捎媚ハ鞣椒ㄌ岣呒庸ぞ?。潘存云教授研制潘存云教授研制因齒槽淺，齒根應(yīng)力集中小直接而均勻制出齒與槽缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：齒根仍有應(yīng)力集中、需專齒根仍有應(yīng)力集中、需專 用設(shè)備制造，成本高。用設(shè)備制造，成本高。濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制潘存云教授研制應(yīng)用：應(yīng)用：定心精度要求高、載荷大、或經(jīng)?；频倪B接。定心精度要求高、載荷大、或經(jīng)常滑移的連接。類型類型-制造容易，應(yīng)用最廣。制造容易，應(yīng)用最廣。-用于高強(qiáng)度連接。用于高強(qiáng)度連接。-

12、用于薄壁零件連接。用于薄壁零件連接。 矩形花鍵矩形花鍵 漸開線花鍵漸開線花鍵 三角形花鍵三角形花鍵 1、矩形花鍵、矩形花鍵輕系列：輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜連接和輕系列的承載能力較小，多用于靜連接和 輕載連接；輕載連接；齒高不同中系列：中系列：中系列用于中等載荷的連接。中系列用于中等載荷的連接。定心方式：定心方式：小徑定心小徑定心-精度高，穩(wěn)定性好，可磨削精度高，穩(wěn)定性好，可磨削 加工。加工。濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制潘存云教授研制2、漸開線花鍵、漸開線花鍵 分為分為=30 ，=45 兩種，對應(yīng)的兩種，對應(yīng)的齒頂高齒頂高分別為：分別為：與漸開線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬，不產(chǎn)生根

13、切與漸開線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬，不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)較少。的最小齒數(shù)較少。定心方式：定心方式：齒形定心齒形定心-具有自動(dòng)定心作用，受力均勻。具有自動(dòng)定心作用，受力均勻。=45 =30 ha*=0.5m, ha*= 0.4mdidi特點(diǎn)：特點(diǎn)：制造工藝性好，精度高齒根強(qiáng)度高，易于定心。制造工藝性好，精度高齒根強(qiáng)度高，易于定心。常用于傳遞扭矩大和軸徑大的場合。常用于傳遞扭矩大和軸徑大的場合。=45 的花鍵工作面高度較小，承載能力較低，多用于載荷較的花鍵工作面高度較小，承載能力較低，多用于載荷較輕，直徑較小的靜連接，特別適用于薄壁零件的連接。輕，直徑較小的靜連接，特別適用于薄壁零件的連接。濟(jì)大

14、機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制設(shè)各齒壓力的合力作用在平均半徑設(shè)各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取不均勻系處，取不均勻系數(shù)數(shù) =0.70.8，則花鍵連接所能傳遞的扭矩為：則花鍵連接所能傳遞的扭矩為：靜聯(lián)接：靜聯(lián)接： T =zhlrm p 動(dòng)聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接： T =zhl rmpp l為接觸長度；為接觸長度；h為齒面工作高度；為齒面工作高度；h =(D d)/2 2Crm=(D+d)/4C為倒圓半徑。為倒圓半徑。D/2d/2hrmCCFt二、花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算二、花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算失效形式：失效形式：工作面被壓潰（靜連接）工作面被壓潰（靜連接） 工作面過度磨損（動(dòng)連接）工作面過度磨損（動(dòng)連接）一般只驗(yàn)算擠

15、壓強(qiáng)度和耐磨性一般只驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 潘存云教授研制靜連接：靜連接：動(dòng)連接：動(dòng)連接：花鍵連接強(qiáng)度條件：花鍵連接強(qiáng)度條件： p MPazhldm2Tp =p =2Tp MPa a zhldm不良不良 3550 4070 表表6-3 花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力 p 和許用壓力和許用壓力 p 連接工作方式連接工作方式齒面未經(jīng)熱處理齒面未經(jīng)熱處理 齒面經(jīng)熱處理齒面經(jīng)熱處理 p 或或 p 中等中等 60100 100140良好良好 80120 120200動(dòng)連接動(dòng)連接 p ( (空載下移動(dòng)空載下移動(dòng)) )靜連接靜連接 p 工作條件工作條件動(dòng)連接動(dòng)連接 p ( (在載荷

16、下移動(dòng)在載荷下移動(dòng)) )不良不良 1520 2535中等中等 2030 3060良好良好 2540 4070不良不良 - 310中等中等 - 315良好良好 - 1020濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 6 63 銷連接銷連接作用：固定零件之間的相對位置作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。，并可傳遞不大的載荷。1 1、按用途分按用途分1 1) )定位銷定位銷銷連接的分類銷連接的分類用來固定零件之間的相對位置，組合加用來固定零件之間的相對位置，組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件。工和裝配時(shí)的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，不作通常不受載荷或只受很小的載荷，不作強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)

17、強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般為目一般為2個(gè)。個(gè)。濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 2 2) )連接銷連接銷兩零件之間的連接，可兩零件之間的連接，可用來傳遞不大的載荷。用來傳遞不大的載荷。其尺寸可根據(jù)連接的結(jié)其尺寸可根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范確構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范確定。必要時(shí)再按剪切和定。必要時(shí)再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算。計(jì)算。潘存云教授研制3 3) )安全銷安全銷安全裝置中的過載剪切元件。安全銷安全裝置中的過載剪切元件。安全銷在過載時(shí)被剪斷，銷的直徑按剪切條在過載時(shí)被剪斷，銷的直徑按剪切條件確定。件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通?？稍诎踩N上加一個(gè)擠壓破壞，通常可在安全銷上加一個(gè)銷套。銷套。濟(jì)大機(jī)械學(xué)院 2 2、按形狀分按形狀分1)1)圓柱銷圓柱銷為過盈配合，經(jīng)多次拆裝后，定位為過盈配合，經(jīng)多次拆裝后，定位精度會(huì)降低；有精度會(huì)降低；有u8、m6、h8、h11四種直徑偏差可供選擇，以滿足不四種直徑偏差可供選擇，以滿足不同要求。同