第六章鍵、花鍵、無(wú)鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接

1、第六章鍵、花鍵、無(wú)鍵連接和銷連接 6.1 鍵連接鍵連接 6.2 花鍵連接花鍵連接 6.3 無(wú)鍵連接無(wú)鍵連接 6.4 銷連接銷連接6.1 鍵連接鍵連接1 鍵連接的功能、分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用鍵連接的功能、分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，其功能：鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，其功能：（1 1）實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩）實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩（2 2）實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定）實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定（3 3）實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向）實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向鍵連接的主要類型鍵連接的主要類型 平鍵連接平鍵連接 半圓鍵連接半圓鍵連接 楔鍵連接楔鍵連接 切向鍵連接切向鍵連接鍵的選擇

2、 包括類型和尺寸兩個(gè)方面。包括類型和尺寸兩個(gè)方面。 鍵的尺寸選擇應(yīng)符合：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格；鍵的尺寸選擇應(yīng)符合：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格； 強(qiáng)度要求。強(qiáng)度要求。 鍵的主要尺寸鍵的主要尺寸 ：截面尺寸（一般以鍵寬截面尺寸（一般以鍵寬b b鍵高鍵高h(yuǎn) h表示）和鍵長(zhǎng)表示）和鍵長(zhǎng)L L 鍵的截面尺寸鍵的截面尺寸bh 按軸的直徑按軸的直徑d d 由標(biāo)準(zhǔn)中選定。由標(biāo)準(zhǔn)中選定。 鍵的長(zhǎng)度鍵的長(zhǎng)度L L一般按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的一般按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長(zhǎng)度及其滑動(dòng)距離而定。長(zhǎng)度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長(zhǎng)度及其滑動(dòng)距離而定。 一般輪轂的長(zhǎng)度可取為一般輪轂的長(zhǎng)度可取為L(zhǎng)（

3、1.52）d，這里的，這里的d 為軸的直徑。為軸的直徑。 所選定的鍵長(zhǎng)亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的所選定的鍵長(zhǎng)亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列。長(zhǎng)度系列。 重要的鍵連接在選出鍵的類型和尺寸后重要的鍵連接在選出鍵的類型和尺寸后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 鍵的強(qiáng)度的計(jì)算 平鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 半圓鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 楔鍵連接簡(jiǎn)化強(qiáng)度計(jì)算 切向鍵連接簡(jiǎn)化強(qiáng)度計(jì)算鍵的材料鍵的材料 ：抗拉強(qiáng)度不小于：抗拉強(qiáng)度不小于600MPa的鋼，通常為的鋼，通常為45號(hào)鋼。號(hào)鋼。 強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用雙鍵。強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用雙鍵。兩個(gè)平鍵兩個(gè)平鍵，最好的布置是在沿周向相，最好的布置是在沿周向相隔隔180180；兩個(gè)半圓鍵兩個(gè)半圓鍵

4、，應(yīng)布置在軸的同一條母線上；，應(yīng)布置在軸的同一條母線上；兩個(gè)楔鍵兩個(gè)楔鍵，應(yīng)布置在沿周向相隔應(yīng)布置在沿周向相隔9090120120。在強(qiáng)度計(jì)算中兩鍵只按在強(qiáng)度計(jì)算中兩鍵只按1.51.5個(gè)鍵計(jì)算個(gè)鍵計(jì)算 當(dāng)鍵的長(zhǎng)度大于當(dāng)鍵的長(zhǎng)度大于2.25d時(shí)，其多出的長(zhǎng)度實(shí)際上可認(rèn)為并不承受時(shí)，其多出的長(zhǎng)度實(shí)際上可認(rèn)為并不承受載荷，故一般采用的鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)（載荷，故一般采用的鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)（1.61.8）d。 平鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 平鍵連接的受力分析平鍵連接的受力分析 平鍵連接的主要失效形式和強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則平鍵連接的主要失效形式和強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則 普通平鍵連接（靜連接）普通平鍵連接（靜連接） :工作面被壓潰工作面被壓潰

5、導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接（動(dòng)連接）導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接（動(dòng)連接） :工作面的過(guò)度磨損工作面的過(guò)度磨損 l l鍵的工作長(zhǎng)度，鍵的工作長(zhǎng)度，mmmm，圓頭平鍵，圓頭平鍵= =L L- -b b，平頭平鍵，平頭平鍵l l= =L L. . P P鍵、軸、輪轂三者中鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，許用擠壓應(yīng)力，MPaMPa； p p 鍵、軸、輪轂三者中鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的最弱材料的許用壓力，許用壓力，MPaMPa。半圓鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 半圓鍵連接的受力分析半圓鍵連接的受力分析 半圓鍵連接的強(qiáng)度條件半圓鍵連接的強(qiáng)度條件 因?yàn)榘雸A鍵連接只用于靜連接，故主要失效形式是因?yàn)榘雸A鍵連接

6、只用于靜連接，故主要失效形式是工作面壓潰工作面壓潰。通常按工作面的擠壓應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。公式與平鍵連接的相通常按工作面的擠壓應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。公式與平鍵連接的相同。同。 楔鍵連接簡(jiǎn)化強(qiáng)度計(jì)算 楔鍵連接的受力分析楔鍵連接的受力分析 主要失效形式主要失效形式: : 相互楔緊的工作面被相互楔緊的工作面被壓潰壓潰 強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則: : 假定壓力沿鍵長(zhǎng)均勻分布，假定壓力沿鍵長(zhǎng)均勻分布，沿鍵寬為三角形分布沿鍵寬為三角形分布. . 合力合力 : : 楔鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件為：楔鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件為： 切向鍵連接簡(jiǎn)化強(qiáng)度計(jì)算 切向鍵連接的受力分析切向鍵連接的受力分析 主要失效形式主要失效形式

7、:工作面被工作面被壓潰壓潰 強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則 : :抗擠壓強(qiáng)度抗擠壓強(qiáng)度 假定壓力在鍵的工作面上均勻分布，假定壓力在鍵的工作面上均勻分布，工作面上壓力的合力計(jì)算公式：工作面上壓力的合力計(jì)算公式： 切向鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件為切向鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件為: :平鍵連接平鍵連接 普通平鍵的結(jié)構(gòu)型式普通平鍵的結(jié)構(gòu)型式 平鍵特點(diǎn)平鍵特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好。 這種鍵連接不能承受軸向力，因而對(duì)軸這種鍵連接不能承受軸向力，因而對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定的作用。上的零件不能起到軸向固定的作用。 平鍵按用途分類平鍵按用途分類 （1 1）普通平鍵）普通平

8、鍵 （2 2）薄型平鍵）薄型平鍵 （3 3）導(dǎo)向平鍵）導(dǎo)向平鍵 （4 4）滑鍵）滑鍵 鍵槽的加工鍵槽的加工 、軸上鍵槽：、軸上鍵槽：圓柱立銑刀（圓柱立銑刀（A A和和C C型）型）和圓盤(pán)銑刀（和圓盤(pán)銑刀（B B型）；型）； 、輪轂上鍵槽：、輪轂上鍵槽：插刀。插刀。鍵槽加工平鍵按頭型式分類平鍵按頭型式分類 （1 1）圓頭（）圓頭（A A型）型） （2 2）平頭（）平頭（B B型）型） （3 3）單圓頭（）單圓頭（C C型）型） 薄型平鍵薄型平鍵 薄型平鍵與普通平薄的主要區(qū)別是鍵的薄型平鍵與普通平薄的主要區(qū)別是鍵的高度約為普通平高度約為普通平鍵的鍵的606070%70%。但薄型平鍵傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較

9、低，常用于。但薄型平鍵傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸及一些徑向尺寸受限制的場(chǎng)合。薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸及一些徑向尺寸受限制的場(chǎng)合。 平鍵圖片導(dǎo)向平鍵與滑鍵導(dǎo)向平鍵與滑鍵導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵 滑滑 鍵鍵 半圓鍵連接半圓鍵連接半圓鍵連接結(jié)構(gòu)半圓鍵連接結(jié)構(gòu) 軸上鍵用尺寸與半圓鍵相同的半圓鍵軸上鍵用尺寸與半圓鍵相同的半圓鍵槽銑刀銑出，因而鍵在槽中能繞其幾槽銑刀銑出，因而鍵在槽中能繞其幾何中心擺動(dòng)以適應(yīng)輪轂中鍵槽的斜度。何中心擺動(dòng)以適應(yīng)輪轂中鍵槽的斜度。 半圓鍵工作時(shí)，靠其側(cè)面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。半圓鍵工作時(shí)，靠其側(cè)面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。 半圓鍵連接特點(diǎn)半圓鍵連接特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：工藝性較好，裝配方便，尤其：工藝性較好

10、，裝配方便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的連接。適用于錐形軸端與輪轂的連接。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：軸上鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削：軸上鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，故一般只用于輕載靜連接中。弱較大，故一般只用于輕載靜連接中。 楔鍵連接楔鍵連接 楔鍵連接的結(jié)構(gòu)楔鍵連接的結(jié)構(gòu) 對(duì)輪轂起到對(duì)輪轂起到單向的軸向固定作用單向的軸向固定作用。 楔鍵連接的特點(diǎn)楔鍵連接的特點(diǎn) 楔鍵連接在傳遞有沖擊和振動(dòng)的較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，仍能保證連接的楔鍵連接在傳遞有沖擊和振動(dòng)的較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，仍能保證連接的可靠性。可靠性。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：楔緊后，軸與輪轂的楔緊后，軸與輪轂的配合產(chǎn)生偏心和偏斜配合產(chǎn)生偏心和偏斜，因此主要用，因此主要用于轂類零件的定心精度要

11、求不高和低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。于轂類零件的定心精度要求不高和低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。 楔鍵分類楔鍵分類 : 普通楔鍵,鉤頭楔鍵 楔鍵圖片楔鍵圖片切向鍵連接切向鍵連接 切向鍵連接的結(jié)構(gòu)切向鍵連接的結(jié)構(gòu) 切向鍵是由一對(duì)切向鍵是由一對(duì)斜度為斜度為1 1：100100的的楔鍵組成楔鍵組成 切向鍵的工作原理切向鍵的工作原理 靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂間和摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩?？抗ぷ髅嫔系臄D壓力和軸與輪轂間和摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。 用一個(gè)切向健時(shí)，只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩；當(dāng)要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，用一個(gè)切向健時(shí)，只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩；當(dāng)要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，必須用兩個(gè)切向鍵，兩者間的夾角為必須用兩個(gè)切向鍵，兩者間的夾角為120120130130。

12、特點(diǎn)特點(diǎn)：由于切向鍵對(duì)軸的削弱較大，因此常用于直徑大于由于切向鍵對(duì)軸的削弱較大，因此常用于直徑大于100mm的軸上。的軸上。 6.2 花鍵連接花鍵連接 花鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用花鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用 花鍵連接特點(diǎn)與應(yīng)用花鍵連接特點(diǎn)與應(yīng)用 花鍵按其齒形可分為；花鍵按其齒形可分為； 矩齒形花鍵矩齒形花鍵和和漸開(kāi)線花鍵漸開(kāi)線花鍵兩類。兩類。 花鍵連接的齒數(shù)、尺寸、配合等花鍵連接的齒數(shù)、尺寸、配合等均應(yīng)均應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取按標(biāo)準(zhǔn)選取。 花鍵連接可用于靜連接或動(dòng)連接。花鍵連接可用于靜連接或動(dòng)連接?；ㄦI連接的強(qiáng)度計(jì)算 花鍵連接的受力分析花鍵連接的受力分析 花鍵連接的主要失效形式花鍵連接的主要失效形式 （1

13、 1）工作面被壓潰（靜連接）工作面被壓潰（靜連接） （2 2）工作面過(guò)度磨損（動(dòng)連接）工作面過(guò)度磨損（動(dòng)連接） 花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 靜連接靜連接 動(dòng)連接動(dòng)連接 載荷分配不均勻系數(shù)載荷分配不均勻系數(shù), ,與齒數(shù)多少有關(guān)與齒數(shù)多少有關(guān), ,一般取一般取=0.7=0.70.8,0.8,齒數(shù)多時(shí)取偏小值；齒數(shù)多時(shí)取偏小值； 矩形花鍵矩形花鍵 按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了輕系列和輕系列和中系列中系列兩個(gè)系列。兩個(gè)系列。 矩形花鍵的定心方式矩形花鍵的定心方式 :小徑定心小徑定心 特特 點(diǎn)點(diǎn) （1 1）定心精度高；）定心精度高；

14、（2 2）定心的穩(wěn)定性好；）定心的穩(wěn)定性好； （3 3）能用磨削的方法消除熱處理引起的變形）能用磨削的方法消除熱處理引起的變形。漸開(kāi)線花鍵漸開(kāi)線花鍵 漸開(kāi)線花鍵的齒廓為漸開(kāi)線，齒頂高分別為漸開(kāi)線花鍵的齒廓為漸開(kāi)線，齒頂高分別為0.5m和和0.4m(模數(shù)模數(shù)) 與漸開(kāi)線齒輪相比：（與漸開(kāi)線齒輪相比：（1 1）漸開(kāi)線花鍵的齒較短；（）漸開(kāi)線花鍵的齒較短；（2 2）齒根較寬；）齒根較寬；（3 3）不發(fā)生根切的最小齒數(shù)較少。）不發(fā)生根切的最小齒數(shù)較少。 漸開(kāi)線花鍵的優(yōu)點(diǎn)漸開(kāi)線花鍵的優(yōu)點(diǎn) : : 當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩較大且軸徑也大時(shí)宜采用當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩較大且軸徑也大時(shí)宜采用3030漸開(kāi)線花鍵連接。漸開(kāi)線花鍵連接。

15、 4545的漸開(kāi)線花鍵特別適用于薄壁零件的軸轂連接。的漸開(kāi)線花鍵特別適用于薄壁零件的軸轂連接。 漸開(kāi)線花鍵的定心方式為漸開(kāi)線花鍵的定心方式為齒形定心齒形定心：有利于各齒均勻承載。：有利于各齒均勻承載。 花鍵連接特點(diǎn)與應(yīng)用花鍵連接特點(diǎn)與應(yīng)用與平鍵相比，與平鍵相比，花鍵的優(yōu)點(diǎn)花鍵的優(yōu)點(diǎn)：（1 1）因?yàn)樵谳S上和轂孔上直接而勻稱地制出較多的齒與槽，故連）因?yàn)樵谳S上和轂孔上直接而勻稱地制出較多的齒與槽，故連接受力較為均勻；接受力較為均勻；（2 2）因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸與轂的強(qiáng)度削弱較??；）因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸與轂的強(qiáng)度削弱較??；（3 3）齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的

16、載荷；）齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷；（4 4）軸上零件與軸的對(duì)中性好（這對(duì)高速及精密機(jī)器很重要）；）軸上零件與軸的對(duì)中性好（這對(duì)高速及精密機(jī)器很重要）；（5 5）導(dǎo)向性較好；）導(dǎo)向性較好；（6 6）可用磨削的方法提高加工精度及連接質(zhì)量。）可用磨削的方法提高加工精度及連接質(zhì)量。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：齒根仍有應(yīng)力集中；需用專門(mén)設(shè)備加工；成本較高。齒根仍有應(yīng)力集中；需用專門(mén)設(shè)備加工；成本較高。應(yīng)用：應(yīng)用：花鍵連接選用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?；频倪B接?；ㄦI連接選用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?；频倪B接。 6.3 無(wú)鍵連接無(wú)鍵連接 型面連接型面連接 型面連接型面連接 脹緊連接脹緊連接

17、廣泛應(yīng)用于重型載荷下機(jī)械廣泛應(yīng)用于重型載荷下機(jī)械聯(lián)接的一種先進(jìn)基礎(chǔ)部件。聯(lián)接的一種先進(jìn)基礎(chǔ)部件。 高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓系列化產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 制造精度要求低、成本低制造精度要求低、成本低2 安裝簡(jiǎn)單、拆卸方便安裝簡(jiǎn)單、拆卸方便3 壽命長(zhǎng)、強(qiáng)度高，可串級(jí)使用壽命長(zhǎng)、強(qiáng)度高，可串級(jí)使用4 過(guò)載打滑，安全保護(hù)過(guò)載打滑，安全保護(hù) 6.4 銷連接銷連接 銷按其作用可分為：銷按其作用可分為： 定位銷定位銷 連接銷連接銷 安全銷安全銷 銷按形狀分類銷按形狀分類 圓柱銷圓柱銷: :直徑編差有直徑編差有u8u8、m6m6、h8h8和和h11h11四種四種 圓錐銷圓錐銷: :具有具有1 1：5050的錐度的錐度, ,可多次裝拆可多次裝拆 端部帶螺紋的圓錐銷端部帶螺紋的圓錐銷 開(kāi)尾圓錐銷開(kāi)尾圓錐銷 , ,適用于適用于有沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合。有沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合。 槽銷上有輾壓或模鍛槽銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽出的三條縱向溝槽 能承受振動(dòng)和變載荷。能承受振動(dòng)和變載荷。 安裝槽銷的孔不需要鉸制，安裝槽銷的孔不需要鉸制，加工方便，可多次裝拆。加工方便，可多次裝拆。 銷的設(shè)計(jì)計(jì)算銷的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1 1）定位銷）定位銷: :小載荷，不作強(qiáng)度