第6章 鍵、花鍵連接和銷連接

1、第六章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接6-1 鍵聯(lián)接6-3 無鍵聯(lián)接6-2 花鍵聯(lián)接6-4 銷聯(lián)接鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接1 1 平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時鍵的上、下表面為非工作面。工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故定心性較好。故定心性較好。 1 1平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接鍵鍵 聯(lián)聯(lián) 接接根據(jù)用途，平鍵又可分為根據(jù)用途，平鍵又可分為 普通平鍵普通平鍵 導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵 滑鍵滑鍵一、鍵聯(lián)接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用一、鍵聯(lián)接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接1

2、1 平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時鍵的上、下表面為非工作面。工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故定心性較好。故定心性較好。 普通平鍵應(yīng)用極為廣泛。普通平鍵應(yīng)用極為廣泛。 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。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。1 1平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接鍵鍵 聯(lián)聯(lián) 接接 普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合較緊，屬靜聯(lián)接。普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合較緊，屬靜聯(lián)接。導(dǎo)向平鍵和滑鍵與輪轂

3、的鍵槽配合較松，屬動聯(lián)接。導(dǎo)向平鍵和滑鍵與輪轂的鍵槽配合較松，屬動聯(lián)接。 根據(jù)用途，平鍵又可分為根據(jù)用途，平鍵又可分為 普通平鍵普通平鍵 導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵 滑鍵滑鍵一、鍵聯(lián)接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用一、鍵聯(lián)接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接3 3鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接2半圓鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接 鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動，鍵槽中繞其圓心擺動， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端安裝方便。常用與錐形軸端與輪轂與輪轂的聯(lián)接。的聯(lián)接。 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接3 3鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接2半圓鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接 鍵呈半圓形，其側(cè)

4、面為工作面，鍵能在軸上的鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動，鍵槽中繞其圓心擺動， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端與安裝方便。常用與錐形軸端與輪轂輪轂的聯(lián)接。的聯(lián)接。楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100 1:100 的斜度。工作時，鍵的上下兩工作的斜度。工作時，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。3楔鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)

5、接3 3鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接2半圓鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接 鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動，鍵槽中繞其圓心擺動， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端安裝方便。常用與錐形軸端與輪轂與輪轂的聯(lián)接。的聯(lián)接。4切向鍵切向鍵由兩個斜度為由兩個斜度為1:100的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，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，須用互成傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120130角的兩個鍵。角的兩個鍵。楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面

6、與鍵槽底面均有為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100 1:100 的斜度。工作時，鍵的上下兩工作的斜度。工作時，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。3楔鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接3 3鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接2半圓鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接 鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動，鍵槽中繞其圓心擺動， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端安裝方便。常用與錐形軸端與輪轂與輪轂的聯(lián)接。的聯(lián)接。4切向鍵切向鍵由兩個斜度為

7、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，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，須用互成傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120130角的兩個鍵。角的兩個鍵。楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100 1:100 的斜度。工作時，鍵的上下兩工作的斜度。工作時，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。3楔鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接4 4鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接二、鍵的選擇

8、和強(qiáng)度校核二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核1鍵的尺寸選擇鍵的尺寸選擇bh根據(jù)軸徑根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長度參考輪轂的長度確定，一般應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長度參考輪轂的長度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。略短于輪轂長，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。 平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸bh及鍵長及鍵長L。 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接4 4鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核1鍵的尺寸選擇鍵的尺寸選擇bh根據(jù)軸徑根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長度參考輪轂的長度確定，一般應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長度參考輪轂的長度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。

9、略短于輪轂長，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。 平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸bh及鍵長及鍵長L。2平鍵聯(lián)接的失效和強(qiáng)度校核平鍵聯(lián)接的失效和強(qiáng)度校核對于普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面的壓潰，有時對于普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面的壓潰，有時也會出現(xiàn)鍵的剪斷，但一般只作聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度校核。也會出現(xiàn)鍵的剪斷，但一般只作聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度校核。對于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接，其主要失效形式是工作面的過度磨損，對于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接，其主要失效形式是工作面的過度磨損，通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核

10、計(jì)算。 設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長度設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長度和高度均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條和高度均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條件為件為: : 2ppkldTklF鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接2bLlbLlLl （圓頭平鍵）（圓頭平鍵）（平頭平鍵）（平頭平鍵）（單圓頭平鍵）（單圓頭平鍵） pkldTp2導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接5 52hk 式中：式中： p、p為許用應(yīng)力與許用壓力為許用應(yīng)力與許用壓力 設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長度設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長度和高度均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條和高度均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條件為件為: : 2ppk

11、ldTklF當(dāng)強(qiáng)度不足時，可適當(dāng)增加鍵長或采用兩個鍵按當(dāng)強(qiáng)度不足時，可適當(dāng)增加鍵長或采用兩個鍵按180布置。考慮到兩布置。考慮到兩個鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按個鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.5個鍵計(jì)算。個鍵計(jì)算。鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接2bLlbLlLl （圓頭平鍵）（圓頭平鍵）（平頭平鍵）（平頭平鍵）（單圓頭平鍵）（單圓頭平鍵） pkldTp2導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接5 52hk 式中：式中： p、p為許用應(yīng)力與許用壓力為許用應(yīng)力與許用壓力 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接1 1花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接 花鍵聯(lián)接是將具有均布的多個凸齒的軸置于輪轂相應(yīng)的

12、凹槽中所構(gòu)成花鍵聯(lián)接是將具有均布的多個凸齒的軸置于輪轂相應(yīng)的凹槽中所構(gòu)成的聯(lián)接。其工作面是鍵齒側(cè)。的聯(lián)接。其工作面是鍵齒側(cè)。 花鍵聯(lián)接是多齒傳遞載荷，故比平鍵聯(lián)接的承載能力高，定心性和花鍵聯(lián)接是多齒傳遞載荷，故比平鍵聯(lián)接的承載能力高，定心性和導(dǎo)向性好，對軸的削弱小導(dǎo)向性好，對軸的削弱小( (齒淺、應(yīng)力集中小齒淺、應(yīng)力集中小) )； 花鍵聯(lián)接一般用于定心精度要求高和載荷較大的地方。花鍵聯(lián)接一般用于定心精度要求高和載荷較大的地方。 花鍵加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高?；ㄦI加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高。 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，且均已標(biāo)花鍵聯(lián)接按齒形不同，可分為

13、矩形花鍵和漸開線花鍵兩類，且均已標(biāo)準(zhǔn)化。準(zhǔn)化。 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 花鍵聯(lián)接的受力情況如右圖。其主要失效形花鍵聯(lián)接的受力情況如右圖。其主要失效形式仍是工作面被壓潰（靜聯(lián)接）或工作面過度磨式仍是工作面被壓潰（靜聯(lián)接）或工作面過度磨損（動聯(lián)接）。損（動聯(lián)接）。 強(qiáng)度計(jì)算時，假定載荷在鍵的工作面上均勻強(qiáng)度計(jì)算時，假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，且壓力的合力分布，且壓力的合力F作用在平均直徑作用在平均直徑dm處，并處，并引入載荷分配不均勻系數(shù)引入載荷分配不均勻系數(shù)y y，則花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度，則花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核式為：校核式為：pm3p102yzhldT靜聯(lián)接：靜聯(lián)接： pz

14、hldTpm3102y動聯(lián)接：動聯(lián)接：8 . 07 . 0y上兩式中上兩式中:矩形花鍵矩形花鍵CdDh22鍵的工作高度為：鍵的工作高度為：花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接2 2 p、p為花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓力為花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓力 漸開線花鍵漸開線花鍵a a=30，h=ma a=45，h=0.8m 型面聯(lián)接是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型面聯(lián)接是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，它是無鍵聯(lián)接的一種型式。以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，它是無鍵聯(lián)接的一種型式。在家用機(jī)械、辦公機(jī)械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑在家用機(jī)械

15、、辦公機(jī)械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑出各種各樣的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)出各種各樣的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。用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。 由于型面聯(lián)接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯(lián)接由于型面聯(lián)接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯(lián)接的應(yīng)用。的應(yīng)用。一、型面聯(lián)接一、型面聯(lián)接無鍵聯(lián)接無鍵聯(lián)接型面聯(lián)接型面聯(lián)接 脹緊聯(lián)接脹緊聯(lián)接無鍵聯(lián)接無鍵聯(lián)接 脹緊聯(lián)接是在轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接脹緊聯(lián)接是在轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接套（簡稱脹套），在軸向力作用下，同時脹緊套（簡稱

16、脹套），在軸向力作用下，同時脹緊軸與轂而構(gòu)成的一種靜聯(lián)接。軸與轂而構(gòu)成的一種靜聯(lián)接。鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接4 4二、脹緊聯(lián)接二、脹緊聯(lián)接脹緊聯(lián)接脹緊聯(lián)接脹套脹套的尺寸選擇：的尺寸選擇：無鍵聯(lián)接無鍵聯(lián)接 脹緊聯(lián)接是在轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接脹緊聯(lián)接是在轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接套（簡稱脹套），在軸向力作用下，同時脹緊套（簡稱脹套），在軸向力作用下，同時脹緊軸與轂而構(gòu)成的一種靜聯(lián)接。軸與轂而構(gòu)成的一種靜聯(lián)接。 各型脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，選用時可根據(jù)軸、轂各型脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，選用時可根據(jù)軸、轂尺寸及傳遞載荷大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇合適的型尺寸及傳遞載荷大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇合適的型號和尺寸。號和尺寸。選擇時應(yīng)滿足：選擇時應(yīng)滿足：

17、TT 傳遞轉(zhuǎn)矩時傳遞轉(zhuǎn)矩時aaFF 傳遞軸向力時傳遞軸向力時a22aR2FdTFF傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接4 4二、脹緊聯(lián)接二、脹緊聯(lián)接 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：定載荷為：m為額定載荷系數(shù)。為額定載荷系數(shù)。 銷聯(lián)接銷聯(lián)接根據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷。根據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷。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

18、荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。銷聯(lián)接銷聯(lián)接銷聯(lián)接銷聯(lián)接根據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷。根據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷。根據(jù)銷的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等。根據(jù)銷的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等。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。用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。銷聯(lián)接銷聯(lián)接槽槽 銷銷銷軸和開口銷銷軸和開口銷開尾圓錐銷開尾圓錐銷圓柱銷圓柱銷圓錐銷圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷 銷聯(lián)接銷聯(lián)接根據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷。根據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷。根據(jù)銷的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等。根據(jù)銷的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等。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。也可銷聯(lián)