鍵花鍵無鍵連接和銷連接課件

1、輪轂輪輻輪緣軸孔第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接工作面間隙軸概 述1.軸轂連接：支撐回轉(zhuǎn)件的零件稱為軸，回轉(zhuǎn)零件的孔及其周邊部分稱為輪轂，所謂軸轂連接，指的是軸與轂孔圓周方向的固定。2.軸轂連接的分類形鎖合圓軸（平鍵、半圓鍵、花鍵、切向鍵、銷）異形軸（成形連接）力鎖合有中間元件（楔鍵，彈性環(huán)）無中間元件（過盈配合）功用 1)實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定； 2)傳遞扭矩； 3)有些鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導(dǎo)向。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件一.鍵連接的功用和類型類型平鍵 半圓鍵楔 鍵切向鍵普通平鍵導(dǎo) 向 鍵： 滑 鍵：實(shí)現(xiàn)靜連接實(shí)現(xiàn)動連接 用于軸向移動位移不大的情況用于軸向移動位移大的情況構(gòu)成緊

2、連接薄型平鍵 6-1 鍵連接鍵連接的類型、工作原理及特點(diǎn)1.平鍵連接圓頭（A型）方頭（B型）單圓頭（C型）工作面：兩側(cè)面1）普通平鍵 A型 B型 C型工作原理：靠鍵與鍵槽兩側(cè)面的相互擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)及應(yīng)用：平鍵連接結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便， 對中性較好，應(yīng)用最廣。2）薄型平鍵 高度是普通平鍵的6070%，傳遞能力較低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸或徑向尺寸受到限制的場合。分為：圓頭（A型）、方頭（B型）、單圓頭（C型）3）導(dǎo)向鍵是一種比較長的平鍵雙勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長。4）滑鍵單圓勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：單圓勾頭，嵌入輪轂中。2.半圓鍵連接工作面工作面：鍵的兩側(cè)面工作原理：

3、靠鍵與鍵槽的互壓傳遞轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)及應(yīng)用：工藝性較好，裝拆方便，但鍵槽較深，對軸的強(qiáng)度 削弱較大。適用于錐形軸端，輕載的場合。工作面3.楔鍵方頭楔鍵 鉤頭楔鍵 圓頭楔鍵工作面：鍵的上下表面工作原理：靠上下表面的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，同時可承受單向 的軸向力，起單向軸向固定。特點(diǎn)及應(yīng)用：連接可靠，但對中精度差。適用于定心精度 要求不高，低轉(zhuǎn)速的場合。楔鍵的分類安裝時用力打入工作面對軸的強(qiáng)度削弱較大。一般用于軸徑大于100mm的軸上。4.切向鍵：兩個楔鍵成對布置在軸斷面的切線上，一個切向鍵可承受很大的單向轉(zhuǎn)矩。當(dāng)要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，需采用兩個切向鍵。工作面：相互平行的兩個窄面工作原理：靠工作面的擠壓力和軸與輪

4、轂的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)及應(yīng)用：類型的選擇：據(jù)連接的結(jié)構(gòu)、使用特性、工作條件來選擇。選 擇時應(yīng)考慮的因素有：1）需傳遞扭矩的大?。?）是否有相對運(yùn)動,滑動距離的長短；3）連接中對心性的要求；4）是否有軸向定位；5）鍵在軸上的位置（中、端）等。2. 尺寸的選擇：Lbh主要尺寸 bh與長度L由軸的直徑按標(biāo)準(zhǔn)選,見P106表6-1由輪轂的長度定：等于或者略小于輪轂的長度所選長度應(yīng)符合國標(biāo)中規(guī)定的長度系列。二. 鍵的選擇3.標(biāo)注：標(biāo)記: GB/T 1096 鍵2012100d b h C或r L t t1 半徑r 續(xù)表6-1鍵的尺寸鍵 槽軸的直徑自 68 2 2 620 1.2 1810 3 3 0.1

5、60.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.81217 5 5 1056 3.0 2.31722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.252230 8 7 1890 4.0 3.33038 10 8 22110 5.0 3.33844 12 8 28140 5.0 3.34450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.45058 16 10 45180 6.5 4.35865 18 11 50200 7.0 4.46575 20 12 56220 7.5 4.97585 22 14 63250

6、9.0 5.40.60.8 0.40.6三.鍵連接的強(qiáng)度計算1.平鍵連接的強(qiáng)度計算失效形式：1）鍵與鍵槽的弱者被壓潰（靜連接） 2）鍵與鍵槽工作面的磨損（動連接）靜連接：擠壓條件動連接：耐磨條件k注意：式中 為接觸長度。查P106表6-2圓頭鍵方頭鍵半圓頭鍵Lblbh/2d若強(qiáng)度不滿足時，可采用雙鍵聯(lián)接?？紤]到載荷分布的不均勻性，校核強(qiáng)度時按1.5個鍵計算。雙鍵布置規(guī)則：平鍵： 按180o布置；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵： 夾角成90o 120od120o 130o材料（B 600MPa ）：45鋼、20鋼、Q235鋼鍵長不宜過長，大于2.25d時，多余部分可認(rèn)為不承受載荷已知：減速器中直齒圓

7、柱齒輪只能裝在軸的兩個支撐點(diǎn)間，齒輪和軸的材料都選擇鍛鋼，用鍵構(gòu)成靜連接。齒輪的精度為7級，裝齒輪處的軸頸d=70mm，齒輪輪轂寬度為100mm，需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=2200N.m載荷有輕微沖擊。試設(shè)計此鍵連接。鍵連接的設(shè)計：一、花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1)均勻受力；62 花鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沿周向均布多個鍵齒。齒側(cè)為工作面。組成： 外花鍵、內(nèi)花鍵。優(yōu)點(diǎn)：2)對軸的削弱程度小;3)載能力高;齒數(shù)多，總接觸面積大4)軸上零件與軸的對中性好；對高速及精密機(jī)器很重要5)導(dǎo)向性好;對動聯(lián)接很重要6)可用磨削方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量。因齒槽淺，齒根應(yīng)力集中小軸和輪轂直接而均勻制出齒與槽缺點(diǎn)：齒根仍有應(yīng)力集

8、中、需專 用設(shè)備制造，成本高。應(yīng)用：定心精度要求高、載荷大、或經(jīng)?；频穆?lián)接。類型-制造容易，應(yīng)用最廣。-用于高強(qiáng)度聯(lián)接。-用于薄壁零件聯(lián)接。 矩形花鍵 漸開線花鍵 三角形花鍵 1）矩形花鍵輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜聯(lián)接和 輕載聯(lián)接；按齒高的不同，矩形花鍵的齒型尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個系列，中系列：中系列用于中等載荷的聯(lián)接。定心方式：小徑定心-精度高，穩(wěn)定性好。2）漸開線花鍵 分為=30 ，=45 兩種，對應(yīng)的齒頂高分別為： 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。定心方式：齒形定心-具有自動定心作用，受力均勻。=45 =30 h*=0.5m, h*= 0.4m

9、dfdf特點(diǎn)：制造工藝性好，精度高齒根強(qiáng)度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場合。=45 的花鍵工作面高度較小，承載能力較低，多用于載荷較輕，直徑較小的靜聯(lián)接。特別適用于薄壁零件的聯(lián)接。設(shè)各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取不均勻系數(shù) =0.70.8，則花鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：靜聯(lián)接： T =zhlrmp 動聯(lián)接： T =zhl rmp l為接觸長度；h為齒面工作高度；h =(D d)/2 2Crm=(D+d)/4C為齒頂?shù)箞A半徑；D/2d/2hrmCCFt二、花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計算失效形式：工作面被壓潰（靜聯(lián)接）； 工作面過渡磨損（動聯(lián)接）一般只驗算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。靜聯(lián)接：動聯(lián)接：花鍵

10、聯(lián)接強(qiáng)度條件：p MPazhldm 2Tp =p =2Tp MPa zhldm不良 3550 4070 表6-2 花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力p 和許用壓強(qiáng)p 聯(lián)接工作方式齒面未經(jīng)熱處理 齒面經(jīng)熱處理 p 或p 中等 60100 100140良好 80120 120200動聯(lián)接p (空載下移動)靜聯(lián)接p 工作條件動聯(lián)接p (在載荷下移動)不良 1520 2535中等 2030 3060良好 2540 4070不良 - 310中等 - 315良好 - 102063 無鍵聯(lián)接 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。一、型面聯(lián)接二、

11、型面聯(lián)接的特點(diǎn)：1、裝拆方便、對中性好；2、沒有鍵槽及其尖角。3、可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩4、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。 三、型面聯(lián)接的應(yīng)用在家用機(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。配合部分形狀柱體錐體-只能傳遞扭矩-能同時傳遞扭矩和軸向力，用于不允許有間隙和要求高可靠性的場合。型面聯(lián)接的曲線：擺線和等距曲線、也有方形和正六邊形切口圓形等DD常用聯(lián)接型面有：帶切口的圓形電風(fēng)扇方形六邊形等距曲線 脹緊聯(lián)接是在軸與轂孔之間裝配一個或幾個脹緊聯(lián)接套，

12、在軸向力的作用下，同時脹緊軸與轂產(chǎn)生壓緊力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的一種靜聯(lián)接。二、脹緊聯(lián)接 結(jié)構(gòu)類型：Z1型脹套、Z2型脹套兩個脹緊套一個脹緊套1) Z1型脹套 Z2型脹套中，與軸或轂孔貼合的套筒均有縱向縫隙，以利于變形和脹緊。擰緊聯(lián)接螺釘，便可以將軸和轂脹緊。 各種脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)軸與轂孔尺寸以及傳遞載荷的大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選用合適的型號與尺寸。脹套尺寸的選擇Dd選擇時應(yīng)滿足：傳遞轉(zhuǎn)矩時： 傳遞軸向力時： 同時傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力時： 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：m為額定載荷系數(shù)查113頁表6-4。脹套聯(lián)接優(yōu)點(diǎn)：定心好、裝拆方便，引起的應(yīng)力集中較小

13、，承載能力較高，并且有安全保護(hù)作用。缺點(diǎn)：由于軸與轂孔之間要安裝脹套，有時應(yīng)用受結(jié)構(gòu)尺寸的限制。64 銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷按形狀分定位銷：用來固定零件之間的相對位置，它是組合加工和裝配時的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個。裝入的長度約為銷直徑的1-2倍。64 銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷聯(lián)接銷按形狀分聯(lián)接銷：用來實(shí)現(xiàn)兩零件之間的聯(lián)接，可用來傳遞不大的載荷。其類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗或規(guī)范確定。必要

14、時再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計算。64 銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按形狀分安全銷：作為安全裝置中的過載剪切元件。安全銷在過載時被剪斷，因此，銷的直徑應(yīng)按剪切條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通常可在安全銷上加一個銷套。64 銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按形狀分圓柱銷特點(diǎn)：為過盈配合，經(jīng)多次拆裝后，定位精度會降低；有u8、m6、h8、h11四種直徑偏差可供選擇，以滿足不同要求。64 銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按