西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課件

機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)電工程學(xué)院

王會(huì)第六章鍵、花鍵、無(wú)鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接§6-1鍵聯(lián)接§6-2花鍵聯(lián)接§6-4銷聯(lián)接

鍵和花鍵聯(lián)接是最常用的軸轂聯(lián)接方式，屬于可拆聯(lián)接。主要用于軸和輪轂之間的周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩。

銷聯(lián)接也常用于軸轂聯(lián)接，此外，還常用來(lái)確定零件之間的相對(duì)位置（定位銷），或用作安全保護(hù)裝置（安全銷）?！?-3無(wú)鍵聯(lián)接§6-1鍵聯(lián)接1平鍵的兩側(cè)面是工作面,上表面與輪轂上的鍵槽底面之間留有間隙?？挎I與鍵槽側(cè)面的相互擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。1．平鍵聯(lián)接§6-1

鍵聯(lián)接一、鍵聯(lián)接的類型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)松聯(lián)接緊聯(lián)接鍵聯(lián)接平鍵半圓鍵楔鍵切向鍵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。

鍵都是標(biāo)準(zhǔn)件，其尺寸和鍵槽尺寸都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)說(shuō)明平鍵普通平鍵：導(dǎo)向平鍵滑鍵1、2分為A型、B型、C型。用于靜聯(lián)接，應(yīng)用極為廣泛。鍵聯(lián)接

導(dǎo)向平鍵固定在軸上的鍵槽中，用于移動(dòng)量不大的場(chǎng)合。（變速箱滑移齒輪）

滑鍵固定在輪轂上，與輪轂一起在軸上的鍵槽中移動(dòng)，用于移動(dòng)量較大的場(chǎng)合。用于動(dòng)聯(lián)接。薄型平鍵特點(diǎn)：安裝方便。但對(duì)軸的削弱較大。常用于錐形軸端與輪轂的輕載靜聯(lián)接。詳細(xì)說(shuō)明2．半圓鍵聯(lián)接

鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度。鍵聯(lián)接3楔鍵的上、下面為工作面，鍵的上表面及輪轂鍵槽底面均有1:100的斜度。工作時(shí)，靠鍵的楔緊作用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)可以承受單向的軸向載荷。3．楔鍵聯(lián)接詳細(xì)說(shuō)明普通楔鍵：鉤頭楔鍵：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，能承受單向的軸向力。但對(duì)中性很差。用于低速、輕載和對(duì)中性要求不高的場(chǎng)合。鍵聯(lián)接分為A、B、C三型。便于拆卸。4、切向鍵工作原理：擠壓力沿軸切向方向產(chǎn)生的力矩承受載荷（也可承受不大的單向軸向力）；結(jié)構(gòu)：兩鍵配合面各有1：100斜度，成對(duì)組裝，組合后上下表面為工作面；特點(diǎn)：承載能力很大，但對(duì)中性差。應(yīng)用：只承受單向轉(zhuǎn)矩；正反轉(zhuǎn)矩都承受，相隔120o~130o布置兩對(duì)切向鍵。常用于對(duì)中精度要求不高的重型機(jī)械中。鍵聯(lián)接4二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核1．鍵的尺寸選擇詳細(xì)說(shuō)明平鍵的截面尺寸b×h：

根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得；鍵長(zhǎng)L：應(yīng)略短于輪轂的寬度，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。導(dǎo)向平鍵的長(zhǎng)度根據(jù)輪轂寬度及滑動(dòng)距離確定。鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接52．平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核

普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）

導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動(dòng)聯(lián)接）一般只校核擠壓強(qiáng)度。通常只進(jìn)行耐磨性計(jì)算。鍵聯(lián)接其主要失效形式：工作面的壓潰。其主要失效形式：工作面的過(guò)度磨損。鍵聯(lián)接52．平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核靜聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度條件為:動(dòng)聯(lián)接的耐磨性計(jì)算條件為：式中：；l：為鍵的接觸長(zhǎng)度。鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接6例題[sp]、[p]：為許用應(yīng)力和許用壓強(qiáng)。（見表6－2）注：當(dāng)強(qiáng)度不足時(shí)，可適當(dāng)增加鍵長(zhǎng)或采用雙鍵鍵?？紤]到兩個(gè)鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.5個(gè)鍵計(jì)算。圓頭平鍵：平頭平鍵：?jiǎn)螆A頭平鍵：鍵聯(lián)接雙鍵布置規(guī)則：平鍵：按180?布置；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：沿周向相隔成120?~90?選擇平鍵聯(lián)接類型按靜或動(dòng)聯(lián)接校核強(qiáng)度取決于強(qiáng)度較弱的那種材料▲增大鍵長(zhǎng)設(shè)計(jì)步驟根據(jù)軸徑、轂寬查標(biāo)準(zhǔn)確定鍵的尺寸設(shè)計(jì)時(shí)注意：許用應(yīng)力強(qiáng)度不夠時(shí)不同軸段的鍵槽應(yīng)開在同一母線上▲同一截面采用雙鍵聯(lián)接一、花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1)均勻受力；§6－2花鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沿周向均布多個(gè)鍵齒。齒側(cè)為工作面。組成：外花鍵、內(nèi)花鍵。優(yōu)點(diǎn)：2)對(duì)軸的削弱程度小;3)承載能力高;4)軸上零件與軸的對(duì)中性好；5)導(dǎo)向性好;6)可用磨削方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量。缺點(diǎn)：齒根仍有應(yīng)力集中、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；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α=30?，α=45?兩種，對(duì)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(dòng)定心作用，受力均勻。α=45?α=30?h=0.5m,h=0.4mdd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(chǎng)合。α=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)ψ=0.7~0.8，則花鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：靜聯(lián)接：T=ψzhlrm[σp

]動(dòng)聯(lián)接：T=ψzhlrm[p

]l為接觸長(zhǎng)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/2hrmCCF二、花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算失效形式：工作面被壓潰（靜聯(lián)接）；工作面過(guò)渡磨損（動(dòng)聯(lián)接）一般只驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。靜聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接：花鍵聯(lián)接強(qiáng)度條件：≤[p

]MPaψzhldm2T×103p=σp=2T×103≤[σp

]MPa

ψzhldm不良35~5040~70表6-3花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力[σp

]和許用壓力[p

]聯(lián)接工作方式齒面未經(jīng)熱處理齒面經(jīng)熱處理[σp

]或[p

]中等60~100100~140良好80~120120~200動(dòng)聯(lián)接[p

](空載下移動(dòng))靜聯(lián)接[σp

]工作條件動(dòng)聯(lián)接[p

](在載荷下移動(dòng))不良15~2025~35中等20~3030~60良好25~4040~70不良----3~10中等----3~15良好----10~20§6－3無(wú)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(dòng)和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，它是無(wú)鍵聯(lián)接的一種型式。一、型面聯(lián)接

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(wú)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。

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。配合部分形狀柱體錐體----只能傳遞扭矩----能同時(shí)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(chǎng)合。1)裝拆方便，對(duì)中性好；型面聯(lián)接的特點(diǎn)：2)聯(lián)接面上沒有鍵槽和尖角，減少了應(yīng)力集中；3)可傳遞較大的扭矩；4)切削加工有難度，不易保證配合精度。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(gè)或幾個(gè)脹緊聯(lián)接套，在軸向力的作用下，同時(shí)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(gè)脹緊套一個(gè)脹緊套1)Z1型脹套2)Z2型脹套

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(hào)與尺寸。脹套尺寸的選擇Dd選擇時(shí)應(yīng)滿足：傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)：傳遞軸向力時(shí)：同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力時(shí)：

當(dāng)一個(gè)脹套不滿足要求時(shí)，可用兩個(gè)以上的脹套串聯(lián)使用，此時(shí)總的額定載荷為：m為額定載荷系數(shù)。脹套聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)：

定心好、裝拆方便，引起的應(yīng)力集中較小，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(shí)應(yīng)用受結(jié)構(gòu)尺寸的限制?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)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(lái)固定零件之間的相對(duì)位置，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個(gè)?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)兩零件之間的聯(lián)接，可用來(lái)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(yàn)或規(guī)范確定。必要時(shí)再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)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(guò)載剪切元件。安全銷在過(guò)載時(shí)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?？稍诎踩N上加一個(gè)銷套?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)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(guò)盈配合，經(jīng)多次拆裝后，定位精度會(huì)降低；有u8、m6、h8、h11四種直徑偏差可供選擇，以滿足不同要求?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)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圓錐銷特點(diǎn)：有1:50的錐度，可反復(fù)多次拆裝。螺母鎖緊抗沖擊拆裝方便用于盲孔§6－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)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圓錐銷槽銷不易松動(dòng)，能承受振動(dòng)和變載荷,不鉸孔，可多次裝拆?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)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圓錐銷槽銷銷軸開口銷銷的材料：35、45號(hào)鋼。

復(fù)習(xí)題

判斷題

1.采用兩個(gè)楔鍵時(shí)，常相隔90度～120度。

A.正確

B.錯(cuò)誤

2.而采用兩個(gè)半圓鍵時(shí)，則布置在軸的同一母線上。

A.正確

B.錯(cuò)誤

★單項(xiàng)選擇題

1.漸開線花鍵聯(lián)接采用()定心。

A.大徑B.小徑C.齒面

1、普通平鍵聯(lián)接工作時(shí)，鍵的主要失效形式是

。A、鍵受剪切破壞B、鍵的側(cè)面受擠壓破壞C、剪切與擠壓同時(shí)產(chǎn)生D、磨損和鍵被剪斷2、普通平鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核的內(nèi)容主要是

。A、校核鍵側(cè)面的擠壓強(qiáng)度B、校核鍵的剪切強(qiáng)度C、A、