第二節(jié)汽車(chē)常用鍵銷(xiāo)連接

第二節(jié)汽車(chē)常用其它聯(lián)接

【教學(xué)目標(biāo)】1．熟悉汽車(chē)常用的其他連接形式的結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；2．熟悉平鍵連接的失效形式和強(qiáng)度驗(yàn)算?！窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：汽車(chē)常用的其他連接形式教學(xué)難點(diǎn)：平鍵連接的失效形式和強(qiáng)度驗(yàn)算除螺紋聯(lián)接外，鍵、花鍵和銷(xiāo)聯(lián)接是汽車(chē)中最常用的聯(lián)接。鍵及花鍵主要用于軸和軸上的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、鏈輪、帶輪等）或擺動(dòng)零件（如搖臂等）之間的周向固定，并傳遞扭矩；有時(shí)也用作導(dǎo)向零件。

汽車(chē)上許多部位采用鍵連接，如發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵、發(fā)電機(jī)、曲軸軸端（圖）、變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)橋以及車(chē)輪輪轂處等。

圖曲軸軸端的鍵連接鍵與花鍵的材料、剖面尺寸、健與健槽的配合等都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。因此，鍵及花鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)聯(lián)接的具體使用要求和軸的直徑，選用適當(dāng)?shù)念?lèi)型和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的鍵或花鍵，必要時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核。下面就幾種主要的類(lèi)型作簡(jiǎn)要介紹。

根據(jù)工作前鍵聯(lián)接中是否存在預(yù)緊力，鍵聯(lián)接可分為兩大類(lèi)：松鍵聯(lián)接和緊鍵聯(lián)接。一、松鍵聯(lián)接屬于松鍵聯(lián)接的有平鍵聯(lián)接和半圓鍵聯(lián)接。1．平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接又分為普通平鍵、導(dǎo)向鍵和滑鍵聯(lián)接三種。

功能：實(shí)現(xiàn)軸與輪轂的周向固定傳遞轉(zhuǎn)矩，還可實(shí)現(xiàn)軸向固定和軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。①普通平鍵單圓頭(C型)圓頭(A型)平頭(B型)軸的應(yīng)力集中小用于軸端A型B型C型盤(pán)銑刀

固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。輪轂上插健槽(keyway)A型鍵在鍵槽中軸向固定良好，裝卸方便。通常鍵與鍵槽配合較緊，但不能軸向固定軸上零件。A型鍵鍵槽應(yīng)力集中大，而B(niǎo)型鍵鍵槽的應(yīng)力集中小，二者通常都用在軸的中間部位。C型鍵應(yīng)用較少一些，常用于軸端聯(lián)接。普通平鍵聯(lián)接應(yīng)用很廣，常用來(lái)固定軸上齒輪、蝸輪、帶輪、鏈輪、凸輪等回轉(zhuǎn)零件，構(gòu)成靜聯(lián)接。普通平鍵和鍵槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79）A型B型C型bhR=b/2C×45?或r1

LLLbhbtd-tbt1d+t1標(biāo)記實(shí)例：圓頭普通平鍵(A型):鍵16×100GB1096-79方頭普通平鍵(B型):鍵B16×100GB1096-79單圓頭普通平鍵(C型):鍵C16×100GB1096-79ddbhC或rLtt1半徑r續(xù)表6-1鍵的尺寸鍵槽軸的直徑自6~8226~201.21〉8~10330.16~0.256~361.81.40.08~0.16〉10~12448~452.51.8〉12~175510~563.02.3〉17~22660.25~0.414~703.52.80.16~0.25〉22~308718~904.03.3〉30~3810822~1105.03.3〉38~4412828~1405.03.3〉44~501490.4~0.636~1605.53.80.25~0.4〉50~58161045~1806.54.3〉58~65181150~2007.04.4〉65~75201256~2207.54.9〉75~85221463~2509.05.40.6~0.80.4~0.6③材料選擇鍵的材料一般選用45號(hào)鋼標(biāo)記實(shí)例：圓頭普通平鍵(A型):鍵16×100GB/T1096-2003

方頭普通平鍵(B型):鍵B16×100GB/T1096-2003普通平鍵的標(biāo)記：鍵□b×LGB/T1096-2003□——A、B、C，一般A型不標(biāo)出A2）導(dǎo)向鍵和滑鍵

導(dǎo)向鍵和滑鍵用于動(dòng)聯(lián)接。當(dāng)軸上零件需要沿軸向移動(dòng)時(shí)，可以用導(dǎo)向鍵和滑鍵構(gòu)成聯(lián)接。

起鍵螺孔導(dǎo)向平鍵固定螺釘滑移距離較大時(shí)，平鍵過(guò)長(zhǎng)，制造困難，故可采用滑鍵。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。零件可以在軸上移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)聯(lián)接。潘存云教授研制起鍵螺孔固定螺釘導(dǎo)向平鍵聯(lián)接變速器

導(dǎo)向鍵其端部形狀有A型和B型兩種。導(dǎo)向鍵聯(lián)接是將鍵用螺釘固定在軸上的鍵槽中，軸上零件的輪轂可在軸上沿軸向滑動(dòng)。為了拆卸方便，在鍵的中部制有起鍵用的螺釘孔（圖18-6）。導(dǎo)向鍵用于軸上零件的軸向移動(dòng)量不大的場(chǎng)合。

圖18-6返回看三維當(dāng)軸上零件的軸向移動(dòng)量很大時(shí)，導(dǎo)向鍵將很長(zhǎng)，不易制造，這時(shí)可采用滑鍵?；I聯(lián)接是將鍵固定在輪轂上，并與輪轂一起在軸上的鍵槽中滑動(dòng)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上。潘存云教授研制④滑鍵a雙勾頭滑鍵鍵短，槽長(zhǎng)b單圓勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：?jiǎn)螆A勾頭，嵌入輪轂中。潘存云教授研制滑鍵返回3）平鍵聯(lián)接的失效形式和強(qiáng)度驗(yàn)算

平鍵聯(lián)接工作時(shí)的受力情況如圖18-8所示，鍵和鍵槽側(cè)面受擠壓，鍵的縱向剖面a－a受剪切。實(shí)踐證明，平鍵聯(lián)接的靜聯(lián)接的主要失效形式是鍵、軸和輪轂中強(qiáng)度較弱的工作表面被壓潰，因此通常只驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度。動(dòng)聯(lián)接的主要失效形式是鍵和輪轂中硬度較低的工作表面磨損，因此通常只驗(yàn)算耐磨性，即驗(yàn)算壓強(qiáng)。⑵鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算①普通平鍵a失效形式主要：工作面被壓潰次要：鍵被剪斷b計(jì)算準(zhǔn)則：按擠壓強(qiáng)度計(jì)算鍵被剪斷設(shè)軸轉(zhuǎn)遞的轉(zhuǎn)矩為T(mén)（N·mm），軸的直徑為d（mm），則作用于軸上的圓周力，即作用于鍵和鍵槽側(cè)面上的壓力Ft為鍵聯(lián)接受擠壓的面積為式中，h/2—鍵與輪轂近似接觸高度（㎜）。

l—鍵與輪轂的接觸長(zhǎng)度（㎜）。對(duì)于A(yíng)型普通平鍵（圖18-9a），l=L－b；對(duì)于B型普通平鍵（圖18-9b），l=L；對(duì)于C型普通平鍵（圖18-9c），l=L-b/2。

靜聯(lián)接的擠壓應(yīng)力為動(dòng)聯(lián)接的壓強(qiáng)為擠壓強(qiáng)度條件為耐磨性條件為式中，［σ］jy、［p］c為鍵聯(lián)接中強(qiáng)度較弱、硬度較低零件（一般為輪轂）的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng)，其值可由表18-5查得。表18-5返回2．半圓鍵聯(lián)接

半圓鍵（圖18-10a）的上表面為一平面，下表面為半圓形弧面，兩側(cè)面互相平行。裝配時(shí)，半圓鍵放在軸上半圓形的鍵槽內(nèi)，然后推上輪轂（圖18-10b）。這種鍵聯(lián)接，鍵的上表面與輪轂鍵槽的底面間留有間隙，鍵的側(cè)面和軸、輪轂鍵槽的側(cè)面貼合。半圓鍵結(jié)構(gòu)緊湊，裝拆方便，能在軸上的鍵槽中擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂鍵槽底面的偏斜。但軸上的鍵槽較深，降低了軸的強(qiáng)度。半圓鍵聯(lián)接主要用于輕載、輪轂寬度較窄和軸端處的聯(lián)接，尤其適用于圓錐形軸端的聯(lián)接。⑵半圓鍵聯(lián)接優(yōu)點(diǎn)：定心好，裝配方便。缺點(diǎn)：對(duì)軸的削弱較大，應(yīng)用：只適用于輕載聯(lián)接。特別適用于錐形軸端的聯(lián)接。工作面二、緊鍵聯(lián)接緊鍵聯(lián)接分為楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接兩類(lèi)，這里僅簡(jiǎn)單介紹楔鍵聯(lián)接。楔鍵如圖18-11所示，鍵的頂端有1:100的斜度，兩側(cè)面互相平行。楔鍵分為普通楔鍵（圖18-11a）和鉤頭楔鍵（圖18-11b）兩種，它們均為標(biāo)準(zhǔn)件。這種鍵聯(lián)接裝配后，鍵的側(cè)面與鍵槽側(cè)面不接觸，鍵的頂面和底面分別與輪轂鍵槽和軸槽的底面相互楔緊（如圖18-12）。因此，鍵與軸、輪轂之間產(chǎn)生很大的擠壓力。工作時(shí)，靠擠壓力及其在接觸面上所產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，并可承受不大的單向的軸向力。楔鍵聯(lián)接在楔緊時(shí)，破壞了軸與軸上零件的對(duì)中性，所以?xún)H適用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂槽的底面也有1:100的斜度。缺點(diǎn)：定心精度不高。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蜗虻妮S向固定應(yīng)用：只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。安裝時(shí)用力打入工作面普通楔鍵勾頭楔鍵返回圖18-12

返回看動(dòng)畫(huà)返回

三、花鍵聯(lián)接

花鍵聯(lián)接是由在軸上加工出的外花鍵齒和在輪轂孔壁上加工出的內(nèi)花鍵齒所構(gòu)成的聯(lián)接，如圖18-13所示?；ㄦI聯(lián)接具有承載能力大，齒淺、對(duì)軸的削弱小，應(yīng)力集中小，對(duì)中性好，導(dǎo)向性能好等特點(diǎn)；但加工需要專(zhuān)用的設(shè)備、量具和刃具，成本高。它適用于受重載和定心精度要求較高的靜、動(dòng)聯(lián)接。尤其適用于經(jīng)常滑移的聯(lián)接。

按齒形不同，花鍵可分為矩形、漸開(kāi)線(xiàn)和三角形花鍵三種。下面僅簡(jiǎn)單介紹應(yīng)用最廣的矩形花鍵?？磩?dòng)畫(huà)返回返回

矩形花鍵（圖18-14）加工方便，并可用磨削的方法獲得較高的精度，所以應(yīng)用較廣。GB1144－87規(guī)定，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。其優(yōu)點(diǎn)是：定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度。圖18-15表示矩形花鍵小徑定心方式。四、銷(xiāo)聯(lián)接銷(xiāo)主要用作裝配定位，也可用于聯(lián)接或鎖定零件，還可以作為安全裝置中的過(guò)載剪斷元件。銷(xiāo)是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)銷(xiāo)聯(lián)接時(shí)，根據(jù)工作要求選擇銷(xiāo)的類(lèi)型。用于聯(lián)接的銷(xiāo)，其直徑可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)確定，必要時(shí)再驗(yàn)算強(qiáng)度。

汽車(chē)上許多部位采用銷(xiāo)連接，如發(fā)動(dòng)機(jī)連接活塞與連桿小頭的活塞銷(xiāo)（圖3-2-1），汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)，汽車(chē)車(chē)輪輪轂處開(kāi)口銷(xiāo)，變速器蓋定位銷(xiāo)等。

圖3-2-1活塞銷(xiāo)連接用于定位的銷(xiāo)不受載荷或受很小