鍵、花鍵和銷(xiāo)連接

第12章鍵、花鍵和銷(xiāo)連接12.1鍵聯(lián)接12.2花鍵聯(lián)接12.3銷(xiāo)聯(lián)接12.1鍵連接12.1.1鍵的功能、分類(lèi)、結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞扭矩，或?qū)崿F(xiàn)零件的軸向固定或?qū)蛞苿?dòng)。主要類(lèi)型：平鍵連接半圓鍵連接楔鍵連接切向鍵連接1.平鍵聯(lián)接flatkey

平鍵的下半部分裝在軸上的鍵槽中，上半部分裝在輪轂的鍵槽中。鍵的頂面與輪轂之間有少量間隙，鍵靠側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩。普通平鍵―靜連接導(dǎo)向平鍵―動(dòng)連接滑鍵―動(dòng)連接薄型平鍵―靜連接1）普通平鍵半圓頭(C型)---常用于軸端圓頭(A型)方頭(B型)盤(pán)形銑刀端銑刀軸向固定好A型鍵與B型鍵的差異②加工方式差異④對(duì)軸強(qiáng)度影響的差異③軸向固定性差異①外形差異⑤工作長(zhǎng)度差異Lb軸向固定差應(yīng)力集中大應(yīng)力集中小2）薄型平鍵A型鍵B型鍵C型鍵,常用于軸端其高度約為普通平鍵的60%、70%，傳遞能力較低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸等。3）導(dǎo)向平鍵外形特點(diǎn)―鍵用螺釘固定在軸上，零件可以在軸上移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)聯(lián)接。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。適用場(chǎng)所―軸上零件滑移距離不大的場(chǎng)所。外形特點(diǎn)―鞍狀，包在零件上適用場(chǎng)所―軸上零件滑移距離較大的場(chǎng)所相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式―鍵與零件一同沿軸槽滑移4）滑鍵―動(dòng)連接☆普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵的工作面均為鍵的側(cè)面

雙平鍵☆當(dāng)同一軸段需裝兩個(gè)平鍵時(shí)，兩鍵須相隔180°平鍵1平鍵2工作面工作面2.半圓鍵連接―靜連接優(yōu)點(diǎn)：鍵能繞其幾何中心擺動(dòng)以適應(yīng)轂槽底面的斜度；工藝性好，裝配方便。缺點(diǎn)：軸上鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大適用場(chǎng)所―輕載，錐形軸端與輪轂的連接。工作面半圓鍵勾頭楔鍵連接3.楔鍵（斜鍵）連接楔鍵的形狀：鍵的上表面具有1：100的斜度楔鍵的類(lèi)型普通楔鍵勾頭楔鍵∠1：100∠1：100圓頭楔鍵連接平頭楔鍵連接勾頭楔鍵的勾頭供拆卸用12楔鍵的工作面工作面工作面工作面工作面楔鍵的傳力方式―靠鍵的楔緊傳力，同時(shí)能承受軸向力，起單向軸向固定的作用。楔鍵連接的最大缺點(diǎn)：

楔緊后，軸和輪轂的配合產(chǎn)生偏心。楔鍵連接不宜的場(chǎng)所：

高速、定心精度高o2o14.切向鍵連接切向鍵的組成：由一對(duì)1:100的楔鍵組成切向鍵的工作面：

由一對(duì)楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩個(gè)窄面。工作面工作面☆軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可安一個(gè)切向鍵；切向鍵的缺點(diǎn)：

鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大☆雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相隔120°-130°安裝兩個(gè)切向鍵。切向鍵的適用的場(chǎng)所：

大型傳動(dòng)（重載）。如大型帶輪、礦山設(shè)備等。120°~130°12.1.2

鍵的選擇和鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算已知：被聯(lián)接件的材料、構(gòu)造和尺寸；聯(lián)接的載荷等。鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)：選擇鍵的類(lèi)型、截面尺寸、鍵長(zhǎng)等，作相應(yīng)的計(jì)算。1.鍵的選擇

（1）鍵的類(lèi)型：據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來(lái)選。（2）鍵的尺寸：據(jù)軸徑d從鍵的標(biāo)準(zhǔn)中選截面尺寸b、h，鍵長(zhǎng)L參考輪轂長(zhǎng)B定，鍵長(zhǎng)應(yīng)略小于輪轂長(zhǎng)B。bhLLbhdB2.鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算（1）平鍵連接強(qiáng)度計(jì)算平鍵連接的主要失效形式靜連接（普通平鍵連接）―擠壓破壞動(dòng)連接（導(dǎo)向鍵、滑鍵）―磨損當(dāng)平鍵聯(lián)接用于傳遞扭矩時(shí)，鍵的側(cè)面受擠壓，截面a-a受剪切鍵的剪斷（很少，嚴(yán)重過(guò)載，沿a－a面剪斷）TokyFF靜連接強(qiáng)度條件動(dòng)連接強(qiáng)度條件K—鍵與輪轂接觸高度0.5hT

―

扭矩

T=F×y≈F×d/2―鍵、軸、轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力―鍵、軸、轂三者中最弱材料的許用壓強(qiáng)擠壓強(qiáng)度壓強(qiáng)LL=（2）半圓鍵連接強(qiáng)度計(jì)算―鍵的工作長(zhǎng)度A型鍵―B型鍵―只需作擠壓強(qiáng)度計(jì)算☆

K從標(biāo)準(zhǔn)中查；☆L（3）楔鍵連接強(qiáng)度計(jì)算楔鍵連接的主要失效形式相互楔緊的工作面被壓潰楔鍵連接的壓力分布o(jì)未傳遞扭矩時(shí)y力平衡方程傳遞扭矩后oTx擠壓強(qiáng)度條件為FFFFσp—

鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa，見(jiàn)表12.2。式中：T—傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.m；D—

軸的直徑，mm；b—

鍵的寬度，mm；l—

鍵的工作長(zhǎng)度，mm

；f—摩擦系數(shù)，一般取0.12~0.17（4）切向鍵連接簡(jiǎn)化強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，其受力情況如圖所示取鍵和軸為受力研究對(duì)象，則受力平衡條件為：切向鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件為：式中：T—傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.m；D—軸的直徑，mm；

例題12.18級(jí)精度的鑄鐵直齒圓柱齒輪與一鋼軸用鍵構(gòu)成靜連接，裝齒輪處的軸頸為60mm,齒輪輪轂長(zhǎng)95mm。連接傳遞的轉(zhuǎn)矩為840N.m，載荷平穩(wěn)。試選擇此鍵連接。解：8級(jí)精度的齒輪要求一定的定心性，因此選用平鍵。因?yàn)槭庆o連接故選用普通圓頭平鍵。由手冊(cè)可查得當(dāng)d=58～65ｍｍ時(shí)鍵的截面尺寸為：寬b=18mm,高h(yuǎn)=11mm。參考轂長(zhǎng)選鍵長(zhǎng)L=80mm鍵的接觸長(zhǎng)度σp

—鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa，見(jiàn)表12.2。l—鍵的工作長(zhǎng)度，mm

；f—摩擦系數(shù)，一般取0.12~0.17t—鍵槽的深度，mm；c—鍵的倒角，mm；注意：1）為避免鍵過(guò)長(zhǎng)壓力沿鍵長(zhǎng)分布不均勻的現(xiàn)象，鍵長(zhǎng)的增加應(yīng)參照下式：2）若采用雙鍵，兩個(gè)鍵相隔180°布置，但由于各鍵載荷分配不均，對(duì)軸的消弱很大，其承載能力只能按用一個(gè)鍵時(shí)的

1.5倍計(jì)算。由表查得鑄鐵輪轂鍵槽的許用應(yīng)力（載荷平穩(wěn)，故取大值）。由式12.1得：2）不改變?cè)休?、軸尺寸，仍采用A型鍵，適當(dāng)增加鍵長(zhǎng)L=90mm；改進(jìn)措施：1）改用方頭鍵;3）改用雙鍵。12.2花鍵連接12.2.1花鍵連接的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用花鍵連接的組成內(nèi)花鍵外花鍵

花鍵聯(lián)接由內(nèi)花鍵和外花鍵組成。沿周向均布多個(gè)鍵齒?；ㄦI聯(lián)接是平鍵聯(lián)接在數(shù)目上的發(fā)展?；ㄦI連接的優(yōu)點(diǎn)a）受力均勻；b）應(yīng)力集中??；c）承載能力強(qiáng)；d）軸上零件的對(duì)中性好；e）導(dǎo)向性好；f）可用磨削的方法提高加工和連接質(zhì)量?；ㄦI連接的缺點(diǎn)a）需用專(zhuān)門(mén)設(shè)備加工；b）制造成本高。應(yīng)用：定心精度要求高、傳遞轉(zhuǎn)矩大或經(jīng)常滑移的聯(lián)接。如變速箱滑移齒輪。矩形花鍵連接按新標(biāo)準(zhǔn)為小徑定心，定心精度高，制造容易，在工程中應(yīng)用最廣泛矩形花鍵花鍵類(lèi)型：矩形花鍵、漸開(kāi)線(xiàn)花鍵、三角形花鍵用于高強(qiáng)度連接漸開(kāi)線(xiàn)花鍵承載能力強(qiáng)，適用于大扭矩、大直徑場(chǎng)所也稱(chēng)三角形花鍵，適用于輕載小直徑連接齒形定心也稱(chēng)三角形花鍵用于薄壁零件連接漸開(kāi)線(xiàn)花鍵的制造方法：同齒輪加工一樣需采用專(zhuān)用機(jī)床★加工工藝性好★制造精度較高★制造成本較高12.2.2花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算花鍵連接的失效形式靜連接―擠壓破壞動(dòng)連接―磨損強(qiáng)度計(jì)算的合理假設(shè)①每齒受力均勻②力F作用在平均直徑dm上Ψ—各齒間載荷分配不均勻系數(shù)，其值視加工精度而定，一般Ψ

取

0.7～0.8；

z—花鍵齒數(shù)；

h—花鍵齒側(cè)面的工作高度，對(duì)矩形花鍵h＝0.5(D-d)，D和d分別為花鍵軸的外徑和內(nèi)徑；對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)花鍵為h=m，m為模數(shù)。

dm—花鍵平均直徑(mm)，對(duì)矩形花鍵，dm＝(D+d)/2；對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)花鍵，dm＝d，(d為分度圓直徑)；

l—齒的工作長(zhǎng)度(mm)；

靜連接動(dòng)連接強(qiáng)度條件為：12.3銷(xiāo)連接銷(xiāo)的分類(lèi)按結(jié)構(gòu)形式分固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。圓柱銷(xiāo)多次拆卸會(huì)降低其定位精度和可靠性。圓錐銷(xiāo)有1:50的錐度，它安裝方便，定位精度高，可反復(fù)多次拆裝。圓柱銷(xiāo)圓錐銷(xiāo)定位銷(xiāo)連接銷(xiāo)安全銷(xiāo)按功能分定位銷(xiāo)銷(xiāo)的幾種特殊形狀端部帶螺紋的圓錐銷(xiāo)開(kāi)尾圓錐銷(xiāo)槽銷(xiāo)銷(xiāo)的失效（破壞）形式連接銷(xiāo)―擠壓或剪切失效安全銷(xiāo)―剪斷（工作需要）定位銷(xiāo)―受力很小，一般不破壞強(qiáng)度計(jì)算請(qǐng)參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》有關(guān)內(nèi)容有些人常常喜歡用發(fā)現(xiàn)別人的缺點(diǎn)來(lái)表現(xiàn)自己，而自己卻意識(shí)不到這個(gè)缺點(diǎn)。往往一個(gè)人越聰明、越善良，他看到別人身上的優(yōu)點(diǎn)就會(huì)越多；就算對(duì)方錯(cuò)了，也應(yīng)該用一個(gè)合適的方式提示他，如果你能給別人臺(tái)階，自己也有臺(tái)階，如果你能給別人面子，自己也有面子。

再煩，也別忘記微笑；再急，也要注意語(yǔ)氣；再苦，也別忘記堅(jiān)持；再累，也要愛(ài)惜自己；低調(diào)做人你會(huì)一次比一次穩(wěn)健；高調(diào)做事你會(huì)一次比一次優(yōu)秀；成功的時(shí)候不要忘記