鍵連接及其他連接

鍵連接及其他連接第一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二§5.2花鍵連接§5.1鍵連接第二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

連接是指連接件和被連接件的組合結構。通常有連接件和被連接件。機械連接分為兩大類：2）機械靜連接，即被連接零（部）件之間不允許有相對運動的連接。1）機械動連接，即被連接的零（部）件之間可以有相對運動的連接，如滑移齒輪和軸；第三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二1）可拆連接，即允許多次裝拆而不失效的連接，包括螺紋連接、鍵連接（包括花鍵連接和無鍵連接）和銷連接；機械靜連接又可分為兩類：2）不可拆連接，即必須破壞連接某一部分才能拆開的連接，包括鉚釘連接、焊接和粘接等。另外，過盈連接既可做成可拆連接，也可做成不可拆連接。第四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

鍵主要用于軸和帶轂零件，實現周向固定以傳遞轉矩的軸轂連接。有的還能實現軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導向?！?-1鍵連接第五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二平鍵連接：鍵的側面是工作面。工作時，靠鍵與鍵槽側面的擠壓來傳遞轉矩。平鍵上表面與輪轂槽底間留有間隙。1.平鍵連接平鍵連接普通平鍵導向平鍵滑動平鍵——靜連接——動連接

平鍵連接結構簡單、加工容易、裝拆方便、對中性好。但它不能承受軸向力，對軸上零件不能起到軸向固定的作用。第六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二A型圓頭鍵B型平頭鍵C型單圓頭鍵（1）普通平鍵(用于靜連接）第七頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

圓頭普通平鍵鍵槽由指狀銑刀加工，鍵在槽中軸向固定較好，但鍵的頭部側面與輪轂上的鍵槽并不接觸，因而鍵的圓頭部分不能充分利用，而且軸上鍵槽端部的應力集中較大。（1）普通平鍵(用于靜連接）圖4-1A型圓頭鍵第八頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二（1）普通平鍵(用于靜連接）方頭普通平鍵鍵槽用盤銑刀加工，鍵槽兩端的應力集中較小，但鍵在槽中的軸向固定不好，常用緊定螺釘緊固，以防松動。圖4-2

B型平頭鍵第九頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二（1）普通平鍵(用于靜連接）單圓頭平鍵用于軸端與輪轂連接。輪轂上的鍵槽一般用插刀或拉刀加工，軸上鍵槽常用指狀銑刀銑通。

圖4-3C型單圓頭鍵第十頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二（2）導向平鍵和滑鍵連接(用于動連接）

導向平鍵（用于滑移量不大的場合）利用螺釘固定在軸上，鍵不動，輪轂可以沿著鍵移動，為了使鍵拆卸方便在鍵的中部制有起鍵螺孔。圖4-4導向平鍵連接第十一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二（2）導向平鍵和滑鍵連接(用于動連接）

滑鍵（用于滑移量較大的場合）滑鍵固定在輪轂上，隨輪轂一同沿著軸上鍵槽移動。當軸向移動距離較大時，宜采用滑鍵，如用導向鍵，鍵將很長，增加制造的困難。圖4-5滑鍵連接第十二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二2.半圓鍵連接（工作面為兩側面）

半圓鍵的上表面為一平面，下表面為半圓形弧面，兩側面互相平行。軸上鍵槽用與半圓鍵半徑相同的盤狀銑刀銑出。因而鍵在鍵槽中可繞其幾何中心擺動，以適應輪轂鍵槽底面的傾斜。半圓鍵結構緊湊，裝拆方便但軸上鍵槽較深，降低了軸的強度。半圓鍵連接適用于輕載、輪轂寬度較窄和軸端處的連接，尤其適用于圓錐形軸端的連接。圖4-6半圓鍵連接第十三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二3.楔鍵連接

如圖4-7所示為楔鍵連接，楔鍵的上、下兩面為工作面。楔鍵的上表面和與它相配合的輪轂鍵槽底面均有1:100的斜度。裝配時將楔鍵打入，使楔鍵楔緊在軸和輪轂的鍵槽中，楔鍵的上、下表面受擠壓，工作時靠這個擠壓產生的摩擦力傳遞轉矩。第十四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

圖4-7楔鍵連接第十五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

圖4-7楔鍵連接第十六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

楔鍵缺點是楔緊后，軸和輪轂的配合產生偏心和偏斜，因此楔鍵連接一般用于定心精度要求不高和低轉速的場合。第十七頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二4.切向鍵連接

圖4-8a所示為切向鍵。由一對楔鍵組成，裝配時將切向鍵沿軸切線方向楔緊在軸與輪轂之間。其上下面為工作面，壓力沿軸切線方向作用，能傳遞很大轉矩。圖4-8a)第十八頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二第十九頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二圖4-8b)切向鍵連接

用一對切向鍵時，只能單向傳遞轉矩，要雙向傳遞轉矩須用兩對互成120°分布的切向鍵（圖4-8b）。切向鍵對軸的強度削弱較大，因此常用于直徑大于100mm的軸上。第二十頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二§4-2鍵的選用和強度校核

設計鍵連接時，先根據工作要求選擇鍵的類型，再根據裝鍵處軸徑d從標準中查取鍵的寬度b和高度h，并參照輪轂長度從標準中選取鍵的長度L，最后進行鍵連接的強度較核。1．鍵的尺寸選擇平鍵的截面尺寸b×h：

根據軸徑d由標準中查得；鍵長L：根據輪轂的長度從標準中選定（靜聯接一般應略小于輪轂的長度5~10mm;動聯接(導向平鍵)根據移動量確定，并符合標準中規(guī)定的尺寸系列。第二十一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二2．平鍵連接的強度校核

普通平鍵連接（靜連接）

導向平鍵連接和滑鍵連接（動連接）一般只校核擠壓強度。其主要失效形式：工作面的壓潰。其主要失效形式：工作面的過度磨損。通常只進行耐磨性計算。第二十二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二（1）適當增加鍵和輪轂的長度，但通常鍵長不得超過（1.6～1.8）d，否則擠壓應力沿鍵長分布的不均勻性將增大。（2）采用雙鍵，在軸上相隔180°配置。考慮載荷分布的不均勻性，雙鍵聯接按1.5個鍵進行強度校核。經校核普通平鍵聯接的強度不夠時，可以采取下列措施：第二十三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二雙鍵布置規(guī)則：平鍵：按180?布置；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：夾角成120?~130?d120?~130?圖4-10第二十四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二§4.2花鍵連接結構特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側為工作面。組成：外花鍵、內花鍵。一、花鍵連接的特點

花鍵連接是由周向均布多個鍵齒的花鍵軸與帶有相應鍵齒槽的輪轂孔相配而成。圖4-11第二十五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二第二十六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二1)均勻受力；優(yōu)點：2)對軸的削弱程度小;因齒槽淺，齒根應力集中小3)載能力高;齒數多，總接觸面積大4)軸上零件與軸的對中性好；對高速及精密機器很重要5)導向性好;對動連接很重要6)可用磨削方法提高加工精度及連接質量。缺點：齒根仍有應力集中、需專用設備制造，成本高。應用：定心精度要求高、載荷大、或經常滑移的連接。第二十七頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二類型----制造容易，應用最廣。----用于高強度連接。----用于薄壁零件連接。矩形花鍵漸開線花鍵三角形花鍵二、花鍵類型選擇第二十八頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二1）矩形花鍵輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜連接和輕載連接；按齒高的不同，矩形花鍵的齒型尺寸在標準中規(guī)定了兩個系列，中系列：中系列用于中等載荷的連接。定心方式：小徑定心----精度高，穩(wěn)定性好。第二十九頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二2）漸開線花鍵分為α=30?，α=45?兩種，對應的齒頂高分別為：

與漸開線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬，不產生根切的最小齒數較少。定心方式：齒形定心----具有自動定心作用，受力均勻。α=45?α=30?h*=0.5m,h*=0.4mdfdf第三十頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二特點：制造工藝性好，精度高齒根強度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場合。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，直徑較小的靜連接。特別適用于薄壁零件的連接。第三十一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

銷連接主要用于固定零件之間的相對位置，并能傳遞較小的載荷，它還可以用于過載保護?！?.3銷連接按用途不同，一般分為：定位銷、連接銷、安全銷。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，故不作強度校核計算，其直徑按結構確定，數目一般不少于2個。第三十二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二連接銷：用來實現兩零件之間的連接，可用來傳遞不大的載荷。其類型可根據工作要求選定，其尺寸可根據連接的結構特點按經驗或規(guī)范確定。必要時再按剪切和擠壓強度條件進行校核計算。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上加一個銷套。第三十三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

按形狀的不同，銷可分為圓柱銷、圓錐銷、槽銷和銷軸和開口銷等。

圓柱銷如圖4-13(a)所示，靠過盈配合固定在銷孔中，如果多次裝拆，其定位精度會降低。圖4-13(a)第三十四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二圖4-13(b)

圓錐銷和銷孔均有150的錐度（圖4-13b）。因此安裝方便，定位精度高，多次裝拆不影響定位精度。第三十五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二圖4-13(c)

圖4-13c所示為端部帶螺紋的圓錐銷，它可用于盲孔或裝拆困難的場合。拆裝方便用于盲孔第三十六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二圖4-13d所示為開尾圓錐銷，它適用于有沖擊、振動的場合。圖4-13(d)第三十七頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

圖4-13e所示為槽銷，槽銷上有三條縱向溝槽，槽銷壓入銷孔后，它的凹槽即產生收縮變形，借助材料的彈性而固定在銷孔中。多用于傳遞載荷，對于振動載荷的連結也適用。銷孔無需鉸制，加工方便，可多次裝拆。圖4-13e第三十八頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二不易松動，能承受振動和變載荷,不鉸孔，可多次裝拆。第三十九頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

圖4-13f是圓管型彈簧圓柱銷，在銷打入銷孔后，銷由于彈性變形而擠緊在銷孔中，可以承受沖擊和變載荷。圖4-13f第四十頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二銷軸開口銷

銷軸用于兩零件的鉸接處，構成鉸鏈連接。銷軸通常用開口銷鎖定，工作可靠，拆卸方便。銷的材料：35、45號鋼。第四十一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二§4.4無鍵連接

無鍵連接通常有過盈配合連接、膨脹連接和型面連接三種。一、過盈配合連接

過盈配合連接是利用兩個被連接件間的過盈配合來實現的連接，這種連接可做成可拆連接（過盈量較?。部勺龀刹豢刹疬B接（過盈量較大）。第四十二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二過盈連接的特點：構造簡單，定心性好、承載能力高和在振動條件下能可靠地工作，但其裝配困難和對配合尺寸的精度要求較高。第四十三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二過盈配合連接的裝配采用壓入法和溫差法。壓入法裝配是在常溫下通過在待裝配的軸與輪轂間沿軸線方向施加壓力的方法進行裝配。當過盈連接的連接面長度或實際過盈量較大時應采用溫差法裝配。溫差法裝配是將孔零件加熱使其膨脹，或將軸零件冷卻使其收縮，或二者同時進行，然后進行裝配，裝配時配合面間無過盈。第四十四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二

膨脹連接是利用以內、外錐面相互貼合并擠緊在轂孔與軸之間裝入內外錐形環(huán)的連接套(簡稱脹套)，在軸向力作用下，同時脹緊軸與轂而構成的一種靜連接。二、膨脹連接第四十五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二兩個脹緊套一個脹緊套1)Z1型脹套2)Z2型脹套第四十六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期二脹套的尺寸選擇：

各型脹套已標準化，選用時可根據軸、轂尺寸及傳遞載荷大小，從標準中選擇合適的型號和尺寸。選擇時應滿足：傳遞轉矩時傳遞軸向力時傳遞聯合