《機械設計》 課件 第六章-鍵連接

§第六章鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接

定義：用鍵作為聯(lián)接件，把軸和軸上零件的輪轂聯(lián)接起來。作用：傳遞轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)軸上零件的周向固定，有時可實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導向。類型：鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、過盈配合聯(lián)接、無鍵聯(lián)接等。8.1鍵聯(lián)接(1)平鍵聯(lián)接：分為普通平鍵聯(lián)接、導向平鍵普通平鍵聯(lián)接特點：1）工作原理：以鍵兩側(cè)作工作面，依靠工作面上的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩；2）鍵的頂部與槽的底部有間隙，因此對中性較好；3）結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便；4）軸上零件不能沿軸線滑移，因此為靜聯(lián)接。類型：圓頭鍵（A型）：軸上鍵槽端部的應力集中大，鍵固定較好，能傳遞較大力；平頭鍵（B型）：應力集中小，鍵在鍵槽中固定較差，常用在軸的中部或端部，對于尺寸大的鍵，宜用緊定螺釘固定在軸上；單圓頭鍵（C型）：常用在端部。平鍵聯(lián)接—導向平鍵特點：具有普通平鍵特點外，1）軸上零件可作軸向移動，鍵起導向作用，動聯(lián)接；2）鍵較普通平鍵長，鍵必須用螺釘固定在鍵槽中；3）有A、B兩種型式。(2)半圓鍵聯(lián)接特點：1）工作面為鍵的側(cè)面，依靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩；2）自動調(diào)整；3）鍵槽對軸的削弱較大。用途：1）主要用于錐形軸端聯(lián)接；2）輕載聯(lián)接。(3)楔鍵聯(lián)接特點：1）鍵頂部和底部作工作面，依靠楔緊產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩；2）安裝后，孔的中心與軸的中心有偏心，對中性不好。用途：用在輕載、對中性要求不高的聯(lián)接。

類型：普通楔鍵（圓頭、平頭和單圓頭）、鉤頭楔鍵。（4）平鍵的尺寸選擇和強度計算

鍵為標準件，其設計為選擇性設計，包括類型選擇和尺寸選擇。1．鍵聯(lián)接的類型選擇根據(jù)聯(lián)接的工作和使用要求，結(jié)合各類鍵聯(lián)接的特點選擇鍵的類型（傳遞轉(zhuǎn)矩要求、對中性要求、軸上零件是否要求滑移、軸上零件位置要求，是否要求承受軸向力），一般優(yōu)先選用普通平鍵的A型鍵，再考慮C型鍵。2．鍵尺寸的選擇包括截面尺寸（鍵的寬度b、高度h）和長度L。根據(jù)軸的直徑，從標準中選擇確定b和h；根據(jù)軸上零件的輪轂寬度B來初定鍵的長度，再標準化。

但導向平鍵則按輪轂的長度及其移動距離確定鍵長。鍵的標記示例：鍵（B或C）20×90GB1096-793．平鍵聯(lián)接的強度校核1）受力情況擠壓力：N·d/2=T2）失效形式及計算準則普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）：工作面壓潰，按擠壓強度準則計算，即σP≤[σ]p；導向平鍵（動聯(lián)接）：鍵工作面的過度磨損，按耐磨性準則計算，即p≤[p]3）建立計算公式（假定載荷在鍵的工作面上均勻分布）對靜聯(lián)接

對動聯(lián)接

式中T為傳遞的轉(zhuǎn)矩；k為鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，h為鍵的高度；l為鍵的工作長度，圓頭平鍵（A型）：l=L-b，平頭平鍵（B型）l=L，半圓頭平鍵（C型）l=L-b/2；[σ]p、[p]為許用擠壓應力和許用比壓，應按鍵、軸、輪轂三者中性能最弱的材料選擇。說明：若進行強度校核后，發(fā)現(xiàn)強度不夠，可采取如下措施：①增加鍵的個數(shù)，但是考慮到載荷分布的不均勻性，兩鍵聯(lián)接的強度只按1.5個鍵計算，即

②兩個平鍵最好布置在沿周向相隔180度，兩個半圓鍵應布置在軸的同一條母線上。8.2花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接是平鍵聯(lián)接在數(shù)目上的發(fā)展，由外花鍵和內(nèi)花鍵組成的聯(lián)接，適用于動、靜聯(lián)接。一特點、應用及分類

特點：①齒多，且每個齒受力均勻，承載能力強；②鍵槽淺，齒根處應力集中小，對軸、轂的強度削弱?。虎蹖蛐院?，可適應軸上零件的滑移；④對中性好；⑤加工復雜，成本較高。

應用：傳遞載荷大，對中性要求較高的動、靜聯(lián)接。分類：按齒形分1.矩形花鍵聯(lián)接輕系列：用于靜聯(lián)接或輕載聯(lián)接中系列：用于中等載荷的聯(lián)接。定心方式：小徑定心（外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面，大徑處有間隙），定心精度高，穩(wěn)定性好。2.漸開線花鍵聯(lián)接

特點：齒廓為漸開線，加工方便，齒的根部強度高，應力集中小，承載能力高，對中