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鍵、花鍵、銷連接6.1鍵連接6.2花鍵連接6.3銷連接鍵、花鍵、銷連接軸轂連接中最常見的是鍵和花鍵連接,它們均屬可拆連接。鍵和花鍵主要是用于軸與回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、帶輪等)輪轂之間周向固定和傳遞轉(zhuǎn)矩,其中有的還可實現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力。銷連接除用作軸轂連接外,還常用來確定零件間的相互位置(定位銷)或作安全裝置(安全銷)。6.1鍵連接鍵是一種標準零件,通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩,有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導向。鍵連接的主要類型有:平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。6.1.1平鍵連接普通平鍵連接的工作原理:鍵的兩側(cè)面是工作面,工作時,靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間則留有間隙。平鍵連接的特點:結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性較好等優(yōu)點;不能承受軸向力,對軸上的零件不能起到軸向固定的作用。(a)(b)圓頭平鍵(c)平頭平鍵(d)單圓頭平鍵圖3.1普通平鍵連接平鍵連接(a)導向平鍵連接(b)滑鍵連接

圖3.2導向平鍵連接和滑鍵連接平鍵連接6.1.2半圓鍵連接半圓鍵連接的工作原理:半圓鍵工作靠側(cè)面來傳遞轉(zhuǎn)矩。半圓鍵連接的特點:優(yōu)點是工藝性較好,裝配方便,尤其適用于錐形軸端與輪轂的連接。缺點是軸上鍵槽較深,對軸的強度削弱較大,故一般只用于輕載靜連接中。6.1.3楔鍵連接

楔鍵連接的工作原理:鍵的上下兩面是工作面,靠鍵的楔緊作用來傳遞轉(zhuǎn)矩,同時可以承受單向的軸向載荷,對輪轂起到單向的軸向固定作用。楔鍵連接的特點:楔鍵連接在傳遞有沖擊和振動的較大轉(zhuǎn)矩時,仍能保證連接的可靠性。楔鍵連接的缺點是鍵楔緊后,軸和輪轂的配合產(chǎn)生偏心和偏斜。主要用于轂類零件的定心精度要求不高和低轉(zhuǎn)速的場合。(a)用圓頭楔鍵(b)用平頭楔鍵(c)用鉤頭楔鍵圖3.4楔鍵連接楔鍵連接6.1.4切向鍵連接切向鍵連接的工作原理:工作時,靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。用一個切向鍵時,只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩;當傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時,必須用兩個切向鍵,兩者間的夾角為120

~130

。切向鍵連接的特點:切向鍵的鍵槽對軸的削弱較大,常用于直徑大于100mm的軸上。例如用于大型帶輪,大型飛輪,礦山用大型絞車的卷筒及齒輪等與軸的連接。切向鍵連接切向鍵連接6.1.5鍵連接的類型選擇和強度計算鍵已經(jīng)標準化,設(shè)計時可根據(jù)具體情況選擇鍵的類型和尺寸。重要的鍵連接在選出鍵的類型和尺寸后,還應(yīng)進行強度校核計算。1.鍵的選擇1)鍵的類型選擇鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)、使用要求和工作狀況來選擇。選擇時應(yīng)考慮傳遞轉(zhuǎn)矩的大小,連接的對中性要求,是否要求軸向固定,連接于軸上的零件是否需要沿軸滑動與滑動距離的長短,以及鍵在軸上的位置(在軸的中部還是端部)等。1.鍵的選擇2)鍵的尺寸選擇鍵的截面尺寸b

h按軸的直徑d由標準中選定。鍵的長度L一般可按輪轂的長度而定,即鍵長等于或略短于輪轂的長度;而導向平鍵則按輪轂的長度及其滑動距離而定。2.鍵連接強度計算1)平鍵連接強度計算平鍵連接主要失效形式是工作面被壓潰。按工作面上的擠壓應(yīng)力進行強度校核計算。對于導向平鍵連接和滑鍵連接(動連接),主要失效形式是工作面的過度磨損。按工作面上的壓力進行條件性的強度校核計算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布,普通平鍵連接的強度條件為(3.1)

圖3.6平鍵連接受力情況導向平鍵連接和滑鍵連接的強度條件為(3.2)鍵連接強度計算3.鍵的材料因為壓潰和磨損是鍵連接的主要失效形式,所以鍵的材料要有足夠的硬度。國家標準規(guī)定,鍵用抗拉強度不低于600MPa的鋼制造,如45鋼、Q275等。大批量生產(chǎn)時,可采用鍵用精拔中碳鋼。若輪轂為非鐵金屬或非金屬材料,則鍵可用20、Q235等牌號的鋼。6.2花鍵連接花鍵連接優(yōu)點:(1)因為在軸上與轂孔上直接而勻稱地制出較多的齒與槽,故連接受力較為均勻;(2)因槽較淺,齒根處應(yīng)力集中較小,軸與轂的強度削弱較少;(3)齒數(shù)較多,總接觸面積較大,因而可承受較大的載荷;(4)軸上零件與軸的對中性好(這對高速及精密機器很重要);(5)導向性較好(這對動連接很重要);(6)可用磨削的方法提高加工精度及連接質(zhì)量。6.2.1花鍵連接的特點設(shè)計花鍵連接缺點是齒根仍有應(yīng)力集中;有時需用專門設(shè)備加工;成本高?;ㄦI連接適用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?;频倪B接?;ㄦI連接的齒數(shù)、尺寸、配合等均應(yīng)按標準選取。(a)(b)

圖3.8花鍵圖3.9矩形花鍵連接圖3.10漸開線花鍵連接花鍵連接6.2.2花鍵連接的設(shè)計花鍵連接主要失效形式是工作面被壓潰(靜連接)或工作面過度磨損(動連接)。靜連接按工作面上的擠壓應(yīng)力進行強度計算,動連接按工作面上的壓力進行條件性的強度計算。靜連接動連接

圖3.11花鍵連接受力情況花鍵連接的設(shè)計6.3銷連接

(a)圓柱銷(b)圓錐銷圖3.12定位銷圖3.13連接銷(a)螺尾圓錐銷(b)內(nèi)螺紋圓錐銷圖3.14安全銷圖3.1

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