機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件第10章 鍵銷(xiāo)聯(lián)接

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)與制造系羅齊漢qhluo@

4/28/2024FoundationofMachineDesign

第10章鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接銷(xiāo)聯(lián)接無(wú)鍵聯(lián)接§10-1鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接的類(lèi)型

鍵主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。有些類(lèi)型的鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，分為平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)各類(lèi)鍵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行選擇。4/28/20243§10-1鍵聯(lián)接1．平鍵聯(lián)接

平鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，依靠鍵與鍵槽的擠壓傳遞扭矩。上表面與輪轂槽底之間留有間隙(如圖)。這種鍵定心性較好、裝拆方便。常用的平鍵有普通平鍵和導(dǎo)向平鍵兩種。普通平鍵的端部形狀可制成圓頭(A型)、方頭（B型）或單圓頭（C型），如圖a、b、c所示。圓頭鍵的軸槽用指形銑刀加工，鍵在槽中固定良好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大；方頭鍵用盤(pán)形銑刀加工，軸的應(yīng)力集中較小。單圓頭鍵常用于軸端。普通平鍵應(yīng)用最廣。導(dǎo)向平鍵較長(zhǎng)，需用螺釘固定在軸槽中，為了便于裝拆，在鍵上制出起鍵螺紋孔(如圖d)。這種鍵能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)聯(lián)接。如變速箱的滑移齒輪即可采用導(dǎo)向平鍵。4/28/20244§10-1鍵聯(lián)接軸上和輪轂上鍵槽的加工方法

如圖所示，軸上鍵槽可用端銑刀(指狀銑刀)加工，也可以用盤(pán)銑刀加工，前一種方法與A、C形鍵相適應(yīng)，是較為常用的方法，但該方法加工的軸槽在兩端應(yīng)力集中較為嚴(yán)重，對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度不利；后一種方法加工的軸槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱相對(duì)要小些，對(duì)應(yīng)的鍵應(yīng)為B形鍵，但裝配要復(fù)雜一些(有鍵的固定問(wèn)題)。至于轂槽，花鍵聯(lián)接時(shí)多采用拉刀加工，效率高，精度容易得到保證，但要求有一定的生產(chǎn)批量；對(duì)于一般的平鍵、楔鍵等聯(lián)接，轂槽多采用圖示的插刀加工。4/28/20245§10-1鍵聯(lián)接2．半圓鍵聯(lián)接此外，在重型機(jī)械中常采用切向鍵聯(lián)接。切向鍵由一對(duì)楔鍵組成，裝配時(shí)將兩鍵楔緊。鍵的窄面是工作面，工作面上的壓力沿軸的切線方向作用，能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)雙向傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，需用兩對(duì)切向鍵并分布成120°～130°。3．楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接

楔鍵的上下面是工作面，鍵的上表面和輪轂鍵槽的底面都有1∶100的斜度，把楔鍵打入軸槽和轂槽內(nèi)時(shí)，其工作面上產(chǎn)生很大的預(yù)緊力Fn。工作時(shí)，主要靠摩擦力

fFn(f為接觸面間的摩擦系數(shù))傳遞轉(zhuǎn)矩Ｔ，并能承受單方向的軸向力。由于楔鍵打入時(shí)會(huì)迫使軸和輪轂產(chǎn)生偏心

e，加之是靠摩擦傳力，因此楔鍵僅適用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵兩種。鉤頭楔鍵的鉤頭是為了拆鍵用的。

半圓鍵的工作面也是兩側(cè)面，工作時(shí)，依靠鍵與鍵槽的擠壓傳遞扭矩。它與平鍵一樣具有定心較好的優(yōu)點(diǎn)。半圓鍵能在槽中擺動(dòng)以適應(yīng)轂槽底面，裝配方便，特別適合用于錐形軸段。其缺點(diǎn)是鍵槽軸的削弱較大，只適用于輕載。4/28/20246§10-1鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核

平鍵聯(lián)接的主要失效形式是工作面的壓潰(對(duì)靜聯(lián)接)和磨損(對(duì)動(dòng)聯(lián)接)。除非有嚴(yán)重過(guò)載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷(如圖所示，沿a-a面剪斷)。

設(shè)計(jì)時(shí)，鍵的截面尺寸（bh）應(yīng)按軸徑d從鍵的標(biāo)準(zhǔn)中查??；鍵的長(zhǎng)度L可參照輪轂長(zhǎng)度從標(biāo)準(zhǔn)中選取。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。

設(shè)載荷為均勻分布，由圖得平鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度條件：

對(duì)于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接(動(dòng)聯(lián)接)，計(jì)算依據(jù)是磨損，應(yīng)限制壓強(qiáng)：

式中：T為轉(zhuǎn)矩(Nmm)；d為軸徑，h為鍵的高度，l為鍵的工作長(zhǎng)度(mm)；[σp]為許用擠壓應(yīng)力、[p]為許用壓強(qiáng)(MPa)。

若強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用兩個(gè)鍵按180°布置(如圖所示)?？紤]到載荷分布的不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.5個(gè)鍵計(jì)算。4/28/20247§10-1鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接

軸和轂孔周向均布多個(gè)鍵齒構(gòu)成的聯(lián)接稱(chēng)為花鍵聯(lián)接。齒的側(cè)面是工作面。由于是多齒傳遞載荷，所以花鍵聯(lián)接比平鍵聯(lián)接具有承載能力高，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱?。X淺、應(yīng)力集中?。?，定心好和導(dǎo)向性能好等優(yōu)點(diǎn)。它適用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?；频穆?lián)接。

花鍵聯(lián)接按其齒形的不同，可分為一般常用的矩形花鍵（圖a）、強(qiáng)度高的漸開(kāi)線花鍵(圖b)和常作為輔助聯(lián)接用的三角形花鍵(圖c)。

花鍵聯(lián)接可做成靜聯(lián)接，也可做成動(dòng)聯(lián)接，一般只驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。4/28/20248§10-1鍵聯(lián)接§10-2銷(xiāo)聯(lián)接

銷(xiāo)的主要用途是固定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。

銷(xiāo)的基本形式為圓柱銷(xiāo)和圓錐銷(xiāo)。圓柱銷(xiāo)經(jīng)過(guò)多次裝拆，其定位精度會(huì)降低。圓錐銷(xiāo)有1:50的錐度，安裝比圓柱銷(xiāo)方便，多次裝拆對(duì)定位精度的影響也較小。

銷(xiāo)的常用材料為35、45鋼。

銷(xiāo)有許多特殊形式。例如大端具有外螺紋或內(nèi)螺紋的圓錐銷(xiāo)，便于拆卸，可用于盲孔；小端帶外螺紋或開(kāi)口的圓錐銷(xiāo)，適用于有沖擊的場(chǎng)合(防松)。帶槽的圓柱銷(xiāo)，銷(xiāo)上有三條壓制的縱向溝槽，綠色線表示打入銷(xiāo)孔前的形狀，黑色線表示打入銷(xiāo)孔后變形的結(jié)果，這使銷(xiāo)與孔壁壓緊，不易松脫，能承受振動(dòng)和變載荷。使用這種銷(xiāo)聯(lián)接時(shí)，銷(xiāo)孔不需要鉸制，且可多次裝拆?？招膸ч_(kāi)口的彈性柱銷(xiāo)也能起到和槽銷(xiāo)一樣的作用。需要指出的是，后兩種銷(xiāo)由于存在排氣空間，特別適合于盲孔。4/28/20249§10-2銷(xiāo)聯(lián)接小結(jié)及練習(xí)作業(yè)：10-4補(bǔ)充練習(xí)：一、填空題：1、平鍵聯(lián)接中鍵的工作面是

。楔鍵聯(lián)接中鍵的工作面是

。2、用λ表示螺紋升角，表示當(dāng)量摩擦角，則螺紋聯(lián)接的自鎖條件為

，擰緊螺紋副的效率公式為

。二、選擇1、一般被聯(lián)接件之一較厚，而且經(jīng)常裝拆的地方宜用（）聯(lián)接。a、普通螺栓 b、鉸制孔螺栓 c、雙頭螺栓 d、螺釘2、受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，為了保證其聯(lián)接件間不出現(xiàn)縫隙，因此（）。a、殘余預(yù)緊力應(yīng)大于零 b、殘余預(yù)緊力應(yīng)等于零c、殘余殘緊力應(yīng)小于零4/28/202410小結(jié)及練習(xí)3、鍵的剖面尺寸通常是根據(jù)（）接標(biāo)準(zhǔn)選擇a、傳遞的扭矩 b、傳遞的功率c、軸的直徑 d、輪轂的寬度4、螺紋升角的計(jì)算式為（）a、 b、c、5、聯(lián)接螺紋采用的是（）a、矩形螺紋 b鋸齒螺紋 c、三角形螺紋6、被聯(lián)接件受橫向載荷，如果采用普通螺栓聯(lián)接，螺栓可能的失效形式為（）a、剪切或擠壓破壞 b、拉斷 c、扭斷4/28/2024114/28/202412機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

機(jī)械設(shè)計(jì)

machinedesign,mechanicaldesign

機(jī)械零件

machinecomponent,mechanicalcomponent

機(jī)械傳動(dòng)

mechanicaldrive

強(qiáng)度準(zhǔn)則

strengthcriterion

剛度準(zhǔn)則

rigiditycriterion

耐磨性準(zhǔn)則

wearabilitycriterion,wear-resistancecriterion

可靠性準(zhǔn)則

reliabilitycriterion

干摩擦

dryfriction

邊界摩擦

boundaryfriction

邊界潤(rùn)滑

boundarylubrication4/28/202413機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

液體摩擦

liquidfriction

液體潤(rùn)滑

liquidlubrication

液體動(dòng)壓潤(rùn)滑

hydrodynamiclubrication

液體靜壓潤(rùn)滑

hydrostaticlubrication

潤(rùn)滑油

lubricatingoil

潤(rùn)滑脂

grease,greaselubricant

鍵聯(lián)接

keyjoint

平鍵

flatkey,straightkey

普通平鍵

generalflatkey

鍵槽

keyway,keyseat,keyslot,keygroove4/28/202414機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

導(dǎo)鍵

featherkey

滑鍵

slidingkey

半圓鍵

woodruffkey

斜鍵

taperkey

楔鍵

wedgekey

切向鍵

tangentkey

花鍵

spline

矩形花鍵

parallel-sidedspline

漸開(kāi)線花鍵

involutesspline

螺紋

thread4/28/202415機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

三角螺紋

triangularthread

矩形螺紋

torquethread

梯形螺紋

trapezoidal

鋸齒形螺紋

beffressthread

管螺紋

pipethread

螺栓

belt

雙頭螺柱

stud,doubleendbolt

螺釘

screw

緊定螺釘

setscrew

墊圈

washer4/28/202416機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

彈性墊圈

springwasher

螺母

nut

帶傳動(dòng)

beltdrive

平帶

flatbelt

V帶

Vbelt

多楔帶

multi-wedge

同步帶

toothedbelt

鏈傳動(dòng)

chaindrive

滾子鏈

rollerchain

齒形鏈

toothedchain

4/28/202417機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

鏈輪

sprocket,chainpulley,chainwheel

齒輪傳動(dòng)

toothedgearing

輪齒折斷

toothedbreakage

齒面磨粒磨損

abrasivewearofthesurfacelagersofthegearteeth

齒面點(diǎn)蝕

fatiguepittingofthesurfacelayersofthegearteeth

齒面膠合

suffingofthesurfacelayersofthegearteeth

齒面塑性變形

plasticflewofthesurfaceofthegearteeth

計(jì)算載荷

calculatedload

載荷系數(shù)

loadfactor

使用系數(shù)

workingfactor4/28/202418機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

動(dòng)載系數(shù)

dynamicloadsfactor

強(qiáng)度計(jì)算

strengthcalculation

直齒圓柱齒輪

spurgear

接觸疲勞強(qiáng)度

contactfatiguestrength

彎曲疲勞強(qiáng)度

beamfatiguestrength

齒形系數(shù)

toothformfactor

齒數(shù)比numberofteethratio

齒數(shù)numberofteeth

齒寬系數(shù)

toothwidthfactor

變位系數(shù)

correctionfactor4/28/202419機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

液體摩擦

liquidfriction

液體潤(rùn)滑

liquidlubrication

液體動(dòng)壓潤(rùn)滑

hydrodynamiclubrication

液體靜壓潤(rùn)滑

hydrostaticlubrication

潤(rùn)滑油

lubricatingoil

潤(rùn)滑脂

grease,greaselubricant

鍵聯(lián)接

keyjoint

平鍵

flatkey,straightkey

普通平鍵

generalflatkey

鍵槽

keyway,keyseat,keyslot,keygroove4/28/202420機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

模數(shù)

modulus

許用應(yīng)力

allowablestresses

斜齒圓柱齒輪

helicalcylindricalgear

直齒圓柱齒輪

straightbevelgear,spurbevelgear

齒輪軸

gearshaft

圓弧齒輪

circulararcgear

蝸桿傳動(dòng)wormgearing,wormdrive

圓柱蝸桿

cylindricalworm

阿基米德螺桿

Archimedesworm

漸開(kāi)線螺桿

involuteworm

4/28/202421機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

法向直廓蝸桿

convoluteworm

軸shaft,axle

軸肩shaftshoulder

軸環(huán)

shaftcollar

軸套

axlesleeve

圓螺母

roundnut

彈簧墊圈

springtrip

軸端擋圈shaftendtripring

滑動(dòng)軸承

slidingbearing

整體式滑動(dòng)軸承

splitbearing4/28/202422機(jī)械設(shè)計(jì)常用英語(yǔ)單詞

剖分式

splitbearing

軸瓦

bush

軸承襯

bearingliner

青銅

bronze

軸承合金（巴氏合金）

bearingalloy,Babbittmetals

潤(rùn)滑裝置

lubricatingdevice

潤(rùn)滑方式

lubricatingtype

潤(rùn)滑油

lubricatingoil

潤(rùn)滑脂

grease,greaselubricant