轂軸鍵聯(lián)接的剪切和擠壓強(qiáng)度校核- 鍵連接結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度校核-1

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教研室轂軸鍵聯(lián)接的剪切和擠壓強(qiáng)度校核——鍵連接結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度校核知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)掌握鍵連接的結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)度校核的方法能夠利用強(qiáng)度校核條件式判斷鍵連接的強(qiáng)度是否滿足要求增強(qiáng)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、舉一反三的能力培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注細(xì)節(jié)，養(yǎng)成細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度教學(xué)目標(biāo)案例導(dǎo)入：減速器中的轂軸鍵連接輪轂鍵軸齒輪輪轂和軸通過鍵連接鍵一、鍵連接結(jié)構(gòu)鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的聯(lián)接，其作用主要是用作周向固定或軸向移動(dòng)的導(dǎo)向裝置。松鍵連接（側(cè)面工作）緊鍵連接（上下面工作）平鍵連接普通平鍵導(dǎo)向平鍵滑鍵半圓鍵連接楔鍵連接切向鍵連接A型B型C型二、強(qiáng)度校核例1：已知軸的直徑d＝70mm，平鍵尺寸為b＝16mm，h＝10mm，L＝50mm，傳遞轉(zhuǎn)矩M＝600N·m。鍵材料為45鋼，鍵的許用切應(yīng)力[τ]＝60MPa，許用擠壓應(yīng)力[σjy]＝100MPa。試校核鍵連接的強(qiáng)度。MF解：MF1.計(jì)算作用于鍵上的力F根據(jù)平衡條件可得：2.校核鍵的剪切強(qiáng)度根據(jù)平衡條件可得，剪切面的剪力為：鍵的剪切面積為：A=b×l=16mm×50mm=800mm2lb根據(jù)剪切強(qiáng)度計(jì)算公式：因此鍵的剪切強(qiáng)度足夠。二、強(qiáng)度校核解：MF3.校核鍵的擠壓強(qiáng)度根據(jù)平衡條件可得，鍵所受擠壓力為：鍵的擠壓面積為：A=l×h/2=50mm×5mm=250mm2根據(jù)擠壓強(qiáng)度計(jì)算公式：因此鍵的擠壓強(qiáng)度足夠。FFlbh/2綜上所述，整個(gè)鍵的連接強(qiáng)度足夠。二、強(qiáng)度校核千里之堤潰于蟻穴！關(guān)注細(xì)節(jié)細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)二、強(qiáng)度校核例2：齒輪和軸由平鍵（b＝16mm，h＝10mm）連接，它傳遞的扭矩M＝1600N·m，軸的直徑d＝50mm。鍵的許用切應(yīng)力[τ]＝80MPa，許用擠壓應(yīng)力[σjy]＝240MPa。試設(shè)計(jì)鍵的長(zhǎng)度。mh/2解：MF1.計(jì)算作用于鍵上的力F根據(jù)平衡條件可得：lbh二、強(qiáng)度校核2.應(yīng)用鍵的剪切強(qiáng)度條件根據(jù)平衡條件可得，剪切面的剪力為：根據(jù)剪切強(qiáng)度計(jì)算公式：解得：l≥50mm因此為確保鍵的剪切強(qiáng)度滿足條件，鍵長(zhǎng)至少為50mm。解：MFlbh二、強(qiáng)度校核3.應(yīng)用鍵的擠壓強(qiáng)度條件根據(jù)平衡條件可得，鍵所受擠壓力為：根據(jù)擠壓強(qiáng)度計(jì)算公式：因此為確保鍵的擠壓強(qiáng)度滿足條件，鍵長(zhǎng)至少為53.3mm。解得：l≥53.3mm綜上，為確保鍵的剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度均滿足條件，鍵長(zhǎng)至少為53.3mm。解：MFlbh二、強(qiáng)度校核4.確定鍵長(zhǎng)由于鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，因此鍵長(zhǎng)需要參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》相關(guān)規(guī)定：《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定——鍵的長(zhǎng)度系列：6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,160,180,200……在鍵的長(zhǎng)度系列中可選擇：l≥53.3mm的鍵長(zhǎng)值注意：實(shí)際設(shè)計(jì)中，鍵長(zhǎng)還需要參考輪轂的長(zhǎng)度，一般鍵長(zhǎng)比輪轂長(zhǎng)度小5~10mm左右。小結(jié)抗剪強(qiáng)度條件：抗擠壓強(qiáng)度條件：鍵連接結(jié)構(gòu)：松鍵連接（側(cè)面工作）緊鍵連接（上下面