《齒輪鍵公差與配合》課件

齒輪鍵公差與配合課程目標理解齒輪鍵公差的概念掌握齒輪鍵公差的定義、分類、標準等基本知識。學(xué)習(xí)齒輪鍵配合的原理了解齒輪鍵配合的類型、特點、選擇依據(jù)等方面內(nèi)容。掌握齒輪鍵連接的設(shè)計方法能夠根據(jù)實際應(yīng)用場景設(shè)計合理的齒輪鍵連接，并進行強度校核。齒輪鍵基礎(chǔ)知識定義齒輪鍵是用于連接齒輪和軸的一種機械零件，它通過鍵槽和鍵的配合來傳遞扭矩，保證齒輪和軸之間相對轉(zhuǎn)動。作用齒輪鍵的作用是將齒輪固定在軸上，防止齒輪在軸上滑動或旋轉(zhuǎn)。類型齒輪鍵的常見類型包括平鍵、楔鍵、花鍵、圓鍵和銷鍵等。齒輪鍵的作用傳遞轉(zhuǎn)矩齒輪鍵可以將軸的轉(zhuǎn)矩傳遞給齒輪，保證齒輪的同步旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)動力傳動。連接固定齒輪鍵可以將齒輪牢固地連接在軸上，防止齒輪在軸上滑動或脫落。承受軸向力齒輪鍵可以承受齒輪軸向力的沖擊，防止齒輪在軸上移動。齒輪鍵的形狀與尺寸齒輪鍵的形狀主要有三種:矩形鍵、楔形鍵和圓鍵。矩形鍵是最常見的形狀，結(jié)構(gòu)簡單、加工方便。楔形鍵可以實現(xiàn)自鎖，適合于承受較大的軸向載荷。圓鍵適用于承受較小的軸向載荷，通常用于軸向移動的場合。齒輪鍵的尺寸是指鍵的長度、寬度和高度。鍵的長度應(yīng)與軸的長度相匹配，寬度應(yīng)與鍵槽的寬度相匹配，高度應(yīng)與鍵槽的高度相匹配。鍵的尺寸應(yīng)根據(jù)齒輪的尺寸、工作載荷和工作條件進行選擇。齒輪鍵的材料與熱處理1材料選擇齒輪鍵材料通常采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼，以確保足夠的強度和耐磨性。2熱處理常見的熱處理方法包括淬火和回火，提高鍵的硬度和耐磨性，延長使用壽命。3表面處理表面處理可以進一步提高鍵的耐腐蝕性和抗磨損性能，如鍍鉻、磷化等。齒輪鍵的公差等級IT7IT8IT9IT10齒輪鍵公差等級決定了鍵槽和鍵的尺寸精度齒輪鍵公差的GB/T標準GB/T1096-1988標準編號適用于一般機械制造GB/T1097-1988標準編號適用于重型機械制造GB/T1098-1988標準編號適用于精密機械制造GB/T1099-1988標準編號適用于航空航天制造齒輪鍵配合的標準國家標準GB/T1096-2009《齒輪鍵配合》主要內(nèi)容定義了齒輪鍵配合的類型、尺寸、公差等級和配合代號應(yīng)用范圍適用于各種機械傳動系統(tǒng)中齒輪鍵配合的設(shè)計和制造齒輪鍵配合的分類過盈配合孔徑大于軸徑，常用于需要較大裝配力和傳遞較大轉(zhuǎn)矩的場合。間隙配合軸徑大于孔徑，常用于需要自由裝配和相對運動的場合。過渡配合孔徑和軸徑之間存在間隙，但間隙大小不確定，根據(jù)實際情況選擇。缺點配合的特點與應(yīng)用1松配合在裝配后，孔的尺寸大于軸的尺寸，存在間隙。由于配合面之間存在間隙，該配合允許一定的相對運動。2過渡配合在裝配后，孔的尺寸和軸的尺寸之間存在微小的間隙或過盈。這種配合允許有限的相對運動。3應(yīng)用場景缺點配合通常用于需要一定程度的相對運動或需要易于拆卸的連接，例如軸承、滑動軸承和聯(lián)軸器。過盈配合的特點與應(yīng)用特點過盈配合是指孔的尺寸比軸的尺寸小，連接后產(chǎn)生一定的壓力。過盈配合可以提高連接的強度和剛度，防止零件松動，但會增加裝配難度。常用的過盈配合類型包括過盈配合、過盈配合、干涉配合等。應(yīng)用過盈配合常用于連接需要承受較大載荷的零件，例如齒輪、軸承等。過盈配合的應(yīng)用范圍較廣，但要根據(jù)實際情況選擇合適的過盈量，以確保連接的強度和可靠性。干涉配合的特點與應(yīng)用緊密連接干涉配合使零件之間形成緊密連接，不易松動，適用于承受較大載荷和振動的工作條件。精確配合干涉配合能夠保證零件之間的精確位置關(guān)系，適用于對精度要求較高的場合，例如精密儀器和設(shè)備。承受較大載荷干涉配合能夠承受較大的載荷，適用于承受沖擊載荷和循環(huán)載荷的工作條件，例如軸承和齒輪。標準配合的特點與應(yīng)用尺寸公差為零齒輪與軸之間配合精度較高廣泛應(yīng)用于一般機械零件的連接推薦配合值的選擇軸的尺寸根據(jù)軸的尺寸選擇合適的公差等級，以確保鍵的連接強度和精度。鍵的材料根據(jù)鍵的材料和強度，選擇合適的配合等級，以滿足連接的力學(xué)性能要求。工作環(huán)境根據(jù)工作環(huán)境的溫度、濕度和振動等因素，選擇合適的配合等級，以確保連接的可靠性和耐久性。公差配合的選擇依據(jù)功能要求保證零件之間的正常工作，如間隙配合用于軸承，過盈配合用于緊固連接。制造精度選擇合適的公差等級，以確保零件加工的實際精度滿足設(shè)計要求。裝配要求考慮零件裝配的難易程度，以及裝配后是否需要調(diào)整，選擇合適的配合類型。經(jīng)濟因素選擇經(jīng)濟合理的公差等級和配合類型，以降低生產(chǎn)成本。公差配合的確定方法1設(shè)計要求功能、強度、剛度2加工精度加工設(shè)備、工藝3裝配條件裝配方法、環(huán)境4經(jīng)濟因素成本、周期公差配合的實際應(yīng)用1軸承配合確保軸承在軸上旋轉(zhuǎn)流暢，并承受負載。2齒輪配合實現(xiàn)齒輪之間精確嚙合，保證傳動效率。3緊固件配合確保螺栓、螺母等緊固件可靠連接，避免松動。齒輪鍵連接的設(shè)計鍵槽尺寸鍵槽尺寸應(yīng)根據(jù)鍵的尺寸和軸的直徑確定。鍵尺寸鍵的尺寸應(yīng)根據(jù)軸的直徑和傳遞的扭矩確定。鍵槽的尺寸設(shè)計鍵槽寬度鍵寬+0.1mm鍵槽深度鍵高+0.1mm鍵槽長度根據(jù)軸徑和鍵長計算鍵槽圓角R=0.2mm鍵的尺寸設(shè)計1長度與軸頸長度一致2寬度根據(jù)受力情況確定3高度符合標準尺寸鍵的強度計算剪切強度F=τ*A壓應(yīng)力σ=F/A鍵的剪切強度校核剪切強度是材料抵抗剪切破壞的能力鍵的壓力校核1接觸面積計算鍵與鍵槽接觸面積2最大壓力計算鍵的許用壓力3校核結(jié)果確保實際壓力小于許用壓力鍵的軸向力校核允許值實際值軸向力校核確保鍵承受的軸向載荷不超過其允許值.鍵的轉(zhuǎn)動力矩校核步驟公式確定軸上所受轉(zhuǎn)動力矩T=F*r計算鍵所能承受的最大轉(zhuǎn)動力矩Tmax=[τ]*A*l進行校核Tmax≥T鍵的變形校核校核內(nèi)容計算公式允許值鍵的剪切變形δ=F*L/(G*A)δ≤0.01*L鍵的壓縮變形δ=F*L/(E*A)δ≤0.01*L鍵的制造工藝銑削銑床加工，精度高，效率高沖壓沖床加工，效率高，成本低磨削磨床加工，表面光潔度高鍵的裝配工藝壓入式安裝利用液壓機或其他專用設(shè)備將鍵壓入鍵槽中，適用于過盈配合的鍵連接。螺栓固定式安裝使用螺栓將鍵固定在軸或輪轂上，適用于標準配合或間隙配合的鍵連接。焊接式安裝將鍵焊接在軸或輪轂上，適用于需要高強度和可靠性的鍵連接。鍵連接的質(zhì)量控制1尺寸精度確保鍵和鍵槽尺寸符合設(shè)計要求，以保證配合精度和連接強度。2表面質(zhì)量鍵和鍵槽表面應(yīng)光潔平整，無毛刺和劃痕，以避免應(yīng)力集中和連接失效。3裝配質(zhì)量鍵的裝配應(yīng)緊密，無松動或過緊現(xiàn)象，以確保連接的可靠性和穩(wěn)定性。4檢驗測試對鍵連接進行必要的檢驗測試，例如強度測試、疲勞測試等，以驗證連接的可靠性和耐久性。本課程總結(jié)1齒輪鍵公差配