08-鍵、銷連接解析

一、基本概念：

支撐回轉(zhuǎn)件的零件—軸；回轉(zhuǎn)零件的孔及其周邊部分—輪轂；軸與轂孔圓周方向的固定—軸轂連接。二、軸轂連接的分類：形鎖合圓軸（平鍵，半圓鍵，花鍵，切向鍵,銷）異形軸（型面連接）力鎖合有中間元件（楔鍵，脹套）無中間元件（過盈配合）第六章鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接功用：

1)實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定；

2)傳遞轉(zhuǎn)矩；

3)有些鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或移動(dòng)。一、鍵連接的功用：§6-1鍵連接鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于連接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動(dòng)的導(dǎo)向裝置。

類型平鍵半圓鍵楔鍵切向鍵普通平鍵導(dǎo)向鍵：滑鍵：實(shí)現(xiàn)靜連接實(shí)現(xiàn)動(dòng)連接用于軸向移動(dòng)位移不大的情況用于軸向移動(dòng)位移大的情況構(gòu)成緊連接薄型平鍵二、鍵連接的類型、工作原理及特點(diǎn)1.平鍵連接：普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向鍵、滑鍵工作面：兩側(cè)面1）普通平鍵：用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對(duì)軸向移動(dòng)工作原理：靠鍵與鍵槽兩側(cè)面的相互擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，

對(duì)中性較好，應(yīng)用最廣。

軸上的鍵槽用盤銑刀或指狀銑刀加工；輪轂槽用拉刀或插刀加工。

普通平鍵：圓頭—A型（常用）：鍵頂上面與轂不接觸有間隙方頭—B型：常用螺釘固定半圓頭—C型：用于軸端與輪轂聯(lián)接A型B型C型2）薄型平鍵

高度是普通平鍵的6070%，傳遞能力較低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸或徑向尺寸受到限制的場(chǎng)合。分為：圓頭（A型）、方頭（B型）、單圓頭（C型）3）導(dǎo)向平鍵與滑鍵：用于動(dòng)聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接。

滑鍵：鍵隨輪轂移動(dòng)導(dǎo)向鍵：鍵不動(dòng)，輪轂軸向移動(dòng)特點(diǎn)：裝拆方便，對(duì)零件對(duì)中性無影響，容易制造，作用可靠，多用于高精度聯(lián)接。但只能圓周固定，不能承受軸向力

2.半圓鍵連接工作面特點(diǎn)及應(yīng)用：工藝性較好，裝拆方便，適用于錐形軸端與輪轂的聯(lián)接，但鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。僅適用于輕載的場(chǎng)合。鍵的側(cè)面為工作面，工作時(shí)靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，鍵能在槽中繞幾何中心擺動(dòng)。

軸槽用與半圓鍵形狀相同的半圓鍵槽銑刀加工而得。3.楔鍵連接：上、下面為工作表面，鍵的上表面及輪轂鍵槽底面均有1：100斜度（側(cè)面有間隙），工作時(shí)打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力。方頭楔鍵鉤頭楔鍵圓頭楔鍵特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，能承受單向的軸向力。但對(duì)中性差。適用于低速輕載、精度要求不高，對(duì)中性要求不高場(chǎng)合，變載下易松動(dòng)。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，若在中間用，鍵槽應(yīng)比鍵長(zhǎng)2倍才能裝入。承載能力很大，但對(duì)中性差。對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，一般用于軸徑大于100mm的軸上。4.切向鍵連接：兩個(gè)斜度為1：100的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打入）布置在圓周的切向，一個(gè)切向鍵可承受很大的單向轉(zhuǎn)矩。當(dāng)要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，需采用兩個(gè)切向鍵。工作面：相互平行的兩個(gè)窄面工作原理：靠工作面的擠壓力和軸與輪轂的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)及應(yīng)用：類型的選擇：根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)、使用特性、工作條件來選擇。選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素有：1）需傳遞轉(zhuǎn)矩的大??；2）是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；若有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)距離的長(zhǎng)短；3）連接中對(duì)心性的要求；4）是否有軸向定位；5）鍵在軸上的位置（中、端）等。2.尺寸的選擇：Lbh主要尺寸b

h與長(zhǎng)度L由軸的直徑按標(biāo)準(zhǔn)選,見P106表6-1

由輪轂的長(zhǎng)度定：略小于輪轂的長(zhǎng)度所選長(zhǎng)度應(yīng)符合國(guó)標(biāo)中規(guī)定的長(zhǎng)度系列。三、鍵的選擇3.標(biāo)注：鍵b

hGB…

導(dǎo)向平鍵的長(zhǎng)度根據(jù)輪轂寬度及滑動(dòng)距離確定。四、鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算1.平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算靜連接：擠壓條件失效形式：靜聯(lián)接時(shí)壓潰（鍵、軸、轂中較弱者）

動(dòng)聯(lián)接時(shí)磨損（工作面的）

鍵的剪斷（較少）

允許傳遞的轉(zhuǎn)矩：

動(dòng)連接：耐磨條件查P106表6-2T——轉(zhuǎn)矩（N.m）k——工作高度k=h/2d——軸徑（mm）

l——工作長(zhǎng)度

A型鍵：l=L-b，B型鍵：l=L，C型鍵：l=L-b/2L——公稱長(zhǎng)度Lbl2.半圓鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算失效形式：鍵的工作面被壓潰

剪切強(qiáng)度條件：半圓鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核

強(qiáng)度不夠時(shí)，提高連接強(qiáng)度的措施：1）雙鍵，普通平鍵180°布置（按1.5個(gè)鍵計(jì)算）；三鍵，120°布置；2）增大軸徑d↑；3）增長(zhǎng)L↑，但輪轂長(zhǎng)↑受力不利；4）改用花鍵。例題§6-2花鍵連接一.花鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用2.花鍵連接特點(diǎn)及應(yīng)用：1）各花鍵齒受力較均勻；2）軸和輪轂應(yīng)力集中??；3）花鍵齒數(shù)多，承載能力大；4）對(duì)中性好；5）導(dǎo)向性好，6）加工精度高；7）需專門設(shè)備和工具，成本高。適用于定心精度要求高，載荷大或需經(jīng)常滑移的連接1.花鍵聯(lián)接：由多個(gè)鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成，花鍵齒側(cè)面為工作面——適用于動(dòng)、靜聯(lián)接

內(nèi)花鍵外花鍵花鍵亦標(biāo)準(zhǔn)化，由國(guó)標(biāo)可查得D、d、B、z。3.常用類型有：矩形花鍵連接漸開線花鍵連接矩形花鍵聯(lián)接按新標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，應(yīng)用廣泛

定心方式為齒形定心，當(dāng)齒受載時(shí)，齒上的徑向力能自動(dòng)定心，有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用

1）矩形花鍵：2）漸開線花鍵連接：三角形花鍵——齒數(shù)較多，齒較小，對(duì)軸強(qiáng)度削弱小。適于輕載、直徑較小時(shí)及軸與薄壁零件的聯(lián)接。應(yīng)用較少。二、花鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)：選花鍵類型→按軸徑定花鍵尺寸→驗(yàn)算聯(lián)接強(qiáng)度

1、失效形式：①鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接）②磨損（動(dòng)聯(lián)接）③齒根剪斷

2、假設(shè)：工作載荷沿鍵的工作長(zhǎng)度l均勻分布，各齒面上壓力的合力N作用在平均半徑dm處。

靜連接：擠壓條件動(dòng)連接：耐磨條件式中：

—載荷分布不均系數(shù)，

=0.7

0.8；

查P111表6-3--鍵齒工作長(zhǎng)度mm；h—鍵齒側(cè)面工作高度,，3、強(qiáng)度計(jì)算：Z——花鍵齒數(shù)；dm——花鍵的平均直徑；T——傳遞扭矩（N.m）§6-3無鍵連接1.型面連接：用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，光滑的非圓形截面，沒有應(yīng)力集中源，對(duì)中性好，承載能力強(qiáng)，裝拆方便，但加工不方便。當(dāng)軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時(shí)，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接

2.脹緊聯(lián)接特點(diǎn)：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對(duì)中性好，但加工要求較高，應(yīng)用受限制。在轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接套（簡(jiǎn)稱脹套），在軸向力作用下，同時(shí)脹緊軸與轂而構(gòu)成的一種靜聯(lián)接。脹緊聯(lián)接脹套的尺寸選擇：

各型脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，選用時(shí)可根據(jù)軸、轂尺寸及傳遞載荷大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇合適的型號(hào)和尺寸。選擇時(shí)應(yīng)滿足：傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)傳遞軸向力時(shí)傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時(shí)鍵聯(lián)接4

當(dāng)一個(gè)脹套不滿足要求時(shí)，可用兩個(gè)以上的脹套串聯(lián)使用，此時(shí)總的額定載荷為：m為額定載荷系數(shù)。一、銷連接的作用：固定零件間的相對(duì)位置，并傳遞不大的載荷，有時(shí)也作安全裝置中的過載保護(hù)元件（安全銷）?！?-4銷連接定位銷——主要用于零件間位置定位，常用作組合加工和裝配時(shí)的主要輔助零件。聯(lián)接銷——主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，可傳遞不大的載荷。安全銷——主要用于安全保護(hù)裝置中的過載剪斷元件。二、銷的分類：三、銷連接的基本形式：

圓柱銷——不能多次裝拆（否則定位精度下降）。圓錐銷——1：50錐度，可自鎖，定位精度較高，允許多次裝拆，且便于拆卸。特殊型式銷——帶螺紋錐銷，開尾錐銷（右圖）彈性