第6章(首)鍵花鍵無鍵聯(lián)接銷聯(lián)接.ppt

1、61 鍵聯(lián)接,第6章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接,62 花鍵聯(lián)接,63 無鍵聯(lián)接,64 銷聯(lián)接,6-1 鍵聯(lián)接,定義：用鍵作為聯(lián)接件，把軸和軸上零件的輪轂聯(lián)接起來。 作用：傳遞轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向固定，有時(shí)可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。 類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。,1.平鍵聯(lián)接：分為普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵、滑鍵 普通平鍵聯(lián)接 特點(diǎn)：1）工作原理：以鍵兩側(cè)作工作面，依靠工作面上的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩； 2）鍵的頂部與槽的底部有間隙，因此對中性較好； 3）結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便； 4）軸上零件不能沿軸線滑移，因此為靜聯(lián)接。,普通平鍵結(jié)構(gòu),單圓頭(C型),圓頭(A型),平頭(B型

2、),用指狀銑刀加工，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。,用盤銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。,用于軸端,普通平鍵應(yīng)用最廣。,薄型平鍵的高度為普通平鍵的6070%，也分圓頭、平頭、單圓頭三種。傳遞扭矩能力低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的場合。,導(dǎo)向平鍵,零件可以在軸上移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)聯(lián)接。 滑移距離較大時(shí)，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵。,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：長度較長，需用螺釘固定。,為便于裝拆，制有起鍵螺孔。,雙勾頭滑鍵,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長。,單圓勾頭滑鍵,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：單圓勾頭，嵌入輪轂中。,表6-1 普通平鍵和鍵槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79）,A型,B型,C型

3、,標(biāo)記實(shí)例： 圓頭普通平鍵(A型): 鍵16100 GB1096-79,方頭普通平鍵(B型): 鍵B16100 GB1096-79,單圓頭普通平鍵(C型) : 鍵C16100 GB1096-79,2. 半圓鍵聯(lián)接,優(yōu)點(diǎn)：定心好，裝配方便。 因半圓鍵能在軸槽中擺動(dòng)以適應(yīng)輪轂槽底面。,缺點(diǎn)：對軸的削弱較大，只適 用于輕載聯(lián)接。,特別適用于錐形軸端的聯(lián)接。,3. 楔鍵聯(lián)接,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鍵的上表面有1:100的斜度， 輪轂槽的底面也有1:100的斜度。,缺點(diǎn)：定心精度不高。,應(yīng)用：只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷 平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。,類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。 鉤頭是用來拆卸用的,4.切向鍵聯(lián)接 在重型機(jī)械

4、中常采用切向鍵-一對楔鍵組成。,裝配時(shí)將兩楔鍵楔緊，鍵的窄面是工作面，所產(chǎn)生的壓力沿切向方向分布，當(dāng)雙向傳遞扭矩時(shí)，需要兩對切向鍵分布成120130 。,3 楔鍵聯(lián)接 特點(diǎn)：1）鍵頂部和底部作工作面，依靠楔緊產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩； 2）安裝后，孔的中心與軸的中心有偏心，對中性不好。 用途：用在輕載、對中性要求不高的連接。 類型：普通楔鍵（圓頭、平頭和單圓頭）、鉤頭楔鍵。,二、平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核,鍵的材料：B 370 Mpa的碳素鋼，常用45鋼。,鍵的截面尺寸b、h查表選取，長度L參照輪轂長度從標(biāo)準(zhǔn)中選取。,鍵的主要失效形式：壓潰、磨損(動(dòng)聯(lián)接)、剪斷。,1)平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度,l=L-b,l=L,

5、一般不會(huì)出現(xiàn),擠壓應(yīng)力：,（二）平鍵的尺寸選擇和強(qiáng)度計(jì)算 鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，其設(shè)計(jì)為選擇性設(shè)計(jì)，包括類型選擇和尺寸選擇。 1鍵聯(lián)接的類型選擇 根據(jù)聯(lián)接的工作和使用要求，結(jié)合各類鍵聯(lián)接的特點(diǎn)選擇鍵的類型（傳遞轉(zhuǎn)矩要求、對中性要求、軸上零件是否要求滑移、軸上零件位置要求，是否要求承受軸向力），一般優(yōu)先選用普通平鍵的A型鍵，再考慮C型鍵 。,2鍵尺寸的選擇 包括截面尺寸（鍵的寬度b、高度h）和長度L。 根據(jù)軸的直徑，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇確定b和h；根據(jù)軸上零件的輪轂寬度B來初定鍵的長度，再標(biāo)準(zhǔn)化。 但導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長度及其移動(dòng)距離確定鍵長。 鍵的標(biāo)記示例：鍵（B或C）2090 GB1096-79,3.鍵連接的

6、強(qiáng)度校核 （1）平鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）：工作面壓潰，按擠壓強(qiáng)度準(zhǔn)則計(jì)算，即Pp； 導(dǎo)向平鍵（動(dòng)聯(lián)接）：鍵工作面的過度磨損，按耐磨性準(zhǔn)則計(jì)算，即pp 強(qiáng)度條件（假定載荷在鍵的工作面上均勻分布）,對靜聯(lián)接 對動(dòng)聯(lián)接 式中 T為傳遞的轉(zhuǎn)矩；k為鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，h為鍵的高度；l為鍵的工作長度，圓頭平鍵（A型）：l=L-b，平頭平鍵（B型）l=L，半圓頭平鍵（C型）l=L-b/2；p、p為許用擠壓應(yīng)力和許用比壓，應(yīng)按鍵、軸、輪轂三者中性能最弱的材料選擇。,（2)半圓鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算,l近似為公稱長度,用于靜聯(lián)接，失效形式為表面壓潰,若強(qiáng)度不時(shí)，可

7、采用雙鍵聯(lián)接?？紤]到載荷分布的不均勻性，校核強(qiáng)度時(shí)按1.5個(gè)鍵計(jì)算。,雙鍵布置規(guī)則： 平鍵： 沿周向相隔180布置；,半圓鍵：軸的同一條母線上；,切向鍵： 夾角成120 130,例題 已知減速器中某直齒圓柱齒輪安裝在鈾的兩個(gè)支承點(diǎn)間齒輪和軸的材料都是鍛鋼，用鍵構(gòu)成靜連接。齒輪的精度為7級裝齒輪處的軸徑d70 mm齒輪輪轂寬度為100mm需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=2200 N.m,載荷有輕微沖擊。試設(shè)計(jì)此鍵連接。,總結(jié)： 在各種軸轂連接中，鍵連接具有簡單、緊湊、裝拆方便和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此是最通用的連接型式。但鍵槽削減了被連接件的承載面積，特別是會(huì)引起高度的應(yīng)力集中；此外，被連接件也難以獲得精確的定心。

8、由于有這些缺點(diǎn)，在載荷很大和對被連接件定心要求較高的場合。鍵連接已逐漸為花鍵連接、無鍵連接和過盈連接所代替。,一、花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用,1)均勻受力；,62 花鍵聯(lián)接,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沿周向均布多個(gè)鍵齒。齒側(cè)為工作面。,組成： 外花鍵、內(nèi)花鍵。,優(yōu)點(diǎn)：,2)對軸的削弱程度小;,3)載能力高;齒數(shù)多，總接觸面積大,4)軸上零件與軸的對中性好；對高速及精密機(jī)器很重要,5)導(dǎo)向性好;對動(dòng)聯(lián)接很重要,6)可用磨削方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量。,因齒槽淺，齒根應(yīng)力集中小,軸和輪轂直接而均勻制出齒與槽,缺點(diǎn)：齒根仍有應(yīng)力集中、需專 用設(shè)備制造，成本高。,應(yīng)用：定心精度要求高、載荷大、或經(jīng)?；频穆?lián)接。,類型

9、,-制造容易，應(yīng)用最廣。,-用于高強(qiáng)度聯(lián)接。,-用于薄壁零件聯(lián)接。,矩形花鍵,漸開線花鍵,三角形花鍵,1）矩形花鍵,輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜聯(lián)接和 輕載聯(lián)接；,按齒高的不同，矩形花鍵的齒型尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個(gè)系列，,中系列：中系列用于中等載荷的聯(lián)接。,定心方式：小徑定心-精度高，穩(wěn)定性好。,2）漸開線花鍵,分為=30 ，=45 兩種，對應(yīng)的齒頂高分別為：,與漸開線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬，不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)較少。,定心方式：齒形定心-具有自動(dòng)定心作用，受力均勻。,h*=0.5m, h*= 0.4m,特點(diǎn)：制造工藝性好，精度高齒根強(qiáng)度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場

10、合。=45 的花鍵工作面高度較小，承載能力較低，多用于載荷較輕，直徑較小的靜聯(lián)接。特別適用于薄壁零件的聯(lián)接。,設(shè)各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取不均勻系數(shù) =0.70.8，則花鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：,靜聯(lián)接： T =zhlrmp ,動(dòng)聯(lián)接： T =zhl rmp ,l為接觸長度；,h為齒面工作高度；,h =(D d)/2 2C,rm=(D+d)/4,C為齒頂?shù)箞A半徑；,二、花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算,失效形式：工作面被壓潰（靜聯(lián)接）； 工作面過渡磨損（動(dòng)聯(lián)接）,一般只驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。,靜聯(lián)接：,動(dòng)聯(lián)接：,花鍵聯(lián)接強(qiáng)度條件：,63 無鍵聯(lián)接,型面聯(lián)接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓

11、的轂孔配合以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，它是無鍵聯(lián)接的一種型式。,一、型面聯(lián)接,在家用機(jī)械、辦公機(jī)械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑出各種各樣的非圓形孔是毫無困難的，故型面聯(lián)接的應(yīng)用獲得了發(fā)展。應(yīng)用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。,由于型面聯(lián)接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯(lián)接的應(yīng)用。,配合部分形狀,柱體,錐體,-只能傳遞扭矩,-能同時(shí)傳遞扭矩和軸向力，用于不允許有間隙和要求高可靠性的場合。,1)裝拆方便，對中性好；,型面聯(lián)接的特點(diǎn)：,2)聯(lián)接面上沒有應(yīng)力鍵槽和尖角，減少了應(yīng)力集中；,3)可傳遞較大的扭矩；,4)切削加工有難度，不易保證配合精度。,但隨著成型工藝的發(fā)展，促

12、進(jìn)了型面聯(lián)接的應(yīng)用。,常用聯(lián)接型面有：,脹緊聯(lián)接是在軸與轂孔之間裝配一個(gè)或幾個(gè)脹緊聯(lián)接套，在軸向力的作用下，同時(shí)脹緊軸與轂產(chǎn)生壓緊力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的一種靜聯(lián)接。,二、脹緊聯(lián)接,結(jié)構(gòu)類型：Z1型脹套、Z2型脹套,脹套實(shí)例,兩個(gè)脹緊套,一個(gè)脹緊套,1) Z1型脹套,2) Z2型脹套,Z1型脹套中，與軸或轂孔貼合的套筒均有縱向間隙，以利于變形和脹緊。擰緊聯(lián)接螺釘，便可以將軸和轂長進(jìn)。,各種脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)軸與轂孔尺寸以及傳遞載荷的大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選用合適的型號與尺寸。,脹套尺寸的選擇,d,選擇時(shí)應(yīng)滿足：,傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)：,傳遞軸向力時(shí)：,同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力時(shí)：,當(dāng)一個(gè)脹套不滿足要求時(shí)，可

13、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)。,脹套聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)：,定心好、裝拆方便，引起的應(yīng)力集中較小，承載能力較高，并且有安全保護(hù)作用。,缺點(diǎn)：由于軸與轂孔之間要安裝脹套，有時(shí)應(yīng)用受結(jié)構(gòu)尺寸的限制。,64 銷聯(lián)接,作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。,按用途分,類型,定位銷,按形狀分,定位銷：用來固定零件之間的相對位置，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個(gè)。,64 銷聯(lián)接,作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。,按用途分,類型,定位銷,聯(lián)接銷,按形狀分,聯(lián)接銷：

14、用來實(shí)現(xiàn)兩零件之間的聯(lián)接，可用來傳遞不大的載荷。其類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范確定。必要時(shí)再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算。,64 銷聯(lián)接,作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。,按用途分,類型,定位銷,安全銷,聯(lián)接銷,按形狀分,安全銷：作為安全裝置中的過載剪切元件。安全銷在過載時(shí)被剪斷，因此，銷的直徑應(yīng)按剪切條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通?？稍诎踩N上加一個(gè)銷套。,64 銷聯(lián)接,作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。,按用途分,類型,定位銷,安全銷,聯(lián)接銷,按形狀分,圓柱銷,特點(diǎn)：為過盈配合，經(jīng)多次拆裝后，定位精度會(huì)降低；有u8、m6、h8、h11四種直徑偏差可供選擇，以滿足不同要求。,64 銷聯(lián)接,作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。,按用途分,類型,定位銷,安全銷,聯(lián)接銷,按形狀分,圓柱銷,圓錐銷,特點(diǎn)： 有1: