.,1,第六章鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接,61鍵連接,62花鍵連接,63無鍵連接,64銷連接,.,2,一、鍵連接的分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用,61鍵連接,鍵是主要用來實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩的標(biāo)準(zhǔn)零件，或?qū)崿F(xiàn)軸上零件軸向固定及軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。,平鍵連接,半圓鍵連接,楔鍵連接,導(dǎo)向鍵連接,分類,.,3,1平鍵連接,鍵的上、下表面為非工作面不承受軸向力,工作面是兩側(cè)面,上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙,結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：,按用途分類,普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵、滑鍵,靜連接,動(dòng)連接,.,4,普通平鍵,.,5,薄型平鍵,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(chǎng)合。,導(dǎo)向平鍵(傳遞轉(zhuǎn)矩不大時(shí)選用),軸上零件在軸上作距離較短的相對(duì)滑動(dòng),.,6,滑鍵,滑鍵固定在輪轂上，距離較長(zhǎng)的相對(duì)滑動(dòng),.,7,2半圓鍵連接,鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。,工作面是兩側(cè)面,常用與錐形軸與轂的連接,缺點(diǎn)：軸槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，適宜輕載連接。,.,8,3.楔鍵連接,楔鍵的上、下表面為工作面,靠摩擦力和擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩,楔鍵的上表面有1：100斜度,缺點(diǎn)：楔緊后輪和軸產(chǎn)生偏心，不適合定心精度要求高或高速的場(chǎng)合。,.,9,鉤頭楔鍵,鉤頭便于拆卸,拆卸空間,.,10,4.切向鍵連接,由兩個(gè)斜度為1:100的楔鍵組成。工作面為窄面一個(gè)切向鍵只能傳遞一個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩;傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，須用互成120130角的兩個(gè)鍵。,對(duì)軸的削弱大，常用在直徑大于100的軸上。,.,11,二、鍵的選擇和鍵連接強(qiáng)度的計(jì)算,1.鍵的選擇包括類型和尺寸兩個(gè)方面。,鍵的類型的選擇應(yīng)根據(jù)鍵連接的,.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；,.使用要求；,.工作條件。,鍵的尺寸選擇應(yīng)符合：,.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格；,.強(qiáng)度要求。,.,12,1鍵的主要尺寸（GB/T1096-2003）,截面尺寸（一般以鍵寬b鍵高h(yuǎn)表示）和鍵長(zhǎng)L,鍵的截面尺寸bh按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。,鍵的長(zhǎng)度L一般按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長(zhǎng)度及其滑動(dòng)距離而定。,一般輪轂的長(zhǎng)度可取為L(zhǎng)（1.52）d，這里的d為軸的直徑。,所選定的鍵長(zhǎng)亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列。標(biāo)記：鍵16x100GB1096-2003圓頭普通平鍵A型,b-16,h=10,L=100,重要的鍵連接在選出鍵的類型和尺寸后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。,.,13,2平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算,普通平鍵連接（靜連接）,主要失效形式是工作面被壓潰。除非嚴(yán)重過載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常按工作面上的擠壓強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算。,假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為,k鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，此處h為鍵的高度，mm；l鍵的工作長(zhǎng)度，mm，圓頭平鍵l=L-b，平頭平鍵l=L，這里L(fēng)為鍵的公稱長(zhǎng)度；b為鍵的寬度；P鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa；表6-2,.,14,當(dāng)強(qiáng)度不足時(shí)，可適當(dāng)增加鍵長(zhǎng)或采用兩個(gè)鍵按180布置。兩個(gè)半圓鍵應(yīng)布置在軸的同一條母線上；兩個(gè)楔鍵則應(yīng)布置在沿周向相隔90120?？紤]到兩個(gè)鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.5個(gè)鍵計(jì)算。,導(dǎo)向平鍵和滑鍵的強(qiáng)度條件：,導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接（動(dòng)連接）,主要失效形式是工作面的過度磨損。因此，通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性強(qiáng)度校核計(jì)算。,p鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用壓力，MPa。表6-2,.,15,例題：設(shè)計(jì)鍵連接（P108）,齒輪與軸的材料為鋼，用鍵構(gòu)成靜連接，裝齒輪處的軸徑d=70mm，齒輪輪轂寬為100mm，傳遞轉(zhuǎn)矩T=2200Nm，載荷有輕微沖擊。,解：1.選擇鍵的類型和尺寸8級(jí)以上齒輪選平鍵，齒輪不在軸端，選A型平鍵d=70,P106表6-1,選bh=2012輪轂寬100mm,選鍵長(zhǎng)L=90mm,.,16,2.校核鍵擠壓強(qiáng)度,采用雙鍵，并相隔180，鍵長(zhǎng)按1.5l計(jì)算,鍵的標(biāo)記：鍵2090GB/T1096-2003,.,17,62花鍵連接,內(nèi)花鍵,外花鍵,一、花鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用,花鍵連接是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成。,花鍵連接的特點(diǎn)：,花鍵連接是平鍵連接在數(shù)目上的發(fā)展。,.,18,與平鍵相比，花鍵的優(yōu)點(diǎn):,（1）因?yàn)樵谳S上和轂孔上直接而勻稱地制出較多的齒與槽，故連接受力較為均勻；（2）因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸與轂的強(qiáng)度削弱較?。唬?）齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷；（4）軸上零件與軸的對(duì)中性好（這對(duì)高速及精密機(jī)器很重要）；（5）導(dǎo)向性較好；（6）可用磨削的方法提高加工精度及連接質(zhì)量。,缺點(diǎn)：（1）齒根仍有應(yīng)力集中；（2）需用專門設(shè)備加工；（3）成本較高。,因此花鍵連接選用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?；频倪B接。,.,19,1.花鍵連接的齒數(shù)、尺寸、配合等均應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取。2.花鍵連接可用于靜連接或動(dòng)連接。3.花鍵按其齒形可分為；矩齒形花鍵和漸開線花鍵兩類。,花鍵連接的設(shè)計(jì)要點(diǎn):,漸開線花鍵,矩齒形花鍵,.,20,按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個(gè)系列。,輕系列的承載能力較小，多用于輕載連接；,中系列用于中等載荷的連接。,定心方式為小徑定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。,特點(diǎn):,1.定心精度高；,2.定心的穩(wěn)定性好；,3.能用磨削的方法消除熱處理引起的變形。,.,21,漸開線花鍵的齒廓為漸開線，分度圓壓力角有30和45兩種，齒頂高分別為0.5m和0.4m，m為模數(shù)。,與漸開線齒輪相比：,1.漸開線花鍵的齒較短；,2.齒根較寬；,3.不發(fā)生根切的最小齒數(shù)較少。,當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩較大且軸徑也大時(shí)宜采用漸開線花鍵連接。,定心方式為齒形定心。當(dāng)齒受載時(shí)，齒上的徑向力能起到自動(dòng)定心作用，有利于各齒均勻承載。,.,22,二、花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算,1.失效形式：工作面被壓潰（靜連接）工作面過度磨損（動(dòng)連接）,靜連接：,動(dòng)連接：,式中:載荷分配不均系數(shù),2.強(qiáng)度條件：,H花鍵齒側(cè)高度，矩形：h=(D-d)/2-2C,D外花鍵大徑，d內(nèi)花鍵小徑，C倒角尺寸；淅開線:=30,h=m,=45,h=0.8mDm:平均直徑，矩形（D+d）/2,浙開線：dw=di,.,23,63無鍵連接,一、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)矩的可拆連接。,裝拆方便，對(duì)中性好；應(yīng)力集中小；加工復(fù)雜。,.,24,脹緊連接是在轂孔與軸之間裝入脹緊連接套（簡(jiǎn)稱脹套），在軸向力作用下，同時(shí)脹緊軸與轂而構(gòu)成的一種靜連接。,二、脹緊連接,各型脹套已標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定Z1-Z5共5種型號(hào)，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。,.,25,脹緊聯(lián)接,無鍵聯(lián)接,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,.,26,64銷連接,銷連接主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的連接。,一、銷按其作用可分為：,1.定位銷:用來固定零件之間的相對(duì)位置，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件；,.,27,2.連接銷:主要用于連接，可傳遞不大的載荷；,3.安全銷:用作安全裝置中的過載剪斷元件。,.,28,二、銷按其形狀可分為：,1.圓柱銷:靠過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次裝拆后會(huì)降低其定位精度和可靠性。,2.圓錐銷:具有1：50的錐度，在受橫向力時(shí)可以自鎖。安裝方便、定位精度高，可多次裝拆不影響定位精度。,.,29,三、端部形式的不同：,1.端部帶螺紋的圓錐銷:可用于盲孔或拆卸困難的場(chǎng)合。,2.開尾圓錐銷:適用于有沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合。,3.槽銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽:將槽銷打入銷孔后，由于材料的彈性使銷擠緊在銷孔中，不易松脫，因而能承受振動(dòng)和變載荷。,.,30,（1）定位銷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。其直徑可按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個(gè)。銷裝入每一被連接件內(nèi)的長(zhǎng)度，約為銷直徑12倍。（2）連接銷的類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)連接的結(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。（3）安全銷在機(jī)器過載時(shí)應(yīng)被剪斷，因此，銷的直徑應(yīng)按過載時(shí)被剪斷的條件確定。,銷的設(shè)計(jì)計(jì)算,.,31,6-2在一直