第十五章軸轂聯(lián)接設(shè)計(jì)§15－1鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)§15－2花鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)聯(lián)接分類1、按運(yùn)動(dòng)關(guān)系分靜聯(lián)接：只固定，無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如螺紋聯(lián)接、普通平鍵聯(lián)接。動(dòng)聯(lián)接：彼此有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如花鍵、螺旋傳動(dòng)等?！\(yùn)動(dòng)副2、按傳載原理分靠摩擦力（力閉合）：如受拉螺栓、過(guò)盈聯(lián)接。非摩擦（形閉合）：靠聯(lián)接零件的相互嵌合傳載，如平鍵。材料鎖合聯(lián)接：利用附加材料分子間作用，如粘接、焊接。3、按拆開(kāi)時(shí)是否損壞零件分可拆聯(lián)接：如螺紋聯(lián)接（最廣泛的可拆聯(lián)接）。不可拆聯(lián)接：如焊接、鉚接等。

軸轂聯(lián)接的功能主要是實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件的周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，有些還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)。§15－1鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)一、鍵聯(lián)接的主要類型和工作原理類型及特點(diǎn)松鍵聯(lián)接：靠側(cè)面受擠壓傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，鍵兩側(cè)面是工作面。平鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接緊鍵聯(lián)接：靠鍵的楔緊作用傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，鍵上下兩面是工作面。楔鍵聯(lián)接切向鍵聯(lián)接一）平鍵聯(lián)接工作原理——鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙，兩側(cè)面為工作面，依靠側(cè)面受擠壓傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，易加工，對(duì)中性好缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定特點(diǎn)應(yīng)用：廣泛普通平鍵——用于靜聯(lián)接導(dǎo)向平鍵和滑鍵——用于動(dòng)聯(lián)接按用途可分為兩類結(jié)構(gòu)形式單圓頭(C型)圓頭(A型)平頭(B型)指狀銑刀，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大盤(pán)銑刀，應(yīng)力集中小，緊定螺釘固定指狀銑刀，用于軸端1、普通平鍵B型L標(biāo)記實(shí)例：圓頭普通平鍵(A型):鍵16×100GB/T1096-2000平頭普通平鍵(B型):鍵B16×100GB/T1096-2000單圓頭普通平鍵(C型):鍵C16×100GB/T1096-2000A型bhR=b/2C×45?或r1LC型L特點(diǎn)：靜聯(lián)接，周向固定，傳遞轉(zhuǎn)矩T；不能承受軸向力及軸向固定。布置：采用雙鍵時(shí)，相隔180°安置。起鍵螺孔2、導(dǎo)向平鍵和滑鍵固定螺釘零件可以在軸上移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)聯(lián)接。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。起鍵螺孔固定螺釘（1）導(dǎo)向平鍵（2）滑鍵移動(dòng)距離大時(shí)，采用滑鍵。動(dòng)聯(lián)接，鍵固定在轂上，一起沿鍵槽移動(dòng)。采用雙鍵時(shí)，不能相隔180°,應(yīng)位于軸的同一母線上。2、布置1、特點(diǎn)1）靜聯(lián)接，定心好，裝配方便；2）鍵的擺動(dòng)適應(yīng)轂鍵槽的斜度；3）側(cè)面為工作面，傳T，不能傳軸向力；4）特別適于錐形軸端；5）對(duì)軸的強(qiáng)度削弱大，用于輕載。二）半圓鍵聯(lián)接三）斜鍵聯(lián)接只能用于靜聯(lián)接。鍵的一個(gè)工作面為斜面：斜度1:100工作面：上下表面，兩側(cè)面有間隙靠摩擦和互壓傳載：傳遞T和承受單向軸向力1、楔鍵采用雙鍵時(shí)，相隔90°~120°安置。類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵（方便拆卸）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。安裝時(shí)用力打入工作面工作面：上、下兩面靠互壓傳載，有一個(gè)面必須與軸線共面。2、切向鍵兩個(gè)單面斜楔構(gòu)成斜度1：100窄面工作面dd120?~130?注意：一個(gè)切向鍵只能單向傳動(dòng)，當(dāng)雙向傳遞扭矩時(shí)，需要兩個(gè)切向鍵分布成120~130?。應(yīng)用：切向鍵聯(lián)接能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，但對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，故常用于直徑大于100mm，對(duì)中要求不高而載荷較大的重型機(jī)械。a）單向傳動(dòng)b）雙向傳動(dòng)二、鍵的選擇由軸徑d從標(biāo)準(zhǔn)中選b×h由輪轂長(zhǎng)選鍵長(zhǎng)L（系列值）類型尺寸：（b×h）×L1.類型選擇——鍵的類型應(yīng)根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來(lái)選擇。2.尺寸選擇Lhb普通平鍵：鍵長(zhǎng)L≤輪轂長(zhǎng)度B，一般可取L=B-（5～10）mm，并按標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度系列確定。

導(dǎo)向平鍵：根據(jù)輪轂長(zhǎng)度及其滑動(dòng)距離來(lái)確定。LBd注意：鍵的尺寸由結(jié)構(gòu)確定，而不是由強(qiáng)度確定。普通平鍵的主要尺寸3.鍵槽尺寸標(biāo)注平鍵聯(lián)接受力情況dFTFkh≈d/2三、鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核（1）平鍵聯(lián)接受力分析

聯(lián)接工作面（側(cè)面）

——受擠壓力F式中：T——轉(zhuǎn)矩，N·mmd——軸的直徑，mm鍵的截面——受剪力1.平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核（2）失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則靜聯(lián)接（普通平鍵聯(lián)接）：進(jìn)行較弱零件工作面擠壓強(qiáng)度計(jì)算，即σp≤[σp]動(dòng)聯(lián)接（導(dǎo)向平鍵聯(lián)接）：進(jìn)行較弱零件工作面耐磨性計(jì)算，即p≤[p]計(jì)算準(zhǔn)則較弱零件工作面被壓潰（通常為輪轂）（靜聯(lián)接）較弱零件工作面過(guò)度磨損（動(dòng)聯(lián)接）鍵剪斷（過(guò)載才發(fā)生）主要失效形式（3）平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核計(jì)算普通平鍵聯(lián)接工作面擠壓強(qiáng)度條件：導(dǎo)向平鍵聯(lián)接工作面耐磨性條件：σp、[σp]——聯(lián)接工作表面擠壓應(yīng)力、許用擠壓應(yīng)力，MPap、[p]——

聯(lián)接工作表面的壓強(qiáng)、許用壓強(qiáng)，MPa式中：k——

鍵與輪轂接觸高度，mm，k≈h/2。

l

—鍵的接觸長(zhǎng)度，mmA型鍵：l=L－blB型鍵：l=LlC型鍵：l=L－b/2lT——轉(zhuǎn)矩，N·mmd——軸的直徑，mm（4）↑強(qiáng)度的方法若σp>[σp]，可采用如下措施：（1）↑鍵長(zhǎng)L，但Lmax=（1.6~1.8)d，否則承載不均。（2）采用雙鍵，相隔180°布置，考慮承載不均，校核強(qiáng)度時(shí)按1.5個(gè)鍵計(jì)算。單鍵聯(lián)接能傳遞的轉(zhuǎn)矩很有限，當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩較大、而又不能增加鍵的長(zhǎng)度時(shí)，可用多鍵來(lái)提高聯(lián)接的承載能力。如圖示雙鍵、三鍵，但這樣會(huì)嚴(yán)重削弱軸的強(qiáng)度。兩個(gè)平鍵組成的聯(lián)接三個(gè)平鍵組成的聯(lián)接2.半圓鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核bdTLkFr≈d/2失效形式為鍵剪斷和工作面被壓潰。剪切強(qiáng)度條件：擠壓強(qiáng)度條件：b——鍵寬，mm[τ]——許用切應(yīng)力，MPa式中：l——鍵的工作長(zhǎng)度，mm，取l=L（鍵的公稱長(zhǎng)度）一、花鍵聯(lián)接的特點(diǎn)與類型選擇§15－2花鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)

花鍵聯(lián)接是由周向均布多個(gè)鍵齒的軸與帶有相應(yīng)鍵齒槽輪轂孔配合而成的可拆聯(lián)接?；ㄦI軸(外花鍵)輪轂(內(nèi)花鍵)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沿周向均布多個(gè)鍵齒。齒側(cè)為工作面。優(yōu)點(diǎn)：1）齒槽淺，齒根應(yīng)力集中小，對(duì)軸和輪轂的強(qiáng)度削弱??；2）鍵齒對(duì)稱布置，齒多接觸面積大，承載能力高；3）定心精度高，對(duì)中性和導(dǎo)向性好。缺點(diǎn)：需要專門(mén)加工設(shè)備和工具，制造成本高。應(yīng)用：用于定心精度要求高，載荷大的動(dòng)、靜聯(lián)接。

----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(kāi)線花鍵三角形花鍵類型1、矩形花鍵（1）矩形花鍵的參數(shù)及尺寸系列

主要參數(shù)及尺寸：鍵齒數(shù)z、小徑d、大徑D、鍵齒寬B輕系列——用于輕載或靜聯(lián)接中系列——用于重載或動(dòng)聯(lián)接DBd尺寸系列：

花鍵的規(guī)格：用z（齒數(shù)）×d（小徑）×D（大徑）×B（齒寬）表示。（2）矩形花鍵的規(guī)格及標(biāo)記標(biāo)記：包括花鍵的參數(shù)、尺寸及其公差帶符號(hào)、國(guó)標(biāo)號(hào)。例如：

z=6、d=28mm、D=32mm、B=7mm花鍵的表示方法為：花鍵副標(biāo)記：內(nèi)花鍵:

6×28H7×32H10×7H11GB1144-87外花鍵:

6×28f7×32a11×7d10GB1144-87（3）矩形花鍵的定心方式矩形花鍵的定心方式有三種a)小徑定心國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定首先采用，定心精度高。如圖示。b)大徑定心

定心精度不高。c)齒側(cè)定心

用于定心精度要求不高，載荷大的情況，要求齒側(cè)受力均勻處。2、漸開(kāi)線花鍵與漸開(kāi)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。α=30?dα=45?d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(chǎng)合。α=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。壓力角為30o：齒形定心，承載能力大壓力角為45o：齒數(shù)多，模數(shù)小，用于輕載。特別適用于軸和薄壁零件的連接設(shè)各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，用不均勻系數(shù)ψ

修正，則花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：靜聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接：D/2d/2hrmCCF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(guò)度磨損（動(dòng)聯(lián)接）一般只驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。ψ——各齒載荷分布不均系數(shù)，取ψ=0.7~0.8；z——

花鍵齒數(shù)；L—鍵齒的工作長(zhǎng)度，m