1、61鍵連接,62花鍵連接,63無鍵連接,64銷連接,第6章鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接,鍵和鍵連接的類型,普通平 鍵,導(dǎo)向鍵,半圓鍵,平鍵,矩形花鍵,漸開線花鍵,花鍵連接,楔鍵及連接,花 鍵,切向鍵及連接,61鍵連接和花鍵連接,作用：用來實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞扭矩， 或?qū)崿F(xiàn)零件的軸向固定或移動。,一、鍵連接的類型,類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。,平鍵連接,特點：定心好、裝拆方便。,種類,普通平鍵,導(dǎo)向平鍵,普通平鍵結(jié)構(gòu),單圓頭(C型),圓頭(A型),平頭(B型),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

2、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，構(gòu)成動連接。 滑移距離較大時，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵。,結(jié)構(gòu)特點：長度較長，需用螺釘固定。,為便于裝拆，制有起鍵螺孔。,潘存云教授研制,雙鉤頭滑鍵,結(jié)構(gòu)特點：兩端有鉤頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長。,單圓鉤頭滑鍵,結(jié)構(gòu)特點：單圓鉤頭，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,標記實例： 圓頭普通平鍵(A型): 鍵16100 GB109679,方頭普通平鍵(B型): 鍵B16100

3、 GB109679,單圓頭普通平鍵(C型) : 鍵C16100 GB109679,鍵 b XL GB.,2. 半圓鍵連接,優(yōu)點：定心好，裝配方便。 因半圓鍵能在軸槽中擺動以適應(yīng)輪轂槽底面。,缺點：對軸的削弱較大，只適 用于輕載連接。,特別適用于錐形軸端的連接。,潘存云教授研制,3. 楔鍵連接和切向鍵連接,結(jié)構(gòu)特點：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：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)和低速的連接。,潘存云教授研制,類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。 鉤頭是用來拆卸用的,在重型機械中常采用切向鍵 一對楔鍵組成。,裝配時將兩楔鍵楔緊，鍵的窄面是工

4、作面，所產(chǎn)生的壓力沿切向方向分布，當雙向傳遞扭矩時，需要兩對切向鍵分布成120130 。,潘存云教授研制,二、鍵的選擇與平鍵連接的強度校核,鍵的材料：B 600 MPa的碳素鋼，常用45鋼。,主要失效形式：壓潰（靜連接）、磨損(動連接)、剪斷。,(1)平鍵連接的強度,(d/2)(h/2)l,=,p ,d h l,4T,=,l=L-b,l=L,剪斷一般不會出現(xiàn),擠壓應(yīng)力：,鍵的選擇 (工作要求) 鍵的類型按軸徑 d選 鍵的b h選鍵長L(標準 ; 短于輪轂寛度) 表6-1,T,對于導(dǎo)向平鍵連接，計算依據(jù)是磨損，應(yīng)限制壓強：,表6-2鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力,(2)半圓鍵連接強度計算,l 近

5、似為公稱長度,用于靜連接，失效形式為表面壓潰,k半圓鍵的接觸高度,若強度不足時，可采用雙鍵連接。考慮到載荷分布的不均勻性，校核強度時按1.5個鍵計算。,雙鍵布置規(guī)則： 平鍵：按180布置；,半圓鍵：同一條母線上；,切向鍵：夾角成120130,一、花鍵連接的類型、特點和應(yīng)用,(1)均勻受力；,62花鍵連接,結(jié)構(gòu)特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側(cè)為工作面。,組成： 外花鍵、內(nèi)花鍵。,優(yōu)點：,(2)對軸的削弱程度小;,(3)承載能力高; 齒數(shù)多，總接觸面積大,(4)軸上零件與軸的對中性好；對高速及精密機器很重要,(5)導(dǎo)向性好; 對動連接很重要,(6)可用磨削方法提高加工精度及連 接質(zhì)量。,潘存云教授研

6、制,潘存云教授研制,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：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)?；频倪B接。,類型,制造容易，應(yīng)用最廣。,用于高強度連接。,用于薄壁零件連接。,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，多用于靜連接和輕載連接；,按齒高的不同，矩形花鍵的齒型尺寸在標準中規(guī)定了三個系列，,中系列：中系列用于中等載荷的連接。,定心方式：小徑定心精度高，穩(wěn)定性好。,重系列：中系列用于重載荷的連接。,(2)漸開線花鍵,有=30 =45 兩種，對應(yīng)的齒頂高分別為0.5m、 0.4m,與

7、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：具有自動定心作用，受力均勻。,特點：制造工藝性好，精度高，齒根強度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場合。=45 的花鍵工作面高度較小，承載能力較低，多用于載荷較輕，直徑較小的靜連接。特別適用于薄壁零件的連接。,設(shè)各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取載荷不均勻系數(shù) =0.70.8，則花鍵連接所能傳遞的扭矩為,靜連接 T / zhlrm = p,動連接 T /zhl rm = P P110,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

8、鍵連接強度計算,失效形式：工作面被壓潰（靜連接）； 工作面過度磨損（動連接）,一般只驗算擠壓強度和壓強。,靜連接,動連接,花鍵連接強度條件：, p ,zh ldm,2T,p =,p =,2T,p ,zh ldm,表6-3花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力p 和許用壓強p ,63無鍵連接,型面連接是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動和轉(zhuǎn)矩的可拆連接，它是無鍵連接的一種型式。,一、型面連接,在家用機械、辦公機械等中，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，故型面連接的應(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。,由于型面連接要用到非圓形孔，以前因

9、其加工困難，限制了型面連接的應(yīng)用。,配合部分形狀,柱體,錐體,只能傳遞扭矩,能同時傳遞扭矩和軸向力，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；,型面連接的特點：,(2)連接面上沒有應(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，促進了型面連接的應(yīng)用。,常用連接型面有：,脹緊連接是在軸與轂孔之間裝配一個或幾個脹緊連接套，在軸向力的作用下，同時脹緊軸與轂產(chǎn)生壓緊力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的一種靜連接。,二、脹緊連接,結(jié)構(gòu)類型：Z1型脹套、Z2型脹套,潘存云教授研制,潘存云教授研制,兩個脹緊套,1

10、) 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。擰緊連接螺釘，便可以將軸和轂漲緊。,潘存云教授研制,潘存云教授研制,一個脹緊套,各種脹套已標準化，可根據(jù)軸與轂孔尺寸以及傳遞載荷的大小，從標準中選用合適的型號與尺寸。,脹套尺寸的選擇,選擇時應(yīng)滿足：,傳遞轉(zhuǎn)矩時,傳遞軸向力時,同時傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力時,當一個脹套不滿足要求時，可用兩個以上的脹套串聯(lián)使用，此時總的額定載荷為,m為額定載荷系數(shù)。P113表6-4,脹套連接的優(yōu)點：,定心好、裝拆方便，引起的應(yīng)力集中較小，承載能力較高，并且有安全保護作用。,缺點：由于軸與轂孔之間要安裝脹套，有時應(yīng)用受結(jié)構(gòu)尺

11、寸的限制。,64 銷 連 接,定位銷,連接銷,安全銷,圓柱銷,圓錐銷,槽銷,64銷連接,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，故不作強度校核計算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個。,64銷連接,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,連接銷,按形狀分,連接銷：用來實現(xiàn)兩零件之間的連接，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)連接的結(jié)構(gòu)特點按經(jīng)驗或規(guī)范確定。必要時再按剪切和擠壓強度條件進行

12、校核計算。,64銷連接,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,連接銷,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上加一個銷套。,64銷連接,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,連接銷,按形狀分,圓柱銷,潘存云教授研制,特點：為過盈配合，經(jīng)多次拆裝后，定位精度會降低；有u8、m6、h8、h11四種直徑偏差可供選擇，以滿足不同要求。,64銷連接,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,連接銷,按形狀分,圓柱銷,圓錐銷,特點： 有1:50的錐度，可反復(fù)多次拆裝。,螺母鎖緊抗沖擊,64銷連接,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,連接銷,按形狀分,圓柱銷,圓錐銷,槽銷,不易松動，能承受振動