第六章鍵等連接

1、2021-7-4 1 機械設計 Design of Machinery 機電工程學院 機械設計研究室 2021-7-4 2 第二篇 連 接 6.1鍵連接鍵連接 6.2花鍵連接花鍵連接 6.3無鍵連接無鍵連接 6.4銷連接銷連接 第六章第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接 2021-7-4 3 （一）（一）鍵聯(lián)接的功能、分類、結構形式及應用鍵聯(lián)接的功能、分類、結構形式及應用 （二）（二）鍵的選擇及鍵連接強度計算鍵的選擇及鍵連接強度計算 6.1 6.1 鍵鍵 聯(lián)聯(lián) 接接 2021-7-4 4 （一）鍵聯(lián)接的功能、分類、結構形式及應用（一）鍵聯(lián)接的功能、分類、結構形式及應用

2、（靜靜連接）連接） （動動連接連接 ） （靜靜連接）連接） (靜靜連接，單向軸向固定連接，單向軸向固定) (靜靜連接連接,單向傳遞轉矩單向傳遞轉矩) 平鍵平鍵 半圓鍵半圓鍵 普通平鍵普通平鍵 導向平鍵導向平鍵 功用功用: 分類分類: 緊連接緊連接 松連接松連接 楔鍵楔鍵 切向鍵切向鍵 主要實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉矩主要實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉矩 （靜連接），還可實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或（靜連接），還可實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或 軸向滑動的導向（動連接軸向滑動的導向（動連接 ）。）。 2021-7-4 5 ：兩側面是工作面，靠鍵：兩側面是工作面，靠鍵 兩側面與鍵槽的兩側面與鍵槽

3、的擠壓擠壓傳遞轉矩。傳遞轉矩。 u工作原理工作原理 u結構結構 u分類與加工分類與加工 : 鍵兩側與鍵槽相配合鍵兩側與鍵槽相配合( 靜聯(lián)接為靜聯(lián)接為 過渡配合過渡配合, 動聯(lián)接為間隙配合動聯(lián)接為間隙配合),上端面與輪轂鍵槽底面有間隙。上端面與輪轂鍵槽底面有間隙。 u失效形式失效形式 靜聯(lián)接靜聯(lián)接: 動聯(lián)接動聯(lián)接: 結構簡單結構簡單,裝折方便裝折方便, 對中性對中性 好好,承載能力大承載能力大,應用廣泛。應用廣泛。 工作面擠潰，鍵剪斷工作面擠潰，鍵剪斷 工作面磨損。工作面磨損。 承載能力不夠時采用承載能力不夠時采用,按按 180布置。布置。 u特點特點： u成對使用成對使用: 1 1、平鍵聯(lián)接、

4、平鍵聯(lián)接 2021-7-4 6 靜聯(lián)接靜聯(lián)接(普通平鍵普通平鍵) 分類與加工分類與加工 結構形式結構形式 圓頭（圓頭（A A型）：型）：指狀銑刀指狀銑刀，應力集中大，應力集中大 方頭（方頭（B B型）：型）：盤狀銑刀盤狀銑刀，應力集中小，緊定螺釘固定，應力集中小，緊定螺釘固定 一圓頭一方頭（一圓頭一方頭（C C型）：指狀銑刀，用于軸伸處型）：指狀銑刀，用于軸伸處 c)一端圓頭一端方頭 b)方頭 2021-7-4 7 普通平鍵普通平鍵 2021-7-4 8 分類與加工分類與加工 導向平鍵導向平鍵：滑移距離小滑移距離小,鍵固定于軸上。鍵固定于軸上。 滑鍵滑鍵：鍵固定于輪轂上鍵固定于輪轂上,滑移距離

5、大?；凭嚯x大。 動聯(lián)接動聯(lián)接 2021-7-4 9 2. 2. 半圓鍵半圓鍵: : 鍵為半圓板鍵為半圓板, 鍵兩側與鍵槽配合鍵兩側與鍵槽配合, 鍵上端面鍵上端面 與輪轂鍵槽底面有間隙與輪轂鍵槽底面有間隙, 鍵在軸上鍵槽中能鍵在軸上鍵槽中能 繞其圓心轉動。繞其圓心轉動。 同平鍵同平鍵 鍵剪斷鍵剪斷, 工作面壓潰。工作面壓潰。 便于安裝便于安裝, 對中好對中好, 用于用于 錐形軸端錐形軸端, 但對軸削弱大但對軸削弱大輕載聯(lián)接。輕載聯(lián)接。 承載能力不夠時用承載能力不夠時用, 沿同一母線布置。沿同一母線布置。 u結構結構: 鍵：用圓鋼切制或沖壓后磨削鍵：用圓鋼切制或沖壓后磨削 鍵槽鍵槽: 盤狀銑刀加

6、工盤狀銑刀加工 u構造與加工構造與加工: u失效形式失效形式: u特點特點: u成對使用成對使用: u工作原理工作原理: 2021-7-4 10 3. 楔鍵: 工作面工作面壓潰壓潰 簡單簡單, 且可實現(xiàn)輪轂在軸上單向軸向固定且可實現(xiàn)輪轂在軸上單向軸向固定; 但楔但楔 緊產(chǎn)生偏心緊產(chǎn)生偏心, 對中性差對中性差, 不適于高速及對中要求高的場合不適于高速及對中要求高的場合 u結構結構: u工作原理工作原理: u失效形式失效形式: u構成與加工構成與加工: u特點特點: 1.鍵的上表面及輪轂鍵槽底面鍵的上表面及輪轂鍵槽底面有有1:100 斜度斜度 2.鍵側與鍵槽有間隙鍵側與鍵槽有間隙 , 上下面楔緊上

7、下面楔緊 3.可實現(xiàn)單向軸向固定。可實現(xiàn)單向軸向固定。 (軸上鍵槽軸上鍵槽): 圓頭圓頭: 立銑刀立銑刀; 先置鍵先置鍵 , 后楔入輪轂后楔入輪轂 平頭、鉤頭楔鍵平頭、鉤頭楔鍵: 盤銑刀盤銑刀, 輪轂先裝再楔入鍵。輪轂先裝再楔入鍵。 靠上下面擠緊的靠上下面擠緊的摩擦力摩擦力 傳遞轉矩傳遞轉矩, 上下面為工作面上下面為工作面 2021-7-4 11 4. 切向鍵 : 1.: 1.一對楔鍵組成一對楔鍵組成, , 上下窄面為工作面上下窄面為工作面 2.2.只能單向傳遞轉矩只能單向傳遞轉矩 T : 兩對切向鍵兩對切向鍵 (120130分布分布) 雙向傳遞雙向傳遞 結構結構 : 承載力大承載力大重型機械

8、重型機械特點特點 2021-7-4 12 ( (二二) )鍵的選擇及鍵連接的強度計算鍵的選擇及鍵連接的強度計算 p t p hdl T hl F 4 2/ Mpa (6-1) p hdl T p 4 （2）平鍵的強度校核）平鍵的強度校核 壓潰壓潰擠壓強度擠壓強度 磨損壓強 （1）鍵的選擇）鍵的選擇 1.靜聯(lián)接靜聯(lián)接 2.動聯(lián)接動聯(lián)接 T轉矩轉矩Nmm ， 鍵的工作長度鍵的工作長度mml b d T h/2 (工作要求工作要求) 鍵的種類鍵的種類按軸徑按軸徑 d選鍵選鍵 的的b 、 h選鍵長選鍵長L(標準標準 ; 短于輪轂寛度短于輪轂寛度) 表表6-1 p p ,(按強度弱者按強度弱者)查表查表

9、6-2 P.106 圓頭圓頭: =Lb 平頭平頭: =L 單圓頭單圓頭: =Lb/2 l l l 2021-7-4 13 5分類分類 6. 花鍵花鍵聯(lián)接的強度校核的強度校核 6.2 6.2 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接 鍵側是工作面，靠鍵側面與鍵槽鍵側是工作面，靠鍵側面與鍵槽擠壓擠壓傳遞轉矩傳遞轉矩。 1結構結構: 2工作原理：工作原理： 3特點特點 4失效形式失效形式: 對中、導向性好。對中、導向性好。 各鍵齒承載均勻，承載力大各鍵齒承載均勻，承載力大, 鍵槽淺，對軸損傷較小。鍵槽淺，對軸損傷較小。 加工要用專用設備，成本高。加工要用專用設備，成本高。 靜聯(lián)接靜聯(lián)接: 齒面壓潰。齒面壓潰。 動聯(lián)接動聯(lián)接

10、: 工作面磨損。工作面磨損。 由軸及輪轂孔周向均布的多個鍵齒互相配合由軸及輪轂孔周向均布的多個鍵齒互相配合 構成花鍵聯(lián)接構成花鍵聯(lián)接, 可視為平鍵在數(shù)量上的發(fā)展?？梢暈槠芥I在數(shù)量上的發(fā)展。 2021-7-4 14 5.5.分類分類： (三角形花鍵三角形花鍵)輕載輕載,小直徑簿壁件聯(lián)接小直徑簿壁件聯(lián)接 制造方便，應用最廣制造方便，應用最廣 。 鍵齒強度高，承載力大鍵齒強度高，承載力大,工工 藝性好，易獲較高精度。藝性好，易獲較高精度。 矩形花鍵矩形花鍵(小徑定心小徑定心): 漸開線花鍵漸開線花鍵(齒形定心齒形定心): =30 =45 2021-7-4 15 prLhZKT rLhZKT m Pm

11、 1)靜聯(lián)接靜聯(lián)接: 2)動聯(lián)接動聯(lián)接: D d C 6. 6. 花鍵聯(lián)接的強度校核花鍵聯(lián)接的強度校核: : P,p 表表10-11 p.156 K載荷不均勻系數(shù)載荷不均勻系數(shù),K=0.70.8 ; h齒面工作高度齒面工作高度h=(Dd)/22C D、d大小徑；大小徑； C齒頂?shù)箞A半徑齒頂?shù)箞A半徑; Z齒數(shù)齒數(shù) L齒的接觸長度；齒的接觸長度； rm平均半徑平均半徑 手冊手冊p.141 rm=(D+d)/4 2021-7-4 16 一一. 功用功用: 二二. 分類分類:按形狀 圓柱銷圓柱銷 圖圖10-41,a 圓錐銷圓錐銷 圖圖10-41,b,c,d 特殊形狀銷特殊形狀銷 圖圖10-42 固定零件間的相對位置固定零件間的相對位置 傳遞不