第6章 鍵、花鍵、無(wú)鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接

1、第六章第六章 鍵、花鍵、無(wú)鍵連接和銷連接鍵、花鍵、無(wú)鍵連接和銷連接 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 鍵連接、花鍵連接、銷連接鍵連接、花鍵連接、銷連接 基本要求基本要求 1.1.掌握鍵連接的類型、工作原理、結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)用、掌握鍵連接的類型、工作原理、結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)用、 失效形式及強(qiáng)度校核計(jì)算方法；失效形式及強(qiáng)度校核計(jì)算方法； 2.2.了解花鍵連接的類型、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)。掌握花了解花鍵連接的類型、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)。掌握花 鍵連接的主要失效形式、強(qiáng)度校核計(jì)算；鍵連接的主要失效形式、強(qiáng)度校核計(jì)算； 3.3.了解銷連接的類型及特點(diǎn)。了解銷連接的類型及特點(diǎn)。 重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn) 鍵、花鍵的類型、尺寸選擇方法及強(qiáng)度校核計(jì)算

2、。鍵、花鍵的類型、尺寸選擇方法及強(qiáng)度校核計(jì)算。 概概 述述 1.1.軸轂聯(lián)接軸轂聯(lián)接：支撐回轉(zhuǎn)件的零件稱為 軸，回轉(zhuǎn)零件的孔及其周邊部分稱為 輪轂，所謂軸轂聯(lián)接，指的是軸與轂 孔圓周方向的固定。 功用：功用：1) 1)實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定；實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定； 2)2)傳遞扭矩；傳遞扭矩； 3)3)有些鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或移動(dòng)。有些鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或移動(dòng)。 鍵是標(biāo)準(zhǔn)件鍵是標(biāo)準(zhǔn)件 一、鍵聯(lián)接的功用、類型及應(yīng)用一、鍵聯(lián)接的功用、類型及應(yīng)用 類類 型型 v平鍵平鍵 v半圓鍵半圓鍵 v楔楔 鍵鍵 v切向鍵切向鍵 v普通平鍵普通平鍵 v導(dǎo)導(dǎo) 向向 鍵：鍵： v

3、滑滑 鍵：鍵： 實(shí)現(xiàn)靜聯(lián)接實(shí)現(xiàn)靜聯(lián)接 實(shí)現(xiàn)動(dòng)聯(lián)接實(shí)現(xiàn)動(dòng)聯(lián)接 用于軸向移動(dòng)位移不大的情況用于軸向移動(dòng)位移不大的情況 用于軸向移動(dòng)位移大的情況用于軸向移動(dòng)位移大的情況 構(gòu)成緊聯(lián)接構(gòu)成緊聯(lián)接 v薄型平鍵薄型平鍵 第一節(jié)第一節(jié) 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接 鍵聯(lián)接的類型、工作原理及特點(diǎn)鍵聯(lián)接的類型、工作原理及特點(diǎn) 1.1.平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接 圓頭（圓頭（A A型）型） 方頭（方頭（B B型）型） 單圓頭（單圓頭（C C型）型） 工作面：工作面：兩側(cè)面兩側(cè)面 1 1）普通平鍵）普通平鍵 A A型型 B B型型 C C型型 工 作 面 工作原理：工作原理：靠鍵與鍵槽兩側(cè)面的相互擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩?？挎I與鍵槽兩側(cè)面的相互擠壓傳遞轉(zhuǎn)

4、矩。 特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)及應(yīng)用：平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便， 對(duì)中性較好，應(yīng)用最廣。對(duì)中性較好，應(yīng)用最廣。 2 2）薄型平鍵）薄型平鍵 高度是普通平鍵的高度是普通平鍵的6060 70%70%，傳遞能力較低，常用于，傳遞能力較低，常用于 薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸或徑向尺寸受到限制的場(chǎng)合。薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸或徑向尺寸受到限制的場(chǎng)合。 分為：圓頭（分為：圓頭（A A型）、方頭（型）、方頭（B B型）、單圓頭（型）、單圓頭（C C型）型） 3 3）導(dǎo)向鍵和滑鍵）導(dǎo)向鍵和滑鍵 滑滑 鍵鍵 2.2.半圓鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接 工作面工作面 工作面：工作面：鍵的兩側(cè)面鍵的兩側(cè)面 工作原理：工作原理

5、：靠鍵與鍵槽的互壓傳遞轉(zhuǎn)矩。靠鍵與鍵槽的互壓傳遞轉(zhuǎn)矩。 特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)及應(yīng)用：工藝性較好，裝拆方便，但鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度工藝性較好，裝拆方便，但鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度 削弱較大。適用于錐形軸端，輕載的場(chǎng)合。削弱較大。適用于錐形軸端，輕載的場(chǎng)合。 3.3.楔鍵楔鍵 1： 100 工作面 方頭楔鍵方頭楔鍵 鉤頭楔鍵鉤頭楔鍵 圓頭楔鍵圓頭楔鍵 工作面：工作面：鍵的上下表面鍵的上下表面 工作原理：工作原理：靠上下表面的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)可承受單向靠上下表面的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)可承受單向 的軸向力，起單向軸向固定。的軸向力，起單向軸向固定。 特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)及應(yīng)用：聯(lián)接可靠，但對(duì)中精度差。適用于定

6、心精度聯(lián)接可靠，但對(duì)中精度差。適用于定心精度 要求不高，低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。要求不高，低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。 工作面 對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。一般用于軸徑大于對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。一般用于軸徑大于100mm100mm 的軸上的軸上 。 4.4.切向鍵切向鍵 兩個(gè)楔鍵成對(duì)布置在軸斷面的切線上，一個(gè)切向鍵可承兩個(gè)楔鍵成對(duì)布置在軸斷面的切線上，一個(gè)切向鍵可承 受很大的單向轉(zhuǎn)矩。當(dāng)要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，需采用兩個(gè)受很大的單向轉(zhuǎn)矩。當(dāng)要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，需采用兩個(gè) 切向鍵。切向鍵。 工作面：工作面：相互平行的兩個(gè)窄面相互平行的兩個(gè)窄面 工作原理：工作原理：靠工作面的擠壓力和軸與輪轂的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩靠工作面的擠壓力和軸與輪轂的摩擦

7、力傳遞轉(zhuǎn)矩 特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)及應(yīng)用： 1.類型的選擇類型的選擇 據(jù)連接的結(jié)構(gòu)、使用特性、工作條件來(lái)選擇。選擇時(shí)據(jù)連接的結(jié)構(gòu)、使用特性、工作條件來(lái)選擇。選擇時(shí) 應(yīng)考慮的因素有：應(yīng)考慮的因素有： 1 1）需傳遞扭矩的大?。唬┬鑲鬟f扭矩的大?。?2 2）是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；）是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 3 3）滑動(dòng)距離的長(zhǎng)短；）滑動(dòng)距離的長(zhǎng)短； 4 4）聯(lián)接中對(duì)心性的要求；）聯(lián)接中對(duì)心性的要求； 5 5）是否有軸向定位；）是否有軸向定位； 6 6）鍵在軸上的位置（中、端）鍵在軸上的位置（中、端） 二、鍵的選擇和鍵連接強(qiáng)度計(jì)二、鍵的選擇和鍵連接強(qiáng)度計(jì) 算算 尺寸的選擇：尺寸的選擇： L b h 主要尺寸主要尺寸 b

8、 h與長(zhǎng)度與長(zhǎng)度L 由軸的直徑按標(biāo)準(zhǔn)選由軸的直徑按標(biāo)準(zhǔn)選, , 見(jiàn)見(jiàn)P106P106表表6-16-1 由輪轂的長(zhǎng)度定：略由輪轂的長(zhǎng)度定：略 小于輪轂的長(zhǎng)度小于輪轂的長(zhǎng)度 所選長(zhǎng)度應(yīng)符合國(guó)標(biāo)所選長(zhǎng)度應(yīng)符合國(guó)標(biāo) 中規(guī)定的長(zhǎng)度系列。中規(guī)定的長(zhǎng)度系列。 標(biāo)注：標(biāo)注： 鍵鍵 b b h h L L GB GB 2.2.鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 1)1)平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 失效形式：失效形式：1 1）鍵與鍵槽的弱者被鍵與鍵槽的弱者被壓潰壓潰（靜聯(lián)接）；（靜聯(lián)接）； 2 2）鍵與鍵槽工作面的鍵與鍵槽工作面的磨損磨損（動(dòng)聯(lián)接）。（動(dòng)聯(lián)接）。 靜聯(lián)接：擠壓條件靜聯(lián)接：擠壓條件 3 21

9、0 pp FT klkld 動(dòng)聯(lián)接：耐磨條件動(dòng)聯(lián)接：耐磨條件 k mNT mm h k 2 2 3 / 102 mmNp kld T p 注意：注意：式中式中 為接觸長(zhǎng)度。為接觸長(zhǎng)度。 l , p p 查P106表6-2 , ,min 鍵轂軸pppp bLl圓頭鍵圓頭鍵 Ll 方頭鍵方頭鍵 2 b Ll 半圓頭鍵半圓頭鍵 102 3 pp kld T 102 3 p kld T p 2)2)半圓鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算半圓鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 失效形式：鍵的工作面被壓潰失效形式：鍵的工作面被壓潰 3 210 pp T MPa kld Ll 查標(biāo)準(zhǔn)k L b l l 當(dāng)采用單鍵強(qiáng)度不滿足時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用單鍵強(qiáng)度

10、不滿足時(shí)，應(yīng)采用雙鍵采用雙鍵，考慮，考慮 到載荷分配不均的問(wèn)題，到載荷分配不均的問(wèn)題，雙鍵只能按雙鍵只能按1.51.5個(gè)鍵計(jì)算個(gè)鍵計(jì)算。 此外，采用雙鍵時(shí)，布置是有講究的：此外，采用雙鍵時(shí)，布置是有講究的：平鍵平鍵應(yīng)間隔應(yīng)間隔 180180 ，半圓鍵半圓鍵應(yīng)位于同一應(yīng)位于同一母線上母線上，楔鍵和切向鍵楔鍵和切向鍵應(yīng)應(yīng) 間隔間隔120120 左右。左右。 第二節(jié)第二節(jié) 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接 組成：組成：外花鍵、內(nèi)花鍵外花鍵、內(nèi)花鍵 一、花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用一、花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用 內(nèi)花鍵內(nèi)花鍵 外花鍵外花鍵 花鍵聯(lián)接特點(diǎn)及應(yīng)用：花鍵聯(lián)接特點(diǎn)及應(yīng)用： 1 1）各花鍵齒受力較均勻；）各花鍵齒

11、受力較均勻； 2 2）軸和輪轂應(yīng)力集中??；）軸和輪轂應(yīng)力集中小； 3 3）花鍵齒數(shù)多，鍵槽淺，對(duì)軸損）花鍵齒數(shù)多，鍵槽淺，對(duì)軸損 傷較小傷較小; ;承載能力大；承載能力大； 4 4）對(duì)中性好；）對(duì)中性好； 5 5）導(dǎo)向性好，）導(dǎo)向性好， 6 6）加工精度高；）加工精度高； 7 7）需專門設(shè)備和工具。成本高。）需專門設(shè)備和工具。成本高。 適用于定心精度要求高，載荷大或需經(jīng)?；频穆?lián)接適用于定心精度要求高，載荷大或需經(jīng)?；频穆?lián)接 常用類型有：常用類型有：矩形花鍵聯(lián)接矩形花鍵聯(lián)接 漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接 花鍵亦標(biāo)準(zhǔn)化，由國(guó)標(biāo)可查花鍵亦標(biāo)準(zhǔn)化，由國(guó)標(biāo)可查 的的D、d、B、z。 1.1.矩形花鍵

12、矩形花鍵 小徑小徑d d定心：定心： 輕系列輕系列 中系列中系列 i d 2.2.漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接 mmha4 . 05 . 0 4530 、 、 漸開(kāi)線花鍵承載能力最大，可用制造齒輪的方法來(lái)加漸開(kāi)線花鍵承載能力最大，可用制造齒輪的方法來(lái)加 工，工藝性好，精度也高，齒根強(qiáng)度高，應(yīng)力集中小，易工，工藝性好，精度也高，齒根強(qiáng)度高，應(yīng)力集中小，易 于定心。多用于重要場(chǎng)合或適用于薄壁零件。于定心。多用于重要場(chǎng)合或適用于薄壁零件。 齒形定心齒形定心 定心精度高、定心穩(wěn)定性定心精度高、定心穩(wěn)定性 好。內(nèi)、外花鍵均可用磨好。內(nèi)、外花鍵均可用磨 削方法消除熱處理引起的削方法消除熱處理引起的 變形。

13、矩形花鍵最為常用。變形。矩形花鍵最為常用。 二、花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算二、花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 1.1.失效形式：失效形式：壓潰壓潰靜聯(lián)接靜聯(lián)接 磨損磨損動(dòng)聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接 靜聯(lián)接：擠壓條件靜聯(lián)接：擠壓條件 動(dòng)聯(lián)接：耐磨條件動(dòng)聯(lián)接：耐磨條件 式中：式中： 載荷系數(shù)，載荷系數(shù)， = 0.7= 0.7 0.80.8； 2 dD dm 查P108表6-3 , p p 2 3 / 102 mmN zhld T p m p 2 3 / 102 mmNp zhld T p m l -為齒的工作長(zhǎng)度，為齒的工作長(zhǎng)度，mmmm； 假設(shè)各齒的壓力的合力作用在平均半徑假設(shè)各齒的壓力的合力作用在平均半徑dm處：處： h-為齒的

14、工作高度為齒的工作高度, , ， mh 時(shí) 30mh8 . 045時(shí) 2.2.強(qiáng)度計(jì)算：強(qiáng)度計(jì)算： 為倒角尺寸為倒角尺寸 為內(nèi)花鍵的小徑，為內(nèi)花鍵的小徑， 為外花鍵的大徑，為外花鍵的大徑， 矩形花鍵：矩形花鍵： C d D C dD h,2 2 第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)鍵聯(lián)接無(wú)鍵聯(lián)接 1.1.形面聯(lián)接：形面聯(lián)接：光滑的非圓形截面光滑的非圓形截面 裝拆方便；對(duì)中性好；應(yīng)力集中小，但加工復(fù)雜。裝拆方便；對(duì)中性好；應(yīng)力集中小，但加工復(fù)雜。 擺 線 正方形 等距曲線 帶切口圓形 三角形 橢圓形六角形 2.2.脹緊聯(lián)接脹緊聯(lián)接 銷聯(lián)接的作用：銷聯(lián)接的作用：固定零件間的相對(duì)位置，并傳遞不大的載荷。固定零件間的相對(duì)位置，并傳遞不大的載荷。 有時(shí)也作安全裝置中的過(guò)載保護(hù)元件（安全銷）。有時(shí)也作安全裝置中的過(guò)載保護(hù)元件（安全銷）。 第六節(jié)第六節(jié) 銷聯(lián)接銷聯(lián)接 銷聯(lián)接的基本形式：銷聯(lián)接的基本形式： 圓柱銷：多次拆裝定位精度會(huì)降低。圓柱銷：多次拆裝定位精度會(huì)降低。 圓錐銷：有圓錐銷：有1 1 5050的錐度，安裝比圓柱銷方便，多次拆裝的錐度，安裝比圓柱銷方便，多次拆裝 對(duì)定位精度的影響較小。對(duì)定位精度的影響較小。 銷已標(biāo)準(zhǔn)化，使用時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)選用。銷已標(biāo)準(zhǔn)化，使用時(shí)按