機(jī)械設(shè)計(jì)第6章ppt課件

1、 第六章 鍵和銷連接 1 1 鍵連接鍵連接 鍵作為標(biāo)準(zhǔn)件，主要用于連接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零鍵作為標(biāo)準(zhǔn)件，主要用于連接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件件( (輪轂，例如齒輪、皮帶輪等與擺動(dòng)零件，起輪轂，例如齒輪、皮帶輪等與擺動(dòng)零件，起周向固定零件的作用以傳遞轉(zhuǎn)矩。周向固定零件的作用以傳遞轉(zhuǎn)矩。 有時(shí)，鍵能實(shí)現(xiàn)軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。有時(shí)，鍵能實(shí)現(xiàn)軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。 一、鍵連接的功能、類型及應(yīng)用一、鍵連接的功能、類型及應(yīng)用 鍵連接的主要類型：鍵連接的主要類型：平鍵連接平鍵連接半圓鍵連接半圓鍵連接楔鍵連接楔鍵連接切向鍵連接切向鍵連接 1 1、平鍵連接、平鍵連接 裝在軸與輪轂的鍵槽中，兩側(cè)面為工作面，裝在軸與輪轂

2、的鍵槽中，兩側(cè)面為工作面，靠靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩。鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩。根據(jù)用途分為：根據(jù)用途分為：普通平鍵、薄型平鍵普通平鍵、薄型平鍵靜連接靜連接 導(dǎo)向平鍵、滑鍵導(dǎo)向平鍵、滑鍵動(dòng)連接動(dòng)連接工作面(b)(a)(c)(d)普通平鍵按照構(gòu)造可分為：普通平鍵按照構(gòu)造可分為：圓頭圓頭A型，常用）型，常用）平頭平頭 （B型），常用螺釘固定型），常用螺釘固定半圓頭半圓頭C型），用于軸端與輪轂連接型），用于軸端與輪轂連接 工 作 面(b)(a)(c)(d)工 作 面(b )(a )(c )(d )工 作 面( b )( a )( c )( d )薄型平鍵的鍵高約為普通平鍵的薄型平鍵的鍵

3、高約為普通平鍵的60%70%；用；用于薄臂結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的連接。于薄臂結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的連接。 導(dǎo)向平鍵用于軸與輪轂之間有相對(duì)軸向移動(dòng)。導(dǎo)向平鍵用于軸與輪轂之間有相對(duì)軸向移動(dòng)。 鍵不動(dòng)，輪轂軸向移動(dòng)。鍵不動(dòng)，輪轂軸向移動(dòng)?；I隨輪轂移動(dòng)?；I隨輪轂移動(dòng)。2、半圓鍵、半圓鍵 鍵能在槽中繞幾何中心擺動(dòng)，鍵的側(cè)面為工作鍵能在槽中繞幾何中心擺動(dòng)，鍵的側(cè)面為工作面，工作時(shí)靠其側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。面，工作時(shí)靠其側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。 d特點(diǎn)：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂特點(diǎn)：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂缺點(diǎn)：軸槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，只適宜輕載連接缺點(diǎn)：軸槽對(duì)

4、軸的強(qiáng)度削弱較大，只適宜輕載連接 上、下面為工作表面，有上、下面為工作表面，有1:100斜度側(cè)面有間斜度側(cè)面有間隙），工作時(shí)靠上下面摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩隙），工作時(shí)靠上下面摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩;并可傳遞一定單并可傳遞一定單向軸向力。適用于低速輕載、精度要求不高、對(duì)中性向軸向力。適用于低速輕載、精度要求不高、對(duì)中性較差，力有偏心、變載下易松動(dòng)。較差，力有偏心、變載下易松動(dòng)。 鉤頭只用于軸端連接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長鉤頭只用于軸端連接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長2倍才能裝入，且要安全罩。倍才能裝入，且要安全罩。 1 :1 0 0工 作 面1 :1 0 03、楔鍵、楔鍵120btdb1:100rbtC45將兩個(gè)斜度為

5、將兩個(gè)斜度為1：100的楔鍵拼合后，布置打入的楔鍵拼合后，布置打入在圓周的切向；靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳在圓周的切向；靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。遞轉(zhuǎn)矩。 4、切向鍵、切向鍵、鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，用鍵寬、鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，用鍵寬b鍵高鍵高h(yuǎn)來表示；來表示；、鍵的規(guī)格按照所連接的軸的直徑、鍵的規(guī)格按照所連接的軸的直徑d來確定；來確定；例如普通平鍵和楔鍵的主要尺寸見表例如普通平鍵和楔鍵的主要尺寸見表-1，參見國家標(biāo)準(zhǔn)。參見國家標(biāo)準(zhǔn)。、普通鍵的長度、普通鍵的長度L按照輪轂的長度按照輪轂的長度L而定；而定； 導(dǎo)向平鍵按照輪轂長度以及滑移距離來確定。導(dǎo)向平鍵按照輪轂長度以及滑移距離來確定。一般情況下：一般

6、情況下：L=(1.52)d鍵的選用方法：鍵的選用方法： 二、鍵接的強(qiáng)度校核二、鍵接的強(qiáng)度校核 失效形式：壓潰靜連接失效形式：壓潰靜連接鍵、軸、轂中較弱者）鍵、軸、轂中較弱者） 磨損動(dòng)連接）磨損動(dòng)連接） 鍵的剪斷較少）鍵的剪斷較少） T轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩N.m）；）；k鍵與輪轂鍵槽的接觸高度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度, k=h/2 , h鍵的高度鍵的高度(mm); d軸徑軸徑(mm) ；l鍵工作長度鍵工作長度(mm) ：A型：型：l=L-b ，B型：型：l=L， C型：型：l=Lb/2鍵公稱長度鍵公稱長度(mm)；p鍵、軸、輪轂中最弱者的許用擠壓應(yīng)力鍵、軸、輪轂中最弱者的許用擠壓應(yīng)力, 見表見表6-2;102

7、3PPkldT1、普通平鍵的強(qiáng)度計(jì)算、普通平鍵的強(qiáng)度計(jì)算 2、導(dǎo)向平鍵與滑鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算、導(dǎo)向平鍵與滑鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算工作面上所承受的壓力工作面上所承受的壓力1023pkldTpp鍵、軸、輪轂中最弱者的許用壓力鍵、軸、輪轂中最弱者的許用壓力, 見表見表6-2;半圓鍵連接強(qiáng)度計(jì)算同平鍵半圓鍵連接強(qiáng)度計(jì)算同平鍵,但注意接觸高度和鍵長度。但注意接觸高度和鍵長度。強(qiáng)度不夠時(shí)，措施：強(qiáng)度不夠時(shí)，措施：1雙鍵雙鍵180布置按布置按1.5個(gè)鍵計(jì)算）個(gè)鍵計(jì)算）, 三鍵三鍵120布置；布置；2增大軸徑增大軸徑d；3增長增長L;4改用花鍵。改用花鍵。 例題：知：例題：知： 用鍵進(jìn)行靜連接，鍛鋼，齒輪精度為級(jí)，用

8、鍵進(jìn)行靜連接，鍛鋼，齒輪精度為級(jí)， 軸徑軸徑d70mm，輪轂寬度為，輪轂寬度為100mm； 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T=2200N.m,載荷有沖擊載荷有沖擊,設(shè)計(jì)此連接。設(shè)計(jì)此連接。 解：第一步，選鍵類型和尺寸解：第一步，選鍵類型和尺寸 考慮：齒輪精度要求高定心）考慮：齒輪精度要求高定心） 齒輪安裝在軸中間部位齒輪安裝在軸中間部位 選用圓頭普通平鍵選用圓頭普通平鍵A型）。型）。由軸徑由軸徑d d70mm70mm，輪轂寬度，輪轂寬度100mm,100mm,查表查表6-16-1，選用鍵尺寸為：，選用鍵尺寸為： b=20,h=12,L=90b=20,h=12,L=90第二步，強(qiáng)度校核計(jì)算第二步，強(qiáng)度校核計(jì)算 根據(jù)軸

9、、輪轂及鍵的材料， 查表-得：p=110MPa; 鍵工作長度l=L-b=90-20=70(mm); 鍵接觸高度k=0.5h=0.512=6(mm); 鍵的擠壓強(qiáng)度按照下式計(jì)算：1023PPdlkT將相關(guān)數(shù)據(jù)代入得：將相關(guān)數(shù)據(jù)代入得：)(110)(7 .1497070610220023MPaMPaPP由計(jì)算結(jié)果知，強(qiáng)度不夠，所以重新設(shè)計(jì)選鍵）。由計(jì)算結(jié)果知，強(qiáng)度不夠，所以重新設(shè)計(jì)選鍵）。綜合考慮，改用雙鍵，對(duì)稱布置。綜合考慮，改用雙鍵，對(duì)稱布置。雙鍵的工作長度雙鍵的工作長度l=1.570=105(mm),代入強(qiáng)度計(jì)算式：代入強(qiáng)度計(jì)算式：安全）)(110)( 8 .9970105610220023

10、MPaMPaPP鍵的標(biāo)記為：鍵鍵的標(biāo)記為：鍵2012 GB/T 109620192 2 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接 用多個(gè)鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成，用多個(gè)鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成，齒側(cè)面為工作面。可用于靜、動(dòng)連接。齒側(cè)面為工作面?？捎糜陟o、動(dòng)連接。 Dd一、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用一、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用 1齒較多、工作面積大、承載能力較高齒較多、工作面積大、承載能力較高2鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻3齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱?。积X槽線、齒根應(yīng)力集中小，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱??；4軸上零件對(duì)中性好；軸上零件對(duì)中性好；5導(dǎo)向性較好；導(dǎo)向性較好；6加工需專用設(shè)備

11、、制造成本高。加工需專用設(shè)備、制造成本高。 花鍵類型按齒形分）：花鍵類型按齒形分）： d 矩形花鍵矩形花鍵 矩形花鍵按新標(biāo)準(zhǔn)矩形花鍵按新標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)徑定心，定心精為內(nèi)徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，削消除熱處理后變形，應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。 漸開線花鍵漸開線花鍵30df 定心方式為齒形定心，當(dāng)齒受載時(shí)，齒定心方式為齒形定心，當(dāng)齒受載時(shí)，齒上的徑向力能自動(dòng)定心，有利于各齒均載，上的徑向力能自動(dòng)定心，有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用 。三角形花鍵三角形花鍵3 3 無鍵連接無鍵連接 一、型面連接一、型面連接

12、軸和轂孔有柱形和圓錐形等。軸和轂孔有柱形和圓錐形等。特點(diǎn)：沒有應(yīng)力集中，對(duì)中性好，承載能力強(qiáng)，裝拆特點(diǎn)：沒有應(yīng)力集中，對(duì)中性好，承載能力強(qiáng)，裝拆方便，但加工不便，需專用設(shè)備，應(yīng)用較少。方便，但加工不便，需專用設(shè)備，應(yīng)用較少。成形面：方形、六邊形及切邊圓形等。成形面：方形、六邊形及切邊圓形等。 二、脹緊連接二、脹緊連接 利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間，通過摩擦力傳遞扭矩，有過載保護(hù)作用。特點(diǎn)：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對(duì)特點(diǎn)：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對(duì) 中性好，但加工要求較高，應(yīng)用受限制。中性好，但加工要求較高，應(yīng)用受限制。dLDl4 4 銷接銷接 定位銷主要用于零件間位置定位，組合加工 和裝配的主要輔助零件；連接銷主要用于零件間的連接或鎖定，可 傳遞不大的載荷；安全銷安全保護(hù)裝置中的過載剪斷元件 。銷套安全銷圓柱銷：不能多次裝拆定位精度下降）；圓柱銷：不能多次裝拆定位精度下降）；圓錐銷：圓錐銷：