機(jī)械設(shè)計(jì)8章 軸轂連接

1、多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章8.1 概述概述 鍵主要用來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵主要用來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。有些類型的鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動。有些類型的鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動。 第第8 8章章 軸轂連接軸轂連接多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章8.2 鍵連接鍵連接8.2.1 鍵連接的類型鍵連接的類型 鍵主要用來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵主要用來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。有些類型的鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動。有些類型的鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動。 鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，分為

2、平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，分為平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等。 1平鍵連接平鍵連接 平鍵：普通平鍵和導(dǎo)向平鍵。定心性較好、裝拆方便。平鍵：普通平鍵和導(dǎo)向平鍵。定心性較好、裝拆方便。 多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章普通平鍵普通平鍵 分為圓頭分為圓頭(A(A型型) )、方頭（、方頭（B B型）或單圓頭型）或單圓頭(C(C型型) )，圓頭鍵在軸，圓頭鍵在軸槽中固定性好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。方頭鍵的槽中固定性好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。方頭鍵的應(yīng)力集中較小。單圓頭鍵常用于軸端。普通平鍵應(yīng)用最廣。應(yīng)力集中較小。單圓頭鍵常用于軸端。普通平鍵應(yīng)用最廣。 多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基

3、礎(chǔ) 第一章導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵 導(dǎo)向平鍵連接能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向移動，構(gòu)成動連接。導(dǎo)向平鍵連接能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向移動，構(gòu)成動連接。多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章 2半圓鍵連接半圓鍵連接 半圓鍵連接具有良好的定心性能。半圓鍵能在軸槽中擺動半圓鍵連接具有良好的定心性能。半圓鍵能在軸槽中擺動以適應(yīng)轂槽底面，裝配方便。但鍵槽對軸的強(qiáng)度削弱較大，以適應(yīng)轂槽底面，裝配方便。但鍵槽對軸的強(qiáng)度削弱較大，適用于輕載連接。適用于輕載連接。 錐形軸端采用半圓鍵連接在工藝上較為方便。錐形軸端采用半圓鍵連接在工藝上較為方便。多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章 3楔鍵連接和切向鍵連接楔鍵連接和切向鍵連接 楔鍵的上下面是工作

4、面，產(chǎn)生很大的預(yù)緊力楔鍵的上下面是工作面，產(chǎn)生很大的預(yù)緊力F Fn n。工作時(shí)主要。工作時(shí)主要靠接觸面上的摩擦力靠接觸面上的摩擦力fFfFn n傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩T T, ,并能承受單方向的軸向力。并能承受單方向的軸向力。楔鍵僅適用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的連接。楔鍵僅適用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的連接。 在重型機(jī)械中常采用切向鍵連接。鍵的工作面為窄面，其上在重型機(jī)械中常采用切向鍵連接。鍵的工作面為窄面，其上的工作壓力沿軸的切線方向作用，能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)雙向的工作壓力沿軸的切線方向作用，能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)雙向傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，可用兩對切向鍵并分布成傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，可用兩對切向鍵并

5、分布成120120130130。 多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章8.2.2 鍵的選擇和平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算鍵的選擇和平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算 1 鍵的選擇鍵的選擇 1）類型選擇類型選擇 2）尺寸選擇尺寸選擇 多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章2 平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算 鍵的材料：鍵的材料：采用強(qiáng)度極限不低于采用強(qiáng)度極限不低于600600MPa的碳素鋼，常用的碳素鋼，常用4545鋼，鋼，2020鋼或鋼或Q235Q235鋼。鍵的截面尺寸應(yīng)按軸徑鋼。鍵的截面尺寸應(yīng)按軸徑d d從鍵的標(biāo)準(zhǔn)從鍵的標(biāo)準(zhǔn)中查?。绘I的長度中查??；鍵的長度L L可參照輪轂長度從標(biāo)準(zhǔn)中選取（表可參照輪轂長度從標(biāo)準(zhǔn)中選?。ū?

6、3.713.7）。必要時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核。）。必要時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核。 主要失效形式：主要失效形式：工作面的壓潰和磨損（對于動連接）。工作面的壓潰和磨損（對于動連接）。除非嚴(yán)重過載，才有可能出現(xiàn)沿除非嚴(yán)重過載，才有可能出現(xiàn)沿a a- -a a面的剪斷。面的剪斷。 多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章式中：式中： T T 為轉(zhuǎn)矩，為轉(zhuǎn)矩，Nmm；d為軸徑、為軸徑、h h為鍵的高度、為鍵的高度、 l為鍵的工作長度，為鍵的工作長度，mm； p p 為許用擠壓應(yīng)力、為許用擠壓應(yīng)力、 p p 為許用壓強(qiáng)，為許用壓強(qiáng)，MPa。（見表（見表13.8）。）。 表表13.8 鍵連接的許用擠壓應(yīng)力許用壓強(qiáng)鍵連接的許用擠壓應(yīng)力

7、許用壓強(qiáng) MPapP 許 用 值 輪轂材料 載 荷 性 質(zhì)靜載荷 輕微沖擊 沖 擊 鋼 125 150 100 120 60 90鑄 鐵70 80 50 60 30 45 鋼 50 40 30 若強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用兩個(gè)鍵按若強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用兩個(gè)鍵按180180布置。在強(qiáng)度校核中布置。在強(qiáng)度校核中可按可按1.51.5個(gè)鍵計(jì)算。個(gè)鍵計(jì)算。 擠壓強(qiáng)度條件：擠壓強(qiáng)度條件： 4=pp dhlT動連接計(jì)算依據(jù)：動連接計(jì)算依據(jù)： 4= pdhlTp多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章8.3 花鍵連接花鍵連接 花鍵連接花鍵連接軸和輪轂孔周向均布的多個(gè)鍵齒構(gòu)成的連接。軸和輪轂孔周向均布的多個(gè)鍵齒構(gòu)成的連接。 組成

8、：組成：外花鍵，內(nèi)花鍵。外花鍵，內(nèi)花鍵。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：花鍵連接比平鍵連接的承載能力高，對軸的削弱程花鍵連接比平鍵連接的承載能力高，對軸的削弱程度小（齒淺、應(yīng)力集中?。ㄐ暮煤蛯?dǎo)向性能好。它適用于度?。X淺、應(yīng)力集中?。ㄐ暮煤蛯?dǎo)向性能好。它適用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?；频倪B接。定心精度要求高、載荷大或經(jīng)常滑移的連接。 多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章分類：分類：1 1）矩形花鍵）矩形花鍵小徑定心，定心精度高、穩(wěn)定性好；小徑定心，定心精度高、穩(wěn)定性好；2 2）漸開線花鍵）漸開線花鍵靠齒形自動定心，強(qiáng)度高。靠齒形自動定心，強(qiáng)度高。 多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章 花鍵連接可以做成靜連

9、接，也可以做成動連接，一般只驗(yàn)花鍵連接可以做成靜連接，也可以做成動連接，一般只驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。以矩形花鍵為例，由國標(biāo)可查得大徑算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。以矩形花鍵為例，由國標(biāo)可查得大徑D D、小徑小徑d d、鍵寬、鍵寬B B和齒數(shù)和齒數(shù)z z，載荷不均勻系數(shù)，載荷不均勻系數(shù)k k= =0.70.8，可計(jì)算，可計(jì)算連接所能傳遞的扭矩。連接所能傳遞的扭矩。 承載能力：承載能力： 靜連接靜連接 =pmKzhlrT動連接動連接 =mpKzhlrT式中：式中： h h為齒面工作高度、為齒面工作高度、 l為齒的接觸長度，為齒的接觸長度，mm； p p 為許用擠壓為許用擠壓應(yīng)力、應(yīng)力、 p p 為許用壓強(qiáng)，

10、為許用壓強(qiáng)，MPa。對于矩形鍵，對于矩形鍵，h=(D- -d)/2- -2C, rm=(D+ +d)/4,此處此處C C為齒頂?shù)牡箞A半徑。為齒頂?shù)牡箞A半徑。多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章花鍵材料：花鍵材料：強(qiáng)度極限不低于強(qiáng)度極限不低于600600MPa的鋼料制造，在載荷下的鋼料制造，在載荷下頻繁移動的花鍵齒，應(yīng)通過熱處理獲得足夠的硬度以抗磨損。頻繁移動的花鍵齒，應(yīng)通過熱處理獲得足夠的硬度以抗磨損?；ㄦI的許用擠壓應(yīng)力、許用壓強(qiáng)可查表花鍵的許用擠壓應(yīng)力、許用壓強(qiáng)可查表8.38.3查取。查取。 表表8.3花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力 p p 和許用壓強(qiáng)和許用壓強(qiáng) p p MPa連接

11、工作方式工作條件p或p齒面未經(jīng)熱處理齒面經(jīng)過熱處理靜連接p35 50 60 100 80 120 40 70 100 140 120 200動連接p（不在載荷下移動）15 2020 3025 40 20 35 30 60 40 70動連接p（在載荷下移動） 3 10 5 15 10 20注： 很差， 中等， 良好。多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章8.4 銷連接銷連接 銷的主要用途：銷的主要用途：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。大的載荷。 常用材料：常用材料：3535，4545鋼。鋼。 分類及特點(diǎn)：分類及特點(diǎn)：1.1.按銷的用途分按銷的用途分1 1）定位銷）定位銷固定兩個(gè)零件的相對位置，起定位作用，是組固定兩個(gè)零件的相對位置，起定位作用，是組合加工和裝配時(shí)必不可少的；合加工和裝配時(shí)必不可少的；2 2）連接銷）連接銷可用于傳遞不大的載荷，主要用于軸轂連接；可用于傳遞不大的載荷，主要用于軸轂連接；3 3）安全銷）安全銷作安全裝置中的過載剪斷元件，保護(hù)機(jī)器中的作安全裝置中的過載剪斷元件，保護(hù)機(jī)器中的重要零件。重要零件。多媒體CAI課件設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章1 1）圓柱銷）圓柱銷經(jīng)過多次拆裝，定位精度會降低；經(jīng)過多次拆裝，定位精度會降低；2 2）圓錐銷）圓錐銷錐銷有錐銷有1:501