第四章 軸轂連接課件

1、機械設(shè)計機械設(shè)計第四章第四章 軸軸 轂轂 連連 接接 第一節(jié)第一節(jié) 鍵連接鍵連接 第二節(jié)第二節(jié) 花鍵連接花鍵連接 第三節(jié)第三節(jié) 銷連接銷連接 第四節(jié)第四節(jié) 過盈連接過盈連接 第五節(jié)第五節(jié) 型面連接型面連接 第六節(jié)第六節(jié) 彈性環(huán)連接彈性環(huán)連接返回章目錄返回章目錄第一節(jié)第一節(jié) 鍵連接鍵連接一、鍵連接的類型、特點和應(yīng)用一、鍵連接的類型、特點和應(yīng)用 軸轂連接的功能軸轂連接的功能主要是實現(xiàn)軸與軸上零件的周主要是實現(xiàn)軸與軸上零件的周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，有些還能實現(xiàn)軸上零件的軸向向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，有些還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動。固定或軸向移動。 軸轂連接的軸轂連接的主要形式主要形式鍵連接鍵連接花鍵連

2、接花鍵連接銷連接銷連接型面連接型面連接過盈連接過盈連接彈性環(huán)連接彈性環(huán)連接平鍵平鍵 半圓鍵半圓鍵 楔鍵楔鍵 切向鍵切向鍵 類型：類型：工作面工作面 A型型 B型型 C型型1 1、平鍵連接、平鍵連接原理：原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩?？挎I與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。工作面：工作面：兩側(cè)面。兩側(cè)面。軸向承載情況：軸向承載情況：不能承受軸向力。不能承受軸向力。特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，對中性好，應(yīng)用廣泛。結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，對中性好，應(yīng)用廣泛。普通平鍵普通平鍵 用于軸轂間無相對軸向運動的靜聯(lián)接。用于軸轂間無相對軸向運動的靜聯(lián)接。按端部形狀分圓頭（按端部形狀分圓頭（A型）、型）、平頭（平頭（

3、B型）型）單圓頭（單圓頭（C型）型） 軸上鍵槽的軸上鍵槽的加工方法加工方法 用盤銑刀用盤銑刀 用端銑刀用端銑刀端銑刀鍵槽，應(yīng)力集中較大端銑刀鍵槽，應(yīng)力集中較大盤銑刀鍵槽，應(yīng)力集中較小盤銑刀鍵槽，應(yīng)力集中較小薄型平鍵薄型平鍵 h較小，適用于空心軸、薄壁輪轂或傳較小，適用于空心軸、薄壁輪轂或傳遞小轉(zhuǎn)矩的場合遞小轉(zhuǎn)矩的場合 導(dǎo)向平鍵與滑鍵導(dǎo)向平鍵與滑鍵 動聯(lián)接用動聯(lián)接用 導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵滑鍵滑鍵2 2、半圓鍵連接、半圓鍵連接 半園鍵聯(lián)接半園鍵聯(lián)接工作面：工作面：兩側(cè)面。兩側(cè)面。軸向承載情況：軸向承載情況：不能承受軸向力。不能承受軸向力。特點：特點：制造簡單，拆裝方便，對中性好，不能承受軸制造簡單，拆

4、裝方便，對中性好，不能承受軸向力?？勺詣舆m應(yīng)輪轂鍵槽的斜度。缺點是軸上鍵槽向力?？勺詣舆m應(yīng)輪轂鍵槽的斜度。缺點是軸上鍵槽較深，對軸削弱較大。適用與錐形軸端或小轉(zhuǎn)矩場合。較深，對軸削弱較大。適用與錐形軸端或小轉(zhuǎn)矩場合。原理：原理：靠鍵與靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。壓傳遞轉(zhuǎn)矩。3 3、楔鍵連接、楔鍵連接工作面工作面 圓頭圓頭 方頭方頭 鉤頭鉤頭 原理：原理：靠鍵與鍵槽面間及軸與輪轂之間的摩擦靠鍵與鍵槽面間及軸與輪轂之間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。力來傳遞轉(zhuǎn)矩。 工作面：工作面：上下兩底面。上下兩底面。 軸向承載情況：軸向承載情況：能軸向固定零件，承受單方向能軸向固定零件，承受單方向的軸向力。

5、的軸向力。 特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單，但結(jié)構(gòu)簡單，但對中性差。對中性差。 適用于低速、輕適用于低速、輕 載和對載和對傳動精度要求不高的聯(lián)接。傳動精度要求不高的聯(lián)接。4 4、切向鍵連接、切向鍵連接原原 理：理：靠工作面上的擠壓力來傳遞轉(zhuǎn)矩?？抗ぷ髅嫔系臄D壓力來傳遞轉(zhuǎn)矩。工作面：工作面：兩鍵沿斜面拼接后相互平行的兩個窄面。兩鍵沿斜面拼接后相互平行的兩個窄面。軸向承載情況：軸向承載情況：能軸向固定零件，承受能軸向固定零件，承受單方向單方向的的軸向力。軸向力。 特點：特點：適用于大載荷，對中要求不嚴(yán)的場合。適用于大載荷，對中要求不嚴(yán)的場合。一組切向鍵一組切向鍵只能只能 傳遞傳遞單向轉(zhuǎn)矩單向轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)

6、矩傳遞雙向轉(zhuǎn)矩必須采用必須采用兩組切向鍵。兩組切向鍵。按按 120 130 布置。布置。二、鍵的選擇和鍵連接的強度計算二、鍵的選擇和鍵連接的強度計算鍵的材料鍵的材料：鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，一般采用：鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，一般采用B 600MPa的的碳鋼制造，如碳鋼制造，如45鋼。鋼。 類型選擇類型選擇1.鍵的選擇鍵的選擇尺寸選擇尺寸選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)，使用特性根據(jù)結(jié)構(gòu)，使用特性及工作條件選擇及工作條件選擇按按d選取選取bh；按被聯(lián)接件長度選取按被聯(lián)接件長度選取L 2.2.平鍵聯(lián)接的強度計算平鍵聯(lián)接的強度計算400022000pphldTlhdT（1）普通平鍵和薄型平鍵）普通平鍵和薄型平鍵（靜聯(lián)接）（靜聯(lián)接）對按標(biāo)準(zhǔn)選的

7、平鍵聯(lián)接，主要對按標(biāo)準(zhǔn)選的平鍵聯(lián)接，主要失效形式是失效形式是工作面的壓潰工作面的壓潰，故，故進(jìn)行擠壓強度校核計算：進(jìn)行擠壓強度校核計算：可能的失效形式可能的失效形式 工作面壓潰或鍵被剪斷。工作面壓潰或鍵被剪斷。 （2 2）導(dǎo)向平鍵、滑鍵）導(dǎo)向平鍵、滑鍵（動聯(lián)接）（動聯(lián)接） 4000phldTpA型型:l =LbB型型:l =LC型型:l =Lb/2許用擠壓應(yīng)力許用擠壓應(yīng)力p 和許用壓強和許用壓強p查表查表4-1 4-1 。l 是工作長度是工作長度失效形式：失效形式：工作面磨損工作面磨損。故進(jìn)行耐磨性的條件性計算：故進(jìn)行耐磨性的條件性計算： 3.3.半圓鍵聯(lián)接的強度計半圓鍵聯(lián)接的強度計算算200

8、0dblT許用切應(yīng)力許用切應(yīng)力 查表查表4-1。l為工作長度近似取為工作長度近似取lL。由于鍵寬由于鍵寬b較小，主要失效形式是較小，主要失效形式是鍵被剪斷鍵被剪斷。故進(jìn)行鍵的剪切強度故進(jìn)行鍵的剪切強度校核計算：校核計算： 4.4.提高鍵聯(lián)接強度的措施提高鍵聯(lián)接強度的措施 采用雙鍵（注意合理布置）采用雙鍵（注意合理布置） 普通平鍵，上下普通平鍵，上下1800布置布置 半圓鍵半圓鍵 左右并排布置左右并排布置加長輪轂以增加鍵長加長輪轂以增加鍵長L 增大軸徑增大軸徑d 以增大鍵截面尺寸以增大鍵截面尺寸bh第二節(jié)第二節(jié) 花鍵連接花鍵連接 由具有多個由具有多個周向均布鍵齒周向均布鍵齒和有相應(yīng)凹槽和有相應(yīng)凹

9、槽的轂孔組成的的轂孔組成的聯(lián)接。聯(lián)接。特點：特點：承載能力高，定心性好，導(dǎo)向性好，強度高；承載能力高，定心性好，導(dǎo)向性好，強度高；專門加工，成本高。專門加工，成本高。內(nèi)花鍵內(nèi)花鍵外花鍵外花鍵花鍵連接花鍵連接一、花鍵連接的類型、特點和應(yīng)用一、花鍵連接的類型、特點和應(yīng)用1.1.矩形花鍵矩形花鍵 結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，加結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，加工精度和定心精度高；小徑工精度和定心精度高；小徑定心。定心。2.2.漸開線花鍵漸開線花鍵 齒形自動定心、強度高，可用齒形自動定心、強度高，可用齒輪加工方法加工，工藝性好，齒輪加工方法加工，工藝性好，精度高，適用于載荷大，定心要精度高，適用于載荷大，定心要求高，尺寸

10、較大的場合。求高，尺寸較大的場合。三、花鍵聯(lián)接的強度設(shè)計三、花鍵聯(lián)接的強度設(shè)計1.設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容 類型選擇類型選擇2.強度校核強度校核 工作面：工作面：側(cè)面?zhèn)让娉叽邕x擇尺寸選擇強度校核強度校核失效形式：失效形式：靜聯(lián)接為靜聯(lián)接為齒面壓潰齒面壓潰 動聯(lián)接為動聯(lián)接為齒面磨損齒面磨損 按擠壓強度或耐磨性計算（同平鍵）：按擠壓強度或耐磨性計算（同平鍵）：2000mpzhldTp2000pmpzhldT 齒間載荷分布不均勻系數(shù)，一般取齒間載荷分布不均勻系數(shù)，一般取0.70.8；h齒的工作高度，齒的工作高度， 矩形：矩形：h=(D-d)/2-C；漸開線：；漸開線：h=m；dm平均直徑，平均直徑， 矩形：

11、矩形：dm =(D+d)/2，漸開線：，漸開線： dm =df p 和和p查表查表42。靜聯(lián)接靜聯(lián)接動聯(lián)接動聯(lián)接第三節(jié)第三節(jié) 銷連接銷連接 一、銷的作用一、銷的作用 定位銷定位銷聯(lián)接銷聯(lián)接銷安全銷安全銷用于固定零件之間的相對位置用于固定零件之間的相對位置用于軸轂聯(lián)接用于軸轂聯(lián)接用于安全裝置中的過載剪斷元件（安全銷）用于安全裝置中的過載剪斷元件（安全銷）二、銷的種類及應(yīng)用二、銷的種類及應(yīng)用 圓錐銷圓錐銷圓柱銷圓柱銷靠過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次拆卸靠過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次拆卸會降低其定位精度和可靠性。會降低其定位精度和可靠性。具有具有1:50的錐度，在受橫向力時可以自的錐度，在受橫向力時可

12、以自鎖。它安裝方便，定位精度高，可多次鎖。它安裝方便，定位精度高，可多次裝拆而不影響定位精度。裝拆而不影響定位精度。端部帶螺紋的圓錐銷可用端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的場合于盲孔或拆卸困難的場合開尾圓錐銷適用于有沖擊、開尾圓錐銷適用于有沖擊、振動的場合振動的場合小端螺尾銷裝配后擰緊螺母可小端螺尾銷裝配后擰緊螺母可防止銷松脫防止銷松脫 槽銷槽銷彈性圓柱銷彈性圓柱銷開口銷開口銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷打入銷孔后，由于材料的彈性將槽銷打入銷孔后，由于材料的彈性使銷擠壓在銷孔中，不易松脫，因而使銷擠壓在銷孔中，不易松脫，因而能承受振動和變載荷。能

13、承受振動和變載荷。用彈簧鋼帶卷制而成，具有很好的彈用彈簧鋼帶卷制而成，具有很好的彈性，可以均勻地擠緊在孔中，對配合性，可以均勻地擠緊在孔中，對配合精度要求不高，可多次裝拆。但剛性精度要求不高，可多次裝拆。但剛性差，不適于高精度定位用。差，不適于高精度定位用。結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，裝拆方便。主結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，裝拆方便。主要用于螺紋聯(lián)接的防松，還用于軸銷要用于螺紋聯(lián)接的防松，還用于軸銷端部鎖定零件。端部鎖定零件。三、銷的強度校核三、銷的強度校核 22224T DdTd D ZdF24 DZdTZdDT22842第四節(jié)第四節(jié) 過盈連接過盈連接 一、工作原理一、工作原理 利用過盈配合，配合面間有壓力

14、，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)利用過盈配合，配合面間有壓力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。矩和軸向力。 蝸輪的輪緣與蝸輪的輪緣與齒圈的過盈連接齒圈的過盈連接 滾動軸承內(nèi)孔滾動軸承內(nèi)孔與軸的過盈連接與軸的過盈連接 圓錐面圓錐面過盈連接過盈連接二、特點二、特點 結(jié)構(gòu)簡單，定心性好，軸上不開槽，對結(jié)構(gòu)簡單，定心性好，軸上不開槽，對軸削弱小，承載能力高軸削弱小，承載能力高, ,承受變載性能好，承受變載性能好，但對配合表面加工精度要求高，裝配不便。但對配合表面加工精度要求高，裝配不便。 裝配方法：裝配方法：壓力法、壓力法、溫差法。溫差法。 過盈量較大過盈量較大時常用時常用溫差法，溫差法，過盈量較小過盈量較小時常用時常用壓

15、力法！壓力法！第五節(jié)第五節(jié) 型面連接型面連接 一、工作原理一、工作原理 型面聯(lián)接是軸型面聯(lián)接是軸與相應(yīng)的輪轂由與相應(yīng)的輪轂由光滑非圓截面的光滑非圓截面的表面構(gòu)成的聯(lián)接。表面構(gòu)成的聯(lián)接。 軸和轂孔可做成柱體或錐體，前者只能傳遞轉(zhuǎn)矩，用于不受軸和轂孔可做成柱體或錐體，前者只能傳遞轉(zhuǎn)矩，用于不受載荷時移動的動聯(lián)接；后者在傳遞轉(zhuǎn)矩的同時還可傳遞軸向力。載荷時移動的動聯(lián)接；后者在傳遞轉(zhuǎn)矩的同時還可傳遞軸向力。二、特點二、特點 對中好對中好, ,沒有鍵槽引起的應(yīng)力沒有鍵槽引起的應(yīng)力集中，可傳遞大的轉(zhuǎn)矩，裝拆方集中，可傳遞大的轉(zhuǎn)矩，裝拆方便，但加工復(fù)雜，應(yīng)用不普遍。便，但加工復(fù)雜，應(yīng)用不普遍。 第六節(jié)第六節(jié) 彈性環(huán)連接彈性環(huán)連接 一、工作原理一、工作原理 利用以錐面貼合并擠緊在軸轂之間的內(nèi)外鋼環(huán)構(gòu)成利用以錐面貼合并擠緊在軸轂之間的內(nèi)外鋼環(huán)構(gòu)成的聯(lián)接。的聯(lián)接。下，內(nèi)、外環(huán)互相楔緊，內(nèi)環(huán)縮小箍緊軸，外環(huán)脹大而下，內(nèi)、外環(huán)互相楔緊，內(nèi)環(huán)縮小箍緊軸，外環(huán)脹大而撐緊輪轂，使接觸面間產(chǎn)生壓緊力。工作時，由此壓緊撐緊輪轂，使接觸面間產(chǎn)生壓緊力。工作時，由此壓緊力所產(chǎn)生的摩擦力矩和摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。力所產(chǎn)生的摩擦力矩和摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。 當(dāng)擰緊螺當(dāng)擰緊螺母或螺釘時，母或螺釘時，在軸向力作用