第六章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接

1、第六章 鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接 （一）鍵聯(lián)接的功能、分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用 功能:軸轂聯(lián)接實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件的固定并傳遞扭矩。6-1 鍵 聯(lián) 接 軸轂聯(lián)接:1）軸上零件與軸的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩； 2）實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定以傳遞軸向力； 3）軸向動聯(lián)接以使零件在軸上滑動。 鍵聯(lián)接主要類型：鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，分為平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)各類鍵的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 鍵聯(lián)接方法：動畫演示普通平鍵薄型平鍵導(dǎo)向鍵滑鍵常用平鍵 1. 平鍵聯(lián)接 平鍵的兩側(cè)面是工作面，上工作面與輪轂槽底之間留有間隙工作時(shí)，靠鍵與鍵槽的互相擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。 普通平鍵分為三種： 端部形狀有圓頭A型、方頭B型或單圓

2、頭C型.用于軸上零件與軸無相對滑動時(shí)的連接。還有薄型平鍵，厚度普通平鍵6070%,主要用于薄壁零件的聯(lián)接或特殊用途。特點(diǎn)：兩側(cè)面是工作面，此鍵結(jié)構(gòu)簡單、對中性好、裝拆方便。各鍵連接動畫點(diǎn)擊圖普通平鍵的截面尺寸 導(dǎo)向平鍵和滑鍵：都用于動聯(lián)接。軸上零件在工作過程中必須作軸向移動的聯(lián)接。 導(dǎo)向平鍵：按端部形狀分圓頭A型、方頭B型。一般用螺釘固定在軸槽中,和鍵槽間隙配合.適用于輪轂移動距離不大的場合. 滑鍵：固定在輪轂上，隨輪一起沿軸上的鍵槽移動，適用于輪轂移動距離較大的場合。 2. 半圓鍵聯(lián)接 兩側(cè)面為工作面,其工作原理平鍵相同。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好，制造及裝拆方便對中性好，對軸削弱大，多用于

3、輕載或錐形軸端聯(lián)接。各鍵聯(lián)接動畫點(diǎn)擊圖 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單,但裝拆不方便,對中性差,在沖擊、變載情況下易松動,只用于輕載、低速,精度要求不變的情況。 b、切向鍵：是由一對楔鍵組成的鍵的兩個(gè)窄面是工作面，其中一個(gè)面通過軸心線平面。裝配演示 特點(diǎn)：靠擠壓傳遞扭矩,對中性差，對軸的削弱大。主要用于直徑大于100mm的軸上。(大型帶輪、大型飛輪、絞車） 3.楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接： a、楔鍵：普通楔鍵和鉤頭楔鍵。楔鍵用于靜聯(lián)接。楔鍵的上下面是工作面。上表面有1:100的斜度，裝配時(shí)打入軸和轂槽內(nèi)。 有圓頭、平頭和鉤頭楔鍵。裝配演示。 (2)尺寸選擇: 鍵的剖面尺寸（bh）按軸的直徑 d 由標(biāo)準(zhǔn)中選定。表6-

4、1 普通平鍵的主要尺寸。 L一般按輪轂寬度 B 確定。要求鍵長為 L = B - 510mm。 設(shè)計(jì)鍵聯(lián)接時(shí),軸與輪轂尺寸、材料和結(jié)構(gòu)均已初步確定.選鍵聯(lián)接類型選鍵聯(lián)接尺寸校核鍵聯(lián)接工作能力根據(jù)工作要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （二）鍵的選擇和鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 1. 鍵的選擇：包括類型選擇和尺寸選擇。 鍵一般采用抗拉強(qiáng)度小于600MPa的碳鋼制造，通常45鋼。 (1)類型選擇: 應(yīng)考慮載荷大小，軸上零件是否滑移，對中性要求，軸向固定要求，軸上的位置以及各種鍵的特點(diǎn)。 擠壓強(qiáng)度：（靜聯(lián)接）耐磨性條件：（動聯(lián)接）鍵與輪轂的接觸高度k=h/2鍵的工作長度,mmA型:l=L-b,B型:l=L,C型:l=L-b/2軸徑

5、許用擠壓應(yīng)力許用壓強(qiáng)參考表6-2。 2.鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 （1）平鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算剪斷 嚴(yán)重過載時(shí)-少見工作面被壓潰 靜聯(lián)接主要失效磨損 - 動聯(lián)接 根據(jù)受力情況失效形式 若強(qiáng)度不夠時(shí)： (1)采用兩個(gè)鍵時(shí)，應(yīng)相隔180布置，此時(shí)，考慮載荷分布不均，按1.5鍵計(jì)算 (2)鍵長不宜超過(1.61.8)d。由擠壓強(qiáng)度條件得扭矩:由剪切強(qiáng)度條件得扭矩: （2）半圓鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 只用于靜聯(lián)接，故主要失效形式是工作面被壓潰或過載剪斷 當(dāng)單鍵不滿足要求時(shí)，則用雙鍵，布置在同一母線上。 （3）楔鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 主要失效形式是工作面被壓潰。 工作面壓力： 設(shè)各件的摩擦系數(shù)均為f,則由擠壓條件得: 花鍵聯(lián)接：軸

6、和輪轂孔周向均布多個(gè)凸齒和凹槽所構(gòu)成的連接。齒的側(cè)面是工作面。 特點(diǎn)：1）花鍵齒根處應(yīng)力集中小,各齒間受力較均勻； 2）由于多齒傳遞，承載能力高；3）軸與軸上零件對中性好；4）導(dǎo)向性好；5）成本高。6-2 花鍵連接 （一）花鍵聯(lián)接類型、特點(diǎn)和應(yīng)用 花鍵聯(lián)接是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成?？芍瞧芥I連接在數(shù)目上的發(fā)展。 應(yīng)用：適用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)常滑移的聯(lián)接?；ㄦI聯(lián)接的齒數(shù)、尺寸、配合等均應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取?；ㄦI聯(lián)接按齒形可分為：矩形花鍵聯(lián)接和漸開線花鍵聯(lián)接。 (3)花鍵聯(lián)接定心方式：矩形花鍵:大徑定心,齒側(cè)定心 漸開線花鍵:齒側(cè)定心,大徑定心(a)小徑定心(b)大徑定心(c)齒側(cè)定心(b)(a

7、)(c) (1)矩形花鍵 (2)漸開線花鍵 齒形是漸開線，壓力角有 30，45兩種。受載時(shí)齒上有徑向分力，能起自動定心作用，有利于保證連接的同心度。齒根后，故強(qiáng)度高，承載能力大，壽命長。用加工齒輪方法加工，工藝性好,制造精度高。 齒形是矩形，軸上外花鍵用花鍵滾刀或銑刀加工，輪轂孔內(nèi)花鍵用拉刀或插刀加工，制造方便、應(yīng)用廣泛。靜聯(lián)接時(shí)，擠壓強(qiáng)度條件動聯(lián)接時(shí)，耐磨性條件式中: :齒間載荷分布不均勻系數(shù)，一般 z:花鍵齒數(shù); l :齒的工作長度；P表6-3。h:工作高度h=(D-d)/2-2C，C為齒頂?shù)菇浅叽纾?對漸開線花鍵 假設(shè): 各齒壓力作用在平均半徑處 矩形花鍵 漸開線花鍵 （二）花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 首先根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件選定花鍵類型和尺寸以及受力分析，進(jìn)行強(qiáng)度校核。 花鍵聯(lián)接可做成：靜聯(lián)接 -主要失效形式為齒面壓潰； 動聯(lián)接 -主要失效形式為工作面磨損。6-3 無鍵聯(lián)接 凡是軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時(shí)，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接 有型面聯(lián)接和脹緊聯(lián)接。 （一）型面聯(lián)接 非圓形截面的軸與轂孔相配和而構(gòu)成的聯(lián)接稱為型面聯(lián)接 特點(diǎn)：裝拆方便，能保證良好的對中性；沒有鍵槽等，從而減少了應(yīng)力集中，傳遞轉(zhuǎn)矩較大。但加工復(fù)雜。 （二）脹緊聯(lián)接 轂孔與軸之間裝配一個(gè)或幾個(gè)脹緊套,在軸向力作用下,同時(shí)脹緊軸與轂的一種靜聯(lián)接脹緊聯(lián)接。聯(lián)接圖 （三）過盈連接 利用零件間的過盈配合形成的連接