西北工業(yè)大學機械設計課件

機械設計機電工程學院

王會第六章鍵、花鍵、無鍵聯接和銷聯接§6-1鍵聯接§6-2花鍵聯接§6-4銷聯接

鍵和花鍵聯接是最常用的軸轂聯接方式，屬于可拆聯接。主要用于軸和輪轂之間的周向固定，并傳遞轉矩。

銷聯接也常用于軸轂聯接，此外，還常用來確定零件之間的相對位置（定位銷），或用作安全保護裝置（安全銷）。§6-3無鍵聯接§6-1鍵聯接1平鍵的兩側面是工作面,上表面與輪轂上的鍵槽底面之間留有間隙?？挎I與鍵槽側面的相互擠壓來傳遞轉矩。1．平鍵聯接§6-1

鍵聯接一、鍵聯接的類型、結構及特點松聯接緊聯接鍵聯接平鍵半圓鍵楔鍵切向鍵特點：結構簡單，裝拆方便，對中性好。

鍵都是標準件，其尺寸和鍵槽尺寸都有國家標準。詳細說明平鍵普通平鍵：導向平鍵滑鍵1、2分為A型、B型、C型。用于靜聯接，應用極為廣泛。鍵聯接

導向平鍵固定在軸上的鍵槽中，用于移動量不大的場合。（變速箱滑移齒輪）

滑鍵固定在輪轂上，與輪轂一起在軸上的鍵槽中移動，用于移動量較大的場合。用于動聯接。薄型平鍵特點：安裝方便。但對軸的削弱較大。常用于錐形軸端與輪轂的輕載靜聯接。詳細說明2．半圓鍵聯接

鍵呈半圓形，其側面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中擺動，以適應輪轂上鍵槽的斜度。鍵聯接3楔鍵的上、下面為工作面，鍵的上表面及輪轂鍵槽底面均有1:100的斜度。工作時，靠鍵的楔緊作用來傳遞轉矩，同時可以承受單向的軸向載荷。3．楔鍵聯接詳細說明普通楔鍵：鉤頭楔鍵：特點：結構簡單，裝拆方便，能承受單向的軸向力。但對中性很差。用于低速、輕載和對中性要求不高的場合。鍵聯接分為A、B、C三型。便于拆卸。4、切向鍵工作原理：擠壓力沿軸切向方向產生的力矩承受載荷（也可承受不大的單向軸向力）；結構：兩鍵配合面各有1：100斜度，成對組裝，組合后上下表面為工作面；特點：承載能力很大，但對中性差。應用：只承受單向轉矩；正反轉矩都承受，相隔120o~130o布置兩對切向鍵。常用于對中精度要求不高的重型機械中。鍵聯接4二、鍵的選擇和強度校核1．鍵的尺寸選擇詳細說明平鍵的截面尺寸b×h：

根據軸徑d由標準中查得；鍵長L：應略短于輪轂的寬度，并符合標準中規(guī)定的尺寸系列。導向平鍵的長度根據輪轂寬度及滑動距離確定。鍵聯接鍵聯接52．平鍵聯接的強度校核

普通平鍵聯接（靜聯接）

導向平鍵聯接和滑鍵聯接（動聯接）一般只校核擠壓強度。通常只進行耐磨性計算。鍵聯接其主要失效形式：工作面的壓潰。其主要失效形式：工作面的過度磨損。鍵聯接52．平鍵聯接的強度校核靜聯接的擠壓強度條件為:動聯接的耐磨性計算條件為：式中：；l：為鍵的接觸長度。鍵聯接鍵聯接6例題[sp]、[p]：為許用應力和許用壓強。（見表6－2）注：當強度不足時，可適當增加鍵長或采用雙鍵鍵?？紤]到兩個鍵的載荷分布不均勻性，在強度校核中可按1.5個鍵計算。圓頭平鍵：平頭平鍵：單圓頭平鍵：鍵聯接雙鍵布置規(guī)則：平鍵：按180?布置；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：沿周向相隔成120?~90?選擇平鍵聯接類型按靜或動聯接校核強度取決于強度較弱的那種材料▲增大鍵長設計步驟根據軸徑、轂寬查標準確定鍵的尺寸設計時注意：許用應力強度不夠時不同軸段的鍵槽應開在同一母線上▲同一截面采用雙鍵聯接一、花鍵聯接的類型、特點和應用1)均勻受力；§6－2花鍵聯接結構特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側為工作面。組成：外花鍵、內花鍵。優(yōu)點：2)對軸的削弱程度小;3)承載能力高;4)軸上零件與軸的對中性好；5)導向性好;6)可用磨削方法提高加工精度及聯接質量。缺點：齒根仍有應力集中、需專用設備制造，成本高。應用：定心精度要求高、載荷大、或經?；频穆摻?。類型----制造容易，應用最廣。----用于高強度聯接。----用于薄壁零件聯接。矩形花鍵漸開線花鍵三角形花鍵1矩形花鍵輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜聯接和輕載聯接；中系列：中系列用于中等載荷的聯接。定心方式：小徑定心----精度高，穩(wěn)定性好。2漸開線花鍵分為α=30?，α=45?兩種，對應的齒頂高分別為：

與漸開線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬，不產生根切的最小齒數較少。定心方式：齒形定心----具有自動定心作用，受力均勻。α=45?α=30?h=0.5m,h=0.4mdd特點：制造工藝性好，精度高齒根強度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場合。α=45?的花鍵工作面高度較小，承載能力較低，多用于載荷較輕，直徑較小的靜聯接。特別適用于薄壁零件的聯接。設各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取不均勻系數ψ=0.7~0.8，則花鍵聯接所能傳遞的扭矩為：靜聯接：T=ψzhlrm[σp

]動聯接：T=ψzhlrm[p

]l為接觸長度；h為齒面工作高度；h=(D–d)/2–2Crm=(D+d)/4C為齒頂倒圓半徑；D/2d/2hrmCCF二、花鍵聯接強度計算失效形式：工作面被壓潰（靜聯接）；工作面過渡磨損（動聯接）一般只驗算擠壓強度和耐磨性。靜聯接：動聯接：花鍵聯接強度條件：≤[p

]MPaψzhldm2T×103p=σp=2T×103≤[σp

]MPa

ψzhldm不良35~5040~70表6-3花鍵聯接的許用擠壓應力[σp

]和許用壓力[p

]聯接工作方式齒面未經熱處理齒面經熱處理[σp

]或[p

]中等60~100100~140良好80~120120~200動聯接[p

](空載下移動)靜聯接[σp

]工作條件動聯接[p

](在載荷下移動)不良15~2025~35中等20~3030~60良好25~4040~70不良----3~10中等----3~15良好----10~20§6－3無鍵聯接

型面聯接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運動和轉矩的可拆聯接，它是無鍵聯接的一種型式。一、型面聯接

在家用機械、辦公機械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑出各種各樣的非圓形孔是毫無困難的，故型面聯接的應用獲得了發(fā)展。應用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。

由于型面聯接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯接的應用。配合部分形狀柱體錐體----只能傳遞扭矩----能同時傳遞扭矩和軸向力，用于不允許有間隙和要求高可靠性的場合。1)裝拆方便，對中性好；型面聯接的特點：2)聯接面上沒有鍵槽和尖角，減少了應力集中；3)可傳遞較大的扭矩；4)切削加工有難度，不易保證配合精度。DD常用聯接型面有：帶切口的圓形電風扇方形六邊形等距曲線

脹緊聯接是在軸與轂孔之間裝配一個或幾個脹緊聯接套，在軸向力的作用下，同時脹緊軸與轂產生壓緊力，靠摩擦力傳遞轉矩和軸向力的一種靜聯接。二、脹緊聯接結構類型：Z1型脹套、Z2型脹套兩個脹緊套一個脹緊套1)Z1型脹套2)Z2型脹套

各種脹套已標準化，可根據軸與轂孔尺寸以及傳遞載荷的大小，從標準中選用合適的型號與尺寸。脹套尺寸的選擇Dd選擇時應滿足：傳遞轉矩時：傳遞軸向力時：同時傳遞轉矩和軸向力時：

當一個脹套不滿足要求時，可用兩個以上的脹套串聯使用，此時總的額定載荷為：m為額定載荷系數。脹套聯接的優(yōu)點：

定心好、裝拆方便，引起的應力集中較小，承載能力較高，并且有安全保護作用。缺點：由于軸與轂孔之間要安裝脹套，有時應用受結構尺寸的限制?！?－4銷聯接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷按形狀分定位銷：用來固定零件之間的相對位置，它是組合加工和裝配時的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強度校核計算，其直徑按結構確定，數目一般不少于2個?！?－4銷聯接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷聯接銷按形狀分聯接銷：用來實現兩零件之間的聯接，可用來傳遞不大的載荷。其類型可根據工作要求選定，其尺寸可根據聯接的結構特點按經驗或規(guī)范確定。必要時再按剪切和擠壓強度條件進行校核計算?！?－4銷聯接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯接銷按形狀分安全銷：作為安全裝置中的過載剪切元件。安全銷在過載時被剪斷，因此，銷的直徑應按剪切條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通常可在安全銷上加一個銷套?！?－4銷聯接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯接銷按形狀分圓柱銷特點：為過盈配合，經多次拆裝后，定位精度會降低；有u8、m6、h8、h11四種直徑偏差可供選擇，以滿足不同要求?！?－4銷聯接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯接銷按形狀分圓柱銷圓錐銷特點：有1:50的錐度，可反復多次拆裝。螺母鎖緊抗沖擊拆裝方便用于盲孔§6－4銷聯接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯接銷按形狀分圓柱銷圓錐銷槽銷不易松動，能承受振動和變載荷,不鉸孔，可多次裝拆?！?－4銷聯接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯接銷按形狀分圓柱銷圓錐銷槽銷銷軸開口銷銷的材料：35、45號鋼。

復習題

判斷題

1.采用兩個楔鍵時，常相隔90度～120度。

A.正確

B.錯誤

2.而采用兩個半圓鍵時，則布置在軸的同一母線上。

A.正確

B.錯誤

★單項選擇題

1.漸開線花鍵聯接采用()定心。

A.大徑B.小徑C.齒面

1、普通平鍵聯接工作時，鍵的主要失效形式是

。A、鍵受剪切破壞B、鍵的側面受擠壓破壞C、剪切與擠壓同時產生D、磨損和鍵被剪斷2、普通平鍵聯接強度校核的內容主要是

。A、校核鍵側面的擠壓強度B、校核鍵的剪切強度C、A、