第4章軸轂聯(lián)接

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)電工程學(xué)院

牟世剛§4.1鍵聯(lián)接

§4.2花鍵聯(lián)接

§4.3銷聯(lián)接§4.4無鍵連接第4章軸轂聯(lián)接

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

銷聯(lián)接也常用于軸轂聯(lián)接，此外，還常用來確定零件之間的相對(duì)位置（定位銷），或用作安全保護(hù)裝置（安全銷）?！?-1鍵聯(lián)接1平鍵的兩側(cè)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(cè)面的相互擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。1．平鍵聯(lián)接§4-1

鍵聯(lián)接一、鍵聯(lián)接的類型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)松聯(lián)接緊聯(lián)接鍵聯(lián)接平鍵半圓鍵楔鍵切向鍵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。

鍵都是標(biāo)準(zhǔn)件，其尺寸和鍵槽尺寸都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)說明平鍵普通平鍵：導(dǎo)向平鍵滑鍵1、2分為A型、B型、C型。用于靜聯(lián)接，應(yīng)用極為廣泛。鍵聯(lián)接

導(dǎo)向平鍵固定在軸上的鍵槽中，用于移動(dòng)量不大的場(chǎng)合。

滑鍵固定在輪轂上，與輪轂一起在軸上的鍵槽中移動(dòng)，用于移動(dòng)量較大的場(chǎng)合。用于動(dòng)聯(lián)接。薄型平鍵特點(diǎn)：安裝方便。但對(duì)軸的削弱較大。常用于錐形軸端與輪轂的輕載靜聯(lián)接。詳細(xì)說明2．半圓鍵聯(lián)接

鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度。鍵聯(lián)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(shí)，靠鍵的楔緊作用來傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)可以承受單向的軸向載荷。3．楔鍵聯(lián)接詳細(xì)說明普通楔鍵：鉤頭楔鍵：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，能承受單向的軸向力。但對(duì)中性很差。用于低速、輕載和對(duì)中性要求不高的場(chǎng)合。鍵聯(lián)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(chǎn)生的力矩承受載荷（也可承受不大的單向軸向力）；結(jié)構(gòu)：兩鍵配合面各有1：100斜度，成對(duì)組裝，組合后上下表面為工作面；特點(diǎn)：承載能力很大，但對(duì)中性差。應(yīng)用：只承受單向轉(zhuǎn)矩；正反轉(zhuǎn)矩都承受，相隔120o~130o布置兩對(duì)切向鍵。常用于對(duì)中精度要求不高的重型機(jī)械中。鍵聯(lián)接4二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核1．鍵的尺寸選擇詳細(xì)說明平鍵的截面尺寸b×h：

根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得；鍵長(zhǎng)L：應(yīng)略短于輪轂的寬度，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。導(dǎo)向平鍵的長(zhǎng)度根據(jù)輪轂寬度及滑動(dòng)距離確定。鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接52．平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核

普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）

導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動(dòng)聯(lián)接）一般只校核擠壓強(qiáng)度。通常只進(jìn)行耐磨性計(jì)算。鍵聯(lián)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(lián)接52．平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核靜聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度條件為:動(dòng)聯(lián)接的耐磨性計(jì)算條件為：l：為鍵的接觸長(zhǎng)度。鍵聯(lián)接K約為0.4h鍵聯(lián)接6例題[sp]、[p]：為許用應(yīng)力和許用壓強(qiáng)。（見表6－2）注：當(dāng)強(qiáng)度不足時(shí)，可適當(dāng)增加鍵長(zhǎng)或采用雙鍵鍵?？紤]到兩個(gè)鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.5個(gè)鍵計(jì)算。圓頭平鍵：平頭平鍵：?jiǎn)螆A頭平鍵：鍵聯(lián)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(lián)接類型按靜或動(dòng)聯(lián)接校核強(qiáng)度取決于強(qiáng)度較弱的那種材料▲增大鍵長(zhǎng)設(shè)計(jì)步驟根據(jù)軸徑、轂寬查標(biāo)準(zhǔn)確定鍵的尺寸設(shè)計(jì)時(shí)注意：許用應(yīng)力強(qiáng)度不夠時(shí)不同軸段的鍵槽應(yīng)開在同一母線上▲同一截面采用雙鍵聯(lián)接例4-1

下圖所示為減速器的輸出軸，軸與齒輪采用鍵聯(lián)接，已知傳遞的轉(zhuǎn)矩T＝600，齒輪材料為鑄鋼，軸和鍵的材料為45號(hào)鋼，有輕微沖擊，試選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸。并驗(yàn)算其強(qiáng)度。減速器輸出軸及鍵槽尺寸標(biāo)注4.1鍵聯(lián)接

解：1)鍵的類型及尺寸選擇齒輪傳動(dòng)要求齒輪與軸的對(duì)中性好，故選用A型平鍵連接鍵20×70GB1564-79根據(jù)軸頸d=75mm，由表4-1查得鍵寬b=20mm，鍵高h(yuǎn)=12mm，因輪轂長(zhǎng)度為80mm，故標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)L=70mm將l=L-b=70-20=50mm，k=0.4h=0.4×12=4.8mm代入公式（4-1）得擠壓應(yīng)力為2）驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度由表4-2查的輕微沖擊載荷時(shí)的許用擠壓應(yīng)力為，所以擠壓強(qiáng)度足夠由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深=7.5mm，轂槽深=4.9mm。根據(jù)所得尺寸，可繪制鍵槽工作圖4.1鍵聯(lián)接

一、花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1)均勻受力；§4－2花鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沿周向均布多個(gè)鍵齒。齒側(cè)為工作面。組成：外花鍵、內(nèi)花鍵。優(yōu)點(diǎn)：2)對(duì)軸的削弱程度小;3)承載能力高;4)軸上零件與軸的對(duì)中性好；5)導(dǎo)向性好;6)可用磨削方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量。缺點(diǎn)：齒根仍有應(yīng)力集中、需專用設(shè)備制造，成本高。應(yīng)用：定心精度要求高、載荷大、或經(jīng)?；频穆?lián)接。類型----制造容易，應(yīng)用最廣。----用于高強(qiáng)度聯(lián)接。----用于薄壁零件聯(lián)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(lián)接和輕載聯(lián)接；中系列：中系列用于中等載荷的聯(lián)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(duì)應(yīng)的齒頂高分別為：

與漸開線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬，不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)較少。定心方式：齒形定心----具有自動(dòng)定心作用，受力均勻。α=45?α=30?h=0.5m,h=0.4mdd特點(diǎn)：制造工藝性好，精度高齒根強(qiáng)度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場(chǎng)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(lián)接。特別適用于薄壁零件的聯(lián)接。銷聯(lián)接的作用4.3銷聯(lián)接銷釘銷釘位用來傳遞不大的載荷或作安全裝置。另一作用是起定位作用。銷釘安全聯(lián)軸器4.3.1圓柱銷

1.普通圓柱銷它是利用微量的過盈，固定在光孔中，多次裝拆將有損于聯(lián)接的緊固和定位精度。2.彈性圓柱銷它是用彈簧鋼帶制成的縱向開縫的鋼管，利用材料的彈性將銷擠緊在銷孔中，銷孔無需鉸光。這種銷比實(shí)心銷輕，可多次裝拆。銷按形狀分為圓柱銷、圓錐銷和異形銷三類。4.3銷聯(lián)接4.3.2圓錐銷

1.普通圓錐銷圖（a）它有1∶50錐度，受橫向力時(shí)可自鎖，靠錐面擠壓作用固定在光孔中，可以多次裝拆。普通圓錐銷以小端直徑作為公稱直徑。2.螺紋圓錐銷圖（b）為內(nèi)螺紋圓錐銷，圖(c)為外螺紋圓錐銷，可用于銷孔沒有開通或拆卸困難的場(chǎng)合。3.開尾圓錐銷圖（d）為開尾圓錐銷，它可保證銷在沖擊、振動(dòng)或變載下不致松脫。4.3銷聯(lián)接4.3.3異形銷

1.槽銷（圖a）用彈簧鋼滾壓或模鍛而成，有縱向凹槽，由于材料的彈性，銷擠緊在銷孔中，銷孔無需鉸光。槽銷的制造比較簡(jiǎn)單，可多次裝拆，多用于傳遞載荷。2.開口銷（圖b）它是一種防松零件，與其它聯(lián)接件配合使用。3.開尾圓錐銷（圖c）用于鉸接處，用開口銷鎖定，拆卸方便。銷的類型和尺寸可根據(jù)工作要求和用途來選定。4.3銷聯(lián)接§4-4

無鍵聯(lián)接

型面聯(lián)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(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，它是無鍵聯(lián)接的一種型式。一、型面聯(lián)接

在家用機(jī)械、辦公機(jī)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(lián)接的應(yīng)用獲得了發(fā)展。應(yīng)用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。

由于型面聯(lián)接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯(lián)接的應(yīng)用。配合部分形狀柱體錐體----只能傳遞扭矩----能同時(shí)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(chǎng)合。1)裝拆方便，對(duì)中性好；型面聯(lián)接的特點(diǎn)：2)聯(lián)接面上沒有鍵槽和尖角，減少了應(yīng)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(lián)接型面有：帶切口的圓形電風(fēng)扇方形六邊形等距曲線4.4.2過盈聯(lián)接

過盈聯(lián)接是利用材料的彈性變形，把具有一定配合過盈量的軸和轂孔套裝起來的聯(lián)接。工作時(shí)靠配合面上的摩擦力來傳遞載荷。過盈聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱小，在沖擊和振動(dòng)載荷下工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是裝拆困難、對(duì)配合尺寸的精度要求高。多用于承受重載，特別是動(dòng)載以及無需經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合。過盈聯(lián)接4.4無鍵聯(lián)接

按配合面的形狀不同，可分為圓柱面過盈聯(lián)接（圖a）和圓錐面過盈聯(lián)接(圖b）兩種。圓柱面過盈聯(lián)接的裝配可采用壓入法或溫差法。壓入法一般只適用于配合尺寸和過盈量都較小的聯(lián)接。溫差法常用于要求配合質(zhì)量高、配合尺寸和過盈量都較大的聯(lián)接。4.4無鍵聯(lián)接圓錐面過盈聯(lián)接是利用軸轂之間的軸向位移來實(shí)現(xiàn)的，主要用于軸端聯(lián)接。圓錐面過盈聯(lián)接可用液壓壓入法裝配，裝配時(shí)，用高壓油泵將高壓油通過油孔和油溝壓入聯(lián)接的配合面間，使轂孔直徑脹大，軸徑縮小，同時(shí)施加一定的軸向力使之相互壓緊，待零件壓緊到預(yù)定的軸向位置時(shí)，放出高壓油，而形成過盈聯(lián)接。拆卸時(shí)再壓入高壓油，兩件即可分離。液壓裝拆的圓錐面過盈聯(lián)接

4.4無鍵聯(lián)接4.4.2過盈聯(lián)接

過盈聯(lián)接是利用材料的彈性變形，把具有一定配合過盈量的軸和轂孔套裝起來的聯(lián)接。工作時(shí)靠配合面上的摩擦力來傳遞載荷。過盈聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱小，在沖擊和振動(dòng)載荷下工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是裝拆困難、對(duì)配合尺寸的精度要求高。多用于承受重載，特別是動(dòng)載以及無需經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合。過盈聯(lián)接4.4無鍵聯(lián)接

按配合面的形狀不同，可分為圓柱面過盈聯(lián)接（圖a）和圓錐面過盈聯(lián)接(圖b）兩種。圓柱面過盈聯(lián)接的裝配可采用壓入法或溫差法。壓入法一般只適用于配合尺寸和過盈量都較小的聯(lián)接。溫差法常用于要求配合質(zhì)量高、配合尺寸和過盈量都較大的聯(lián)接。4.4無鍵聯(lián)接圓錐面過盈聯(lián)接是利用軸轂之間的軸向位移來實(shí)現(xiàn)的，主要用于軸端聯(lián)接。圓錐面過盈聯(lián)接可用液壓壓入法裝配，裝配時(shí)，用高壓油泵將高壓油通過油孔和油溝壓入聯(lián)接的配合面間，使轂孔直徑脹大，軸徑縮小，同時(shí)施加一定的軸向力使之相互壓緊，待零件壓緊到預(yù)定的軸向位置時(shí)，放出高壓油，而形成過盈聯(lián)接。拆卸時(shí)再壓入高壓油，兩件即可分離。液壓裝拆的圓錐面過盈聯(lián)接

4.4無鍵聯(lián)接

復(fù)習(xí)題

判斷題

1.采用兩個(gè)楔鍵時(shí)，常相隔90度～120度。

A.正確B.錯(cuò)誤

2.而采用兩個(gè)半圓鍵時(shí)，則布置在軸的同一母線上。

A.正確B.錯(cuò)誤

★單項(xiàng)選擇題

1.漸開線花鍵聯(lián)接采用()定心。

A.大徑B.小徑C.齒形

1、普通平鍵聯(lián)接工作時(shí)，鍵的主要失效形式是

。A、鍵受剪切破壞B、鍵的側(cè)面受擠壓破壞C、剪切與擠壓同時(shí)產(chǎn)生D、磨損和鍵被剪斷2、普通平鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核的內(nèi)容主要是

。A、校核鍵側(cè)面的擠壓強(qiáng)度B、校核鍵的剪切強(qiáng)度C、A、B二者均需校核D、校核磨損3、鍵的剖面尺寸b×h通常是根據(jù)

從標(biāo)準(zhǔn)中選取。A、傳遞的轉(zhuǎn)矩B、傳遞的功率C、輪轂的長(zhǎng)度D、軸的直徑4、采用兩個(gè)普通平鍵時(shí)，為使軸與輪轂對(duì)中良好，兩鍵通常布置成

。A、相隔180°B、相隔120°~130°C、相隔90°D、在軸的同一母線上5、平鍵B20×80GB1096-79中，20×80是表示

。A、鍵寬×軸頸B、鍵高×軸頸C、鍵寬×鍵長(zhǎng)D、鍵寬×鍵高3.凸緣聯(lián)軸器用一圓頭普通平鍵與軸相聯(lián)接，已知鍵