機(jī)械設(shè)計第六章(西北工業(yè)大學(xué)出版社)(第八版)

12023/2/41第六章鍵連接(liánjiē)、花鍵、無鍵連接(liánjiē)和銷連接(liánjiē)電子科技大學(xué)(dàxué)凌丹機(jī)械設(shè)計精品資料2鍵連接(liánjiē)key花鍵連接(liánjiē)spline無鍵連接銷連接4123主要內(nèi)容精品資料3鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來實現(xiàn)軸與輪轂(lúngǔ)之間（Shaftsandhubs）的周向固定，并將轉(zhuǎn)矩從軸傳遞到轂，或從轂傳遞到軸．有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動。6.1鍵連接(liánjiē)一、鍵連接的功能、分類、結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用Keysareusedtotransmittorquefromacomponenttotheshaft.精品資料42023/2/4SchoolofMechatronics,UESTC46.1鍵連接(liánjiē)精品資料5鍵連接(liánjiē)的類型平鍵連接(liánjiē)Flatkey半圓鍵連接Woodruffkey

楔鍵連接Taperedkey

切向鍵連接tangentialkey

6.1鍵連接精品資料61.平鍵連接(liánjiē)平鍵連接按用途(yòngtú)分類普通平鍵用于靜連接導(dǎo)向鍵滑動鍵用于動連接（1）普通平鍵連接主要失效形式是鍵的剪斷和工作面壓潰。工作面是鍵的兩側(cè)面；鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面之間留有間隙；不能承受軸向力，對軸上零件不起軸向固定作用。精品資料7圓頭：用指狀銑刀加工鍵槽(jiàncáo)，應(yīng)力集中大平頭：用盤狀銑刀加工鍵槽，應(yīng)力集中小，緊定螺釘(luódīng)固定單圓頭：用指狀銑刀加工鍵槽，用于軸端普通平鍵的結(jié)構(gòu)形式鍵在鍵槽中固定良好；鍵的圓頭部分不參與工作。鍵在鍵槽中固定不好，需使用緊定螺釘固定。通常用于軸端的軸轂連接精品資料8鍵槽(jiàncáo)精品資料9（2）導(dǎo)向(dǎoxiànɡ)平鍵連接導(dǎo)向平鍵是一種較長的平鍵鍵用螺釘固定在軸上的鍵槽中軸上的傳動(chuándòng)零件可沿鍵作軸向滑移。精品資料10主要失效形式是鍵的工作面過度(guòdù)磨損。工作面是鍵的兩側(cè)(liǎnɡcè)面；起鍵螺釘孔精品資料11（3）滑鍵當(dāng)零件滑移的距離(jùlí)較大時，用滑鍵?；I固定在輪轂上，軸上零件與鍵一起在軸上的鍵槽中作軸向移動。軸上鍵槽很長鍵可以較短精品資料122.半圓(bànyuán)鍵連接（1）鍵的擺動適應(yīng)轂鍵槽的斜度；（2）側(cè)面(cèmiàn)為工作面，傳遞扭矩，不 能傳軸向力；（3）特別適于錐形軸端；（4）對軸削弱大，用于輕載。精品資料132023/2/4SchoolofMechatronics,UESTC133.楔鍵連接(liánjiē)鍵的上下兩個面為工作面，分別與轂和軸上的鍵槽的底面貼合(tiēhé)。裝配后，鍵楔緊在軸和輪轂的鍵槽里。工作時，靠鍵的楔緊作用來傳遞轉(zhuǎn)矩?？梢猿惺軉蜗虻妮S向載荷。用于轂類零件的定心精度要求不高和轉(zhuǎn)速較低的場合。精品資料144.切向鍵兩個(liǎnɡɡè)單面斜楔構(gòu)成工作面：上、下兩面；靠互壓傳載，有一個(yīɡè)面必須與軸線共面；傳遞雙向扭矩時需用雙鍵。精品資料15二、鍵的選擇和鍵連接(liánjiē)強(qiáng)度計算1.鍵的選擇(xuǎnzé)設(shè)計時先選擇類型、尺寸，再進(jìn)行校核計算類型選擇—靜連接→普通平鍵、半圓鍵、花鍵動連接→導(dǎo)向平鍵、滑鍵尺寸選擇—根據(jù)軸徑d查標(biāo)準(zhǔn)，確定b、h根據(jù)輪轂寬度，確定鍵長L精品資料16普通(pǔtōng)平鍵的主要尺寸精品資料17鍵的長度應(yīng)等于(děngyú)或略短于輪轂的長度。導(dǎo)向鍵的長度按輪轂的長度及其滑動距離而定。鍵的長度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(guīdìng)的長度系列。應(yīng)考慮的具體問題需要傳遞轉(zhuǎn)矩的大小；連接于軸上的零件是否需要沿軸滑動及滑動距離的長短；對于連接的對中性的要求；鍵是否需要具有軸向固定的作用；鍵在軸上的位置（在軸的中部還是端部）。普通平鍵的主要尺寸精品資料18鍵的尺寸(chǐcun)代號鍵A

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GB1096-79國家標(biāo)準(zhǔn)鍵長度鍵寬度b圓頭普通平鍵A型由輪轂(lúngǔ)寬度決定由軸徑?jīng)Q定精品資料192.鍵連接(liánjiē)的強(qiáng)度計算平鍵連接的失效形式工作面壓潰—靜連接—防止壓潰—校核擠壓(jǐyā)強(qiáng)度工作面磨損—動連接—防止磨損—校核壓強(qiáng)（1）平鍵連接的強(qiáng)度計算精品資料20設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長度和高度(gāodù)均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條件為:普通平鍵的擠壓(jǐyā)強(qiáng)度條件：2.鍵連接的強(qiáng)度計算精品資料21鍵的工作(gōngzuò)長度(圓頭平鍵)(方頭平鍵)(單圓頭平鍵)2.鍵連接的強(qiáng)度(qiángdù)計算精品資料22（圓頭平鍵）（平頭(píngtóu)平鍵）（單圓頭平鍵）導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接(liánjiē)的強(qiáng)度條件為：式中：[sp]、[p]為許用應(yīng)力與許用壓力2.鍵連接的強(qiáng)度計算精品資料23討論如果(rúguǒ)強(qiáng)度不滿足要求，怎么辦？增加鍵的長度；增大軸徑；采用(cǎiyòng)雙鍵；采用(cǎiyòng)花鍵。精品資料24討論如果強(qiáng)度不足，可采用雙鍵。兩個平鍵按180o布置；兩個半圓鍵布置在軸的同一條母線(mǔxiàn)上；兩個楔鍵沿圓周相隔90°~120°?？紤]到兩個鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.5個鍵計算。精品資料25精品資料26例題已知減速器中某直齒圓柱齒輪安裝在軸的兩個支承點(diǎn)間，齒輪和軸的材料都是鍛鋼，用鍵構(gòu)成靜連接。齒輪的精度等級為7級，裝齒輪處的軸徑d=70mm，齒輪輪轂(lúngǔ)寬度為100mm，需傳遞的轉(zhuǎn)距T＝2200Nm，載荷有輕微沖擊。設(shè)計此鍵連接。精品資料27鍵連接(liánjiē)key花鍵連接(liánjiē)spline無鍵連接銷連接4123主要內(nèi)容精品資料286.2花鍵聯(lián)接(liánjiē)花鍵聯(lián)接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂(lúngǔ)孔的周向均布而成。花鍵齒側(cè)面為工作面——可用于動和靜聯(lián)接花鍵是標(biāo)準(zhǔn)件。精品資料29精品資料30變速箱輸入(shūrù)軸的外花鍵精品資料31花鍵的工程(gōngchéng)應(yīng)用——汽車變速箱精品資料32花鍵的工程應(yīng)用(yìngyòng)——汽車變速箱精品資料33花鍵的工程應(yīng)用(yìngyòng)——汽車變速箱精品資料34花鍵聯(lián)接(liánjiē)的特點(diǎn)齒較多、工作面積大、承載能力較高鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強(qiáng)度削弱減少軸上零件對中性好導(dǎo)向性較好加工(jiāgōng)需專用設(shè)備、制造成本高花鍵適用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)常滑移的連接。精品資料35花鍵的尺寸(chǐcun)參數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定花鍵的主要尺寸有小徑d、大徑D、鍵寬B（或S），鍵數(shù)規(guī)定為偶數(shù)，有6、8、10三種，以便加工和檢測。按承載能力，對基本尺寸規(guī)定了輕、中兩個(liǎnɡɡè)系列，同一小徑的輕系列和中系列的鍵數(shù)相同，鍵寬（鍵槽寬）也相同，僅大徑不相同。精品資料36花鍵聯(lián)接(liánjiē)的分類花鍵聯(lián)接按其齒形不同，分為(fēnwéi)矩形花鍵和漸開線花鍵。矩形花鍵漸開線花鍵精品資料37矩形(jǔxíng)花鍵大徑D小徑d鍵寬B小徑定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。定心精度高，定心的穩(wěn)定性好。矩形(jǔxíng)花鍵用于輕載或中等大小載荷的場合。精品資料38漸開線花鍵InvolutedSpline齒形定心。各齒受力均勻，強(qiáng)度(qiángdù)高，壽命長。漸開線花鍵可以用制造齒輪的方法來加工，工藝性較好，易獲得較高的制造精度和互換性。精品資料39花鍵連接的強(qiáng)度(qiángdù)計算（1）靜聯(lián)接—工作面壓潰，校核擠壓強(qiáng)度(qiángdù)（2）動聯(lián)接—工作面磨損，按工作面壓強(qiáng)進(jìn)行條件計算精品資料40鍵連接(liánjiē)key花鍵連接(liánjiē)spline無鍵連接銷連接4123主要內(nèi)容精品資料41軸和轂孔可做成柱體或錐體，前者只能傳遞轉(zhuǎn)矩，可用于不受載荷(zàihè)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。一、型面聯(lián)接(liánjiē)：聯(lián)接面是非圓形截面的柱體或非圓形截面的錐體。精品資料42裝拆方便，對中性較好；聯(lián)接面上沒有應(yīng)力集中源，減少了應(yīng)力集中；錐體型面聯(lián)接中作用(zuòyòng)有很大的推力，且擠壓應(yīng)力比鍵聯(lián)接中的擠壓應(yīng)力高，承載能力較低；切削加工較復(fù)雜，不易保證配合精度，應(yīng)用尚不廣泛。但由于成型工藝的發(fā)展，促進(jìn)了型面聯(lián)接在輕載聯(lián)接中的應(yīng)用。型面連接(liánjiē)的特點(diǎn)精品資料43二、脹緊聯(lián)接(liánjiē)在軸與彀之間裝配一個或幾個(jǐɡè)脹緊聯(lián)接套，在軸向力的作用下，同時脹緊軸與轂。靜聯(lián)接。精品資料44脹套是標(biāo)準(zhǔn)鍵，Z1~Z5五種型號(xínghào)。Z1型脹套：（由一對分別帶有內(nèi)、外錐面的套筒組成），在軸向力作用下，內(nèi)、外套筒互相楔緊。內(nèi)套縮小而箍緊軸，外套筒脹大而撐緊彀，使接觸面間產(chǎn)生壓緊力。由壓緊力產(chǎn)生摩擦力來傳遞扭矩。精品資料45Z2型脹套精品資料46精品資料47精品資料48鍵連接(liánjiē)key花鍵連接(liánjiē)spline無鍵連接銷連接4123主要內(nèi)容精品資料49定位(dìngwèi)銷銷是標(biāo)準(zhǔn)件。定位銷：起定位作用，固定零件之間的相對位置。定位銷通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計算(jìsuàn)，其直徑可按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少與兩個。銷裝入每一被聯(lián)接件內(nèi)的長度，約為銷直徑的1~2倍。精品資料50聯(lián)接(liánjiē)銷是一種靜聯(lián)接，可傳遞不大的載荷。聯(lián)接銷的類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(jīngyàn)或規(guī)范確定，必要時再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計算。精品資料51安全(ānquán)銷安全裝置中的過載元件。安全銷在機(jī)器(jīqì)過載時應(yīng)被剪斷。因此,銷的直徑應(yīng)按過載時被剪斷的條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通?？稍诎踩N上加一個銷套。精品資料52按銷的形狀(xíngzhuàn)分類圓柱(yuánzhù)銷圓錐銷槽銷開口銷銷軸圓柱銷精品資料53內(nèi)螺紋圓錐(yuánzhuī)銷帶孔銷圓錐(yuánzhuī)銷精品資料54銷軸槽銷精品資料55銷軸與開口銷銷軸與開口銷配合使用，是構(gòu)成鉸鏈聯(lián)接的元件(yuánjiàn)。開口銷與開槽螺母配合，用于螺紋聯(lián)接的防松。開口銷精品資料56開尾圓錐(yuánzhuī)銷開尾圓柱銷，適用于有沖擊(chōngjī)、振動載荷的場合。精品資料57本章(běnzhānɡ)學(xué)習(xí)要求掌握各類鍵聯(lián)接的工作原理、結(jié)構(gòu)形式和適用場合。掌握平鍵聯(lián)接的剖面尺寸和長度確定的方法；掌握平鍵聯(lián)接的失效形式及強(qiáng)度校核的方法；了解型面聯(lián)接、脹緊聯(lián)接和銷連接(liánjiē)工作原理和特點(diǎn)。精品資料581.鍵聯(lián)接的主要作用是使軸與輪轂之間_______。(1)沿軸向固定并傳遞軸向力(2)沿軸向可做相對滑動并具有導(dǎo)向作用(3)沿周向固定并傳遞扭矩(4)安裝(ānzhuāng)與拆卸方便思考題精品資料592.鍵的剖面尺寸通常(tōngcháng)是根據(jù)_______，按標(biāo)準(zhǔn)選擇。

(1)傳遞扭矩的大小(2)傳遞功率的大小

(3)輪轂的長度(4)軸的直徑3.能構(gòu)成緊鍵聯(lián)接(liánjiē)的兩種鍵是_______。

(1)楔鍵和半圓鍵(2)平鍵和切向鍵(3)半圓鍵和切向鍵

(4)楔鍵和切向鍵精品資料604.設(shè)計鍵聯(lián)接的幾項主要內(nèi)容是：a.按輪轂(lúngǔ)長度選擇鍵的長度b.按使用要求選擇鍵的適當(dāng)類型c.按軸的直徑選擇鍵的剖面尺