機(jī)械工程 第四章 軸轂連接

機(jī)械設(shè)計(jì)第四章軸轂連接軸轂連接的意義轂：輪中心的圓木,周圍與車輻的一端相接,中有圓孔,可以插軸軸轂連接主要是實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件的周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，有些還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)。軸轂連接的功能主要內(nèi)容

第一節(jié)鍵連接

第二節(jié)花鍵連接

第三節(jié)銷連接

第四節(jié)過盈連接

第五節(jié)型面連接

第六節(jié)彈性環(huán)連接第一節(jié)鍵連接1.1鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用類型：

平鍵半圓鍵楔鍵切向鍵1、平鍵連接工作面：兩側(cè)面原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩軸向承載情況：不能承受軸向力特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，對(duì)中性好，應(yīng)用廣泛種類：普通平鍵，薄型平鍵，導(dǎo)向鍵和滑鍵第一節(jié)鍵連接普通平鍵

用于軸轂間無相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)的靜聯(lián)接。按端部形狀分圓頭（A型）、平頭（B型）、單圓頭（C型）

第一節(jié)鍵連接軸上鍵槽的加工方法

用盤銑刀

用端銑刀第一節(jié)鍵連接薄型平鍵

厚度h較小，一般為普通平鍵的60～70％適用于空心軸、薄壁輪轂或傳遞小轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合

第一節(jié)鍵連接導(dǎo)向平鍵與滑鍵第一節(jié)鍵連接動(dòng)連接輪轂需作軸向移動(dòng)導(dǎo)向平鍵與滑鍵導(dǎo)向平鍵第一節(jié)鍵連接用螺釘固定在軸槽中與輪轂的鍵槽采用間隙配合輪轂的移動(dòng)距離不宜太大導(dǎo)向平鍵與滑鍵滑鍵第一節(jié)鍵連接鍵固定在輪轂上，隨輪轂移動(dòng)與軸上鍵槽采用間隙配合，軸上鍵槽較長(zhǎng)輪轂的移動(dòng)距離較大2、半圓鍵連接

半園鍵聯(lián)接工作面：兩側(cè)面軸向承載情況：不能承受軸向力特點(diǎn)：制造簡(jiǎn)單，拆裝方便;

缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對(duì)軸削弱較大。

適用于錐形軸端、輕載、短輪轂等場(chǎng)合。原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩第一節(jié)鍵連接第一節(jié)鍵連接3、楔鍵連接工作面第一節(jié)鍵連接3、楔鍵連接用于靜連接裝配時(shí)將鍵打入槽中主要靠鍵與鍵槽之間及軸與輪轂間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩軸向固定，承受單方向軸向力對(duì)中精度要求不高，不能承受沖擊振動(dòng)或變載荷，用于較低速度的場(chǎng)合第一節(jié)鍵連接

圓頭方頭鉤頭楔鍵的類型4、切向鍵連接原理：靠工作面上的擠壓力來傳遞轉(zhuǎn)矩。工作面：兩鍵沿斜面拼接后楔緊在軸轂間，上下面是工作面，其中一個(gè)面在通過軸心線的平面內(nèi)。軸向承載情況：能軸向固定零件，承受單方向的軸向力特點(diǎn)：用于靜連接,適用于大載荷，對(duì)中要求不嚴(yán)的場(chǎng)合。一組切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩須采用兩組切向鍵。鍵槽對(duì)軸的削弱較大,常用于軸頸大于100mm時(shí)第一節(jié)鍵連接2.2鍵的選擇和鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算鍵的材料：鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，一般采用σs≥600MPa的碳鋼制造，如45鋼。

類型選擇1.鍵的選擇尺寸選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)，使用特性及工作條件選擇按d選取b×h；按被聯(lián)接件長(zhǎng)度選取L第一節(jié)鍵連接2.平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（1）普通平鍵和薄型平鍵（靜聯(lián)接）對(duì)按標(biāo)準(zhǔn)選的平鍵聯(lián)接，主要失效形式是工作面的壓潰，故進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核計(jì)算：可能的失效形式

工作面壓潰或鍵被剪斷。第一節(jié)鍵連接許用擠壓應(yīng)力

（2）導(dǎo)向平鍵、滑鍵（動(dòng)聯(lián)接）A型:l=L－bB型:l=LC型:l=L－b/2許用擠壓應(yīng)力[σp]和許用壓強(qiáng)[p]查表4-1。l是工作長(zhǎng)度失效形式：工作面磨損。主要進(jìn)行耐磨性的條件性計(jì)算：

第一節(jié)鍵連接當(dāng)鍵的強(qiáng)度不夠時(shí)：在條件允許的情況下適當(dāng)增大鍵的長(zhǎng)度或改用平頭鍵采用雙鍵，沿周向180度布置，考慮到載荷在兩鍵上分配不均，在強(qiáng)度校核時(shí)，只按1.5個(gè)鍵計(jì)算第一節(jié)鍵連接3.半圓鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算許用切應(yīng)力[]查表4-1。l為工作長(zhǎng)度近似取l≈L。強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用雙鍵，沿軸向布置在一條線上由于鍵厚b較小，主要失效形式是鍵被剪斷。故進(jìn)行鍵的剪切強(qiáng)度校核計(jì)算：

第一節(jié)鍵連接4.提高鍵聯(lián)接強(qiáng)度的措施

采用雙鍵（注意合理布置）加長(zhǎng)輪轂以增加鍵長(zhǎng)L

增大軸徑d以增大鍵截面尺寸b×h第一節(jié)鍵連接由具有多個(gè)周向均布鍵齒和有相應(yīng)凹槽的轂孔組成的聯(lián)接第二節(jié)花鍵連接特點(diǎn)：承載能力高，定心性好，導(dǎo)向性好，強(qiáng)度高；專門加工，成本高。內(nèi)花鍵外花鍵一、花鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1.矩形花鍵第二節(jié)花鍵連接花鍵有矩形花鍵和漸開線花鍵按齒數(shù)和齒高的不同分為輕系列和中系列輕系列承載能力小，多用于靜連接和輕載連接；中系列用于中等載荷連接定心方式：大徑定心，小徑定心，齒側(cè)定心小徑定心：外內(nèi)花鍵的小徑為配合面，磨銷加工以提高定心面的精度。定心精度高，定心穩(wěn)定性好、承載能力較大2.漸開線花鍵第二節(jié)花鍵連接齒廓為漸開線齒根較厚，應(yīng)力集中較小，連接強(qiáng)度較高，壽命長(zhǎng)齒形自動(dòng)定心,受載時(shí)因齒上有徑向分力可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心，有利于保證連接的同心度多齒同時(shí)接觸,各齒均勻承載齒輪加工方法加工，工藝性好，精度高，適用于載荷大，定心要求高，尺寸較大的場(chǎng)合二、花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)內(nèi)容

類型選擇2.強(qiáng)度校核

工作面：側(cè)面尺寸選擇強(qiáng)度校核失效形式：靜聯(lián)接為齒面壓潰

動(dòng)聯(lián)接為齒面磨損第二節(jié)花鍵連接

按擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算（同平鍵）：靜聯(lián)接動(dòng)聯(lián)接第二節(jié)花鍵連接齒間載荷分布不均勻系數(shù),0.7-0.8dm——平均直徑矩形：=(D+d)/2漸開線：=分度圓直徑一、銷的作用

定位銷聯(lián)接銷安全銷第三節(jié)銷連接在組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件，用于固定零件之間的相對(duì)位置軸轂連接小載荷二、銷的種類及應(yīng)用

圓錐銷圓柱銷靠微量過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次拆卸會(huì)降低其定位精度和可靠性。具有1:50的錐度，在受橫向力時(shí)可以自鎖。安裝方便，定位精度高，可多次裝拆而不影響定位精度。端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的場(chǎng)合第三節(jié)銷連接孔需鉸制開尾圓錐銷適用于有沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合小端螺尾銷裝配后擰緊螺母可防止銷松脫第三節(jié)銷連接有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷打入銷孔后，由于材料的彈性使銷擠壓在銷孔中，不易松脫，因而能承受振動(dòng)和變載荷。用彈簧鋼帶卷制而成，具有很好的彈性，可以均勻地?cái)D緊在孔中，對(duì)配合精度要求不高，可多次裝拆。剛性差，不適于高精度定位用。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，裝拆方便。主要用于螺紋聯(lián)接的防松，還用于軸銷端部鎖定零件。第三節(jié)銷連接不需要鉸制槽銷彈性圓柱銷開口銷一、工作原理

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。蝸輪的輪緣與齒圈的過盈連接滾動(dòng)軸承內(nèi)孔與軸的過盈連接圓錐面過盈連接第四節(jié)過盈連接二、特點(diǎn)第四節(jié)過盈連接

裝配方法：壓力法:軸徑尺寸不是很大，過盈量較小溫差法：不損傷配合表面，緊固性好，承載能力高

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定心性好，軸上不開槽，對(duì)軸削弱小，承載能力高,承受變載性能好，但對(duì)配合表面加工精度要求高，裝配不便。過盈量按配合選取或計(jì)算一、工作原理:軸與相應(yīng)的輪轂由光滑非圓截面的表面構(gòu)成的聯(lián)接軸和轂