機械設(shè)計PPT課件版 第6章鍵花鍵無鍵聯(lián)接銷聯(lián)接

§6－1鍵聯(lián)接第六章鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接§6－2花鍵聯(lián)接§6－3無鍵聯(lián)接§6－4銷聯(lián)接中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制§6－1鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接作用：用來實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞扭矩，或?qū)崿F(xiàn)零件的軸向固定或移動。一、鍵聯(lián)接的類型類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。1.平鍵聯(lián)接工作面特點：定心好、裝拆方便。種類普通平鍵導(dǎo)向平鍵間隙軸中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制普通平鍵結(jié)構(gòu)單圓頭(C型)圓頭(A型)平頭(B型)用指狀銑刀加工，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。用盤銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。用于軸端普通平鍵應(yīng)用最廣。A型B型C型盤銑刀薄型平鍵的高度為普通平鍵的60~70%，也分圓頭、平頭、單圓頭三種。傳遞扭矩能力低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的場合。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授起鍵螺孔導(dǎo)向平鍵固定螺釘零件可以在軸上移動，構(gòu)成動聯(lián)接。滑移距離較大時，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵。結(jié)構(gòu)特點：長度較長，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。潘存云教授研制起鍵螺孔固定螺釘中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制雙勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長。潘存云教授研制中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制單圓勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點：單圓勾頭，嵌入輪轂中。潘存云教授研制中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制表6-1普通平鍵和鍵槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79）A型B型C型bhR=b/2C×45?或r1LLLbhbtd-tbt1d+t1標(biāo)記實例：圓頭普通平鍵(A型):

鍵16×100GB1096-79

方頭普通平鍵(B型):

鍵B16×100GB1096-79單圓頭普通平鍵(C型):

鍵C16×100GB1096-79d中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制db

h

C或rLtt1

半徑r續(xù)表6-1鍵的尺寸鍵槽軸的直徑自6~8226~201.21〉8~10330.16~0.256~361.81.40.08~0.16〉10~12448~452.51.8〉12~175510~563.02.3〉17~22660.25~0.414~703.52.8

0.16~0.25〉22~308718~904.03.3〉30~3810822~1105.03.3〉38~4412828~1405.03.3〉44~501490.4~0.636~1605.53.80.25~0.4〉50~58161045~1806.54.3〉58~65181150~2007.04.4〉65~75201256~2207.54.9〉75~85221463~2509.05.40.6~0.8

0.4~0.6中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制2.半圓鍵聯(lián)接優(yōu)點：定心好，裝配方便。因半圓鍵能在軸槽中擺動以適應(yīng)輪轂槽底面。缺點：對軸的削弱較大，只適用于輕載聯(lián)接。特別適用于錐形軸端的聯(lián)接。工作面中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制3.楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)特點：鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂槽的底面也有1:100的斜度。缺點：定心精度不高。應(yīng)用：只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。安裝時用力打入工作面中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制d類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。鉤頭是用來拆卸用的拆卸空間斜度1：100在重型機械中常采用切向鍵----一對楔鍵組成。裝配時將兩楔鍵楔緊，鍵的窄面是工作面，所產(chǎn)生的壓力沿切向方向分布，當(dāng)雙向傳遞扭矩時，需要兩對切向鍵分布成120~130?。窄面工作面中南大學(xué)專用作者：潘存云教授d二、平鍵聯(lián)接的強度校核鍵的材料：σB≥370

Mpa的碳素鋼，常用45鋼。鍵的截面尺寸b、h查表選取，長度L參照輪轂長度從標(biāo)準(zhǔn)中選取。鍵的主要失效形式：壓潰、磨損(動聯(lián)接)、剪斷。Lbh/21)平鍵聯(lián)接的強度σp=SFt(d/2)(h/2)lT=≤[σp

]MPa

dhl4T=l=L-bl=L一般不會出現(xiàn)d擠壓應(yīng)力：bA型bB型l中南大學(xué)專用作者：潘存云教授≤[p

]dhl4Tp=對于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接，計算依據(jù)是磨損，應(yīng)限制壓強：鋼

125~150100~12060~90表6-1鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力

許用值輪轂材料靜載荷輕微沖擊沖擊載荷性質(zhì)鑄鐵

70~8050~60

30~45鋼

5040

30[p

][σp

]2)半圓鍵聯(lián)接強度計算bdT≤[σp

]MPa

kld2Tσp=lkNy≈d/2l近似為公稱長度用于靜聯(lián)接，失效形式為表面壓潰中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制d若強度不時，可采用雙鍵聯(lián)接。考慮到載荷分布的不均勻性，校核強度時按1.5個鍵計算。雙鍵布置規(guī)則：平鍵：按180?布置；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：夾角成120?~130?120?~130?中南大學(xué)專用作者：潘存云教授一、花鍵聯(lián)接的類型、特點和應(yīng)用1)均勻受力；§6－2花鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側(cè)為工作面。組成：外花鍵、內(nèi)花鍵。優(yōu)點：2)對軸的削弱程度小;3)載能力高;齒數(shù)多，總接觸面積大4)軸上零件與軸的對中性好；對高速及精密機器很重要5)導(dǎo)向性好;對動聯(lián)接很重要6)可用磨削方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量。潘存云教授研制潘存云教授研制因齒槽淺，齒根應(yīng)力集中小軸和輪轂直接而均勻制出齒與槽缺點：齒根仍有應(yīng)力集中、需專用設(shè)備制造，成本高。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制應(yīng)用：定心精度要求高、載荷大、或經(jīng)常滑移的聯(lián)接。類型----制造容易，應(yīng)用最廣。----用于高強度聯(lián)接。----用于薄壁零件聯(lián)接。矩形花鍵鍵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；按齒高的不同，矩形花鍵的齒型尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個系列，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。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制2）漸開線花鍵分為α=30?，α=45?兩種，對應(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----具有自動定心作用，受力均勻。α=45?α=30?h*=0.5m,h*=0.4mdfdf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(lián)接。特別適用于薄壁零件的聯(lián)接。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制設(shè)各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取不均勻系數(shù)ψ=0.7~0.8，則花鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：靜聯(lián)接：T=ψzhlrm[σp

]動聯(lián)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?shù)箞A半徑；D/2d/2hrmCCFt二、花鍵聯(lián)接強度計算失效形式：工作面被壓潰（靜聯(lián)接）；工作面過渡磨損（動聯(lián)接）一般只驗算擠壓強度和耐磨性。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制靜聯(lián)接：動聯(lián)接：花鍵聯(lián)接強度條件：≤[p

]MPaψzhldm2Tp=σp=2T≤[σp

]MPa

ψzhldm不良35~5040~70表6-2花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力[σp

]和許用壓強[p

]聯(lián)接工作方式齒面未經(jīng)熱處理齒面經(jīng)熱處理[σp

]或[p

]中等60~100100~140良好80~120120~200動聯(lián)接[p

](空載下移動)靜聯(lián)接[σp

]工作條件動聯(lián)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中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制§6－3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動和轉(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(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。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制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(lián)接的特點：2)聯(lián)接面上沒有應(yīng)力鍵槽和尖角，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。但隨著成型工藝的發(fā)展，促進了型面聯(lián)接的應(yīng)用。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制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脹緊聯(lián)接是在軸與轂孔之間裝配一個或幾個脹緊聯(lián)接套，在軸向力的作用下，同時脹緊軸與轂產(chǎn)生壓緊力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的一種靜聯(lián)接。二、脹緊聯(lián)接結(jié)構(gòu)類型：Z1型脹套、Z2型脹套中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制兩個脹緊套一個脹緊套1)Z1型脹套2)Z2型脹套

Z1型脹套中，與軸或轂孔貼合的套筒均有縱向間隙，以利于變形和脹緊。擰緊聯(lián)接螺釘，便可以將軸和轂長進。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授各種脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)軸與轂孔尺寸以及傳遞載荷的大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選用合適的型號與尺寸。脹套尺寸的選擇Dd選擇時應(yīng)滿足：傳遞轉(zhuǎn)矩時：傳遞軸向力時：同時傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力時：當(dāng)一個脹套不滿足要求時，可用兩個以上的脹套串聯(lián)使用，此時總的額定載荷為：m為額定載荷系數(shù)。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授脹套聯(lián)接的優(yōu)點：定心好、裝拆方便，引起的應(yīng)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(yīng)用受結(jié)構(gòu)尺寸的限制。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制§6－4銷聯(lián)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(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制§6－4銷聯(lián)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(lián)接銷按形狀分聯(lián)接銷：用來實現(xiàn)兩零件之間的聯(lián)接，可用來傳遞不大的載荷。其類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點按經(jīng)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。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制§6－4銷聯(lián)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(lián)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(yīng)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。中南大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制§6－4