機(jī)械設(shè)計(jì)課件：鍵、花鍵、銷連接 -

鍵、花鍵、銷連接6.1鍵連接6.2花鍵連接6.3銷連接鍵、花鍵、銷連接軸轂連接中最常見(jiàn)的是鍵和花鍵連接，它們均屬可拆連接。鍵和花鍵主要是用于軸與回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、帶輪等)輪轂之間周向固定和傳遞轉(zhuǎn)矩，其中有的還可實(shí)現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力。銷連接除用作軸轂連接外，還常用來(lái)確定零件間的相互位置(定位銷)或作安全裝置(安全銷)。6.1鍵連接鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。鍵連接的主要類型有：平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。6.1.1平鍵連接普通平鍵連接的工作原理：鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間則留有間隙。平鍵連接的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性較好等優(yōu)點(diǎn)；不能承受軸向力，對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定的作用。(a)(b)圓頭平鍵(c)平頭平鍵(d)單圓頭平鍵圖3.1普通平鍵連接平鍵連接(a)導(dǎo)向平鍵連接(b)滑鍵連接

圖3.2導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接平鍵連接6.1.2半圓鍵連接半圓鍵連接的工作原理：半圓鍵工作靠側(cè)面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。半圓鍵連接的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是工藝性較好，裝配方便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的連接。缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，故一般只用于輕載靜連接中。6.1.3楔鍵連接

楔鍵連接的工作原理：鍵的上下兩面是工作面，靠鍵的楔緊作用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)可以承受單向的軸向載荷，對(duì)輪轂起到單向的軸向固定作用。楔鍵連接的特點(diǎn)：楔鍵連接在傳遞有沖擊和振動(dòng)的較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，仍能保證連接的可靠性。楔鍵連接的缺點(diǎn)是鍵楔緊后，軸和輪轂的配合產(chǎn)生偏心和偏斜。主要用于轂類零件的定心精度要求不高和低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。(a)用圓頭楔鍵(b)用平頭楔鍵(c)用鉤頭楔鍵圖3.4楔鍵連接楔鍵連接6.1.4切向鍵連接切向鍵連接的工作原理：工作時(shí)，靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。用一個(gè)切向鍵時(shí)，只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩；當(dāng)傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，必須用兩個(gè)切向鍵，兩者間的夾角為120

～130

。切向鍵連接的特點(diǎn)：切向鍵的鍵槽對(duì)軸的削弱較大，常用于直徑大于100mm的軸上。例如用于大型帶輪，大型飛輪，礦山用大型絞車的卷筒及齒輪等與軸的連接。切向鍵連接切向鍵連接6.1.5鍵連接的類型選擇和強(qiáng)度計(jì)算鍵已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體情況選擇鍵的類型和尺寸。重要的鍵連接在選出鍵的類型和尺寸后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。1.鍵的選擇1）鍵的類型選擇鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)、使用要求和工作狀況來(lái)選擇。選擇時(shí)應(yīng)考慮傳遞轉(zhuǎn)矩的大小，連接的對(duì)中性要求，是否要求軸向固定，連接于軸上的零件是否需要沿軸滑動(dòng)與滑動(dòng)距離的長(zhǎng)短，以及鍵在軸上的位置(在軸的中部還是端部)等。1.鍵的選擇2）鍵的尺寸選擇鍵的截面尺寸b

h按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。鍵的長(zhǎng)度L一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長(zhǎng)度及其滑動(dòng)距離而定。2．鍵連接強(qiáng)度計(jì)算1)平鍵連接強(qiáng)度計(jì)算平鍵連接主要失效形式是工作面被壓潰。按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。對(duì)于導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接(動(dòng)連接)，主要失效形式是工作面的過(guò)度磨損。按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為（3.1）

圖3.6平鍵連接受力情況導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接的強(qiáng)度條件為（3.2）鍵連接強(qiáng)度計(jì)算3．鍵的材料因?yàn)閴簼⒑湍p是鍵連接的主要失效形式，所以鍵的材料要有足夠的硬度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵用抗拉強(qiáng)度不低于600MPa的鋼制造，如45鋼、Q275等。大批量生產(chǎn)時(shí)，可采用鍵用精拔中碳鋼。若輪轂為非鐵金屬或非金屬材料，則鍵可用20、Q235等牌號(hào)的鋼。6.2花鍵連接花鍵連接優(yōu)點(diǎn)：（1)因?yàn)樵谳S上與轂孔上直接而勻稱地制出較多的齒與槽，故連接受力較為均勻；（2)因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸與轂的強(qiáng)度削弱較少；（3)齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷；（4)軸上零件與軸的對(duì)中性好(這對(duì)高速及精密機(jī)器很重要)；（5)導(dǎo)向性較好(這對(duì)動(dòng)連接很重要)；（6)可用磨削的方法提高加工精度及連接質(zhì)量。6.2.1花鍵連接的特點(diǎn)設(shè)計(jì)花鍵連接缺點(diǎn)是齒根仍有應(yīng)力集中；有時(shí)需用專門設(shè)備加工；成本高。花鍵連接適用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?；频倪B接?；ㄦI連接的齒數(shù)、尺寸、配合等均應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取。（a）(b)

圖3.8花鍵圖3.9矩形花鍵連接圖3.10漸開線花鍵連接花鍵連接6.2.2花鍵連接的設(shè)計(jì)花鍵連接主要失效形式是工作面被壓潰(靜連接)或工作面過(guò)度磨損(動(dòng)連接)。靜連接按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，動(dòng)連接按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度計(jì)算。靜連接動(dòng)連接

圖3.11花鍵連接受力情況花鍵連接的設(shè)計(jì)6.3銷連接

（a）圓柱銷（b）圓錐銷圖3.12定位銷圖3.13連接銷（a）螺尾圓錐銷（b）內(nèi)螺紋圓錐銷圖3.14安全銷圖3.1