第26講 鍵聯(lián)接及受力分析

第26講鍵連接及強度計算3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)第11章聯(lián)接§11-1

螺紋參數(shù)§11-2

螺旋副的受力分析、效率和自鎖§11-3

機械制造常用螺紋§11-4

螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件§11-5

螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松§11-6

螺栓聯(lián)接的強度計算§11-7

螺栓的材料和許用應(yīng)力§11-8

提高螺栓聯(lián)接強度的措施§11-9

鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接§11-10

銷聯(lián)接3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)§11-9

鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接一、鍵聯(lián)接的類型鍵主要用來實現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。有些類型的鍵還可實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動。鍵是標準件，分為平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)各類鍵的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點迸行選擇。平鍵聯(lián)接平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙(圖11-34)。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)平鍵定心性較好、裝拆方便。常用的平鍵有普通平鍵和導向平鍵兩種。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)普通平鍵的端部形狀可制成圓頭(A型)、方頭(B型)或單圓頭(C型)，如表11-9所示。圓頭鍵的軸槽用指形銑刀加工，鍵在槽中固定良好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大、方頭鍵用盤形銑刀加工，軸的應(yīng)力集中較小。單圓頭鍵常用于軸端。普通平鍵應(yīng)用最廣。導向平鍵較長，需用螺釘固定在軸槽中，為了便于裝拆，在鍵上制出起健螺紋孔(圖11-34b)。這種鍵能實現(xiàn)軸上零件的軸向移動，構(gòu)成動聯(lián)接。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)半圓鍵聯(lián)接半圓鍵也是以兩側(cè)面為工作面，它與平鍵一樣具有定心較好的優(yōu)點。半圓鍵能在軸槽中擺動以適應(yīng)轂槽底面，裝配方便。它的缺點是鍵槽對軸的削弱較大，只適用于輕載聯(lián)接。錐形軸端采用半圓鍵聯(lián)接在工藝上較為方便。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接楔健的上下面是工作面，如圖11-36所示，鍵的上表面有1：100的斜度，輪轂鍵槽的底面也有1：100的斜度，把楔鍵打入軸和轂槽內(nèi)時，其工作面上產(chǎn)生很大的預(yù)緊力Fn。工作時，主要靠摩擦力fFn傳遞轉(zhuǎn)矩T，并能承受單方向的軸向力。由于楔鍵打入時，迫使軸和輪轂產(chǎn)生偏心e，因此楔鍵僅適用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵兩種。鉤頭楔鍵的鉤頭是為了拆鍵用的。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)切向健是由一對楔鍵組成(圖11-37a)，裝配時將兩鍵楔緊。鍵的窄面是工作面。工作面上的壓力沿軸的切線方向作用，能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。當雙向傳遞轉(zhuǎn)矩時，需用兩對切向健并分布成120°~130°。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)二、平鍵聯(lián)接的強度校核鍵的材料采用強度極限σB不小于600MPa的碳素鋼，通常用45鋼。當輪轂用非鐵金屬或非金屬材料時，鍵可用20或Q235鋼。鍵的截面尺寸應(yīng)按軸徑d從鍵的標準中查??；鍵的長度L可參照輪轂長度從標準中選取。必要時應(yīng)迸行強度校核（見表11-9）。

平鍵聯(lián)接的主要失效形式是工作面的壓潰和磨損（對于動聯(lián)接）。除非有嚴重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。設(shè)載荷為均勻分布，由圖11-38可得平鍵聯(lián)接的擠壓強度條件3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)對于導向平鏈聯(lián)接（動聯(lián)摟）。計算依據(jù)是磨損，應(yīng)限制壓強。即式中：T為轉(zhuǎn)矩，N·mm；d為軸徑、h為鍵的高度、l為鍵的工作長度，mm；[σp]為許用擠壓應(yīng)力、[p]為許用壓強，MPa(見表11-10）。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)若強度不夠時，可采用兩個鍵按180°布置。考慮到載荷分布的不均勻性，在強度校核中可按1.5個鍵計算。軸和輪轂孔周向均布的多個鍵齒構(gòu)成的聯(lián)接稱為花鍵聯(lián)接。齒的側(cè)面是工作面。由于是多齒傳遞載荷，所以花鍵聯(lián)接比平健聯(lián)接具有承載能力高，對軸削弱程度小，定心好和導向性能好等優(yōu)點。它適用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?；频穆?lián)接。三、花鍵聯(lián)接3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)花健聯(lián)接按其齒形不同，可分為一般常用的矩形花鍵和強度高的漸開線花鍵以及用于薄壁聯(lián)接的三角形花鍵?；ㄦI聯(lián)接可以做成靜聯(lián)接，也可以做成動聯(lián)接，一般只驗算擠壓強度和耐磨性。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)§11-10

銷聯(lián)接銷的主要用途是固定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。銷的基本形式為圓柱銷和圓錐銷。還有大端具有外螺紋的圓錐銷或小端帶外螺紋的圓錐銷等許多特殊形式。3/22/2024機械設(shè)計基礎(chǔ)銷的常用材料為35、45鋼。圖11-42a是帶槽的圓柱銷，銷上有三條壓制的縱向溝槽，圖b是放大的俯視圖，其細線表示打入銷孔前的形狀，實線表示打入后變形的結(jié)果，這使銷與孔壁壓緊，不易松脫，能承受振動和變載荷。使用這種銷聯(lián)接時，銷孔不需要鉸制，且可多次裝拆。返回目錄3/22