項(xiàng)目六-任務(wù)二-健連接和銷連接(2課時(shí))

項(xiàng)目六零件的連接任務(wù)二鍵連接和銷連接學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉常用鍵連接和銷連接的類型及其應(yīng)用；2.熟悉常用鍵連接和銷連接的規(guī)定畫法、標(biāo)記；3.掌握平鍵連接的選用原則及強(qiáng)度條件?？己藰?biāo)準(zhǔn)1.熟悉常用鍵連接和銷連接的應(yīng)用場(chǎng)合并能夠看懂其制圖表達(dá)方法；2.會(huì)查表進(jìn)行平鍵類型尺寸的選擇并根據(jù)強(qiáng)度公式進(jìn)行鍵連接的強(qiáng)度校核。

（一）鍵聯(lián)接

1、鍵聯(lián)接的類型和應(yīng)用

鍵是標(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，還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)的導(dǎo)向。鍵聯(lián)接的主要類型有：平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接。平鍵聯(lián)接和半圓鍵聯(lián)接為松鍵聯(lián)接，楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接為緊鍵聯(lián)接。

松鍵聯(lián)接中，鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，靠鍵與鍵槽側(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留有間隙。對(duì)中性好，裝拆方便。

緊鍵聯(lián)接用于靜聯(lián)接，鍵上、下面是工作表面。1、鍵聯(lián)接的類型和應(yīng)用（一）鍵聯(lián)接

（1）平鍵聯(lián)接

特點(diǎn)：平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)中性好，裝拆方便等特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。但平鍵聯(lián)接不能承受軸向力，因而對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定的作用。

分類：按用途不同，平鍵可分為普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵三種。普通平鍵用于靜聯(lián)接，導(dǎo)向平鍵用于移動(dòng)距離較小的動(dòng)聯(lián)接，滑鍵用于移動(dòng)距離較大的動(dòng)聯(lián)接。

——普通平鍵（1）平鍵聯(lián)接

普通平鍵的類型標(biāo)記示例：

圓頭平鍵軸上的鍵槽用端銑刀加工，鍵在槽中固定良好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。

平頭平鍵軸上的鍵槽用盤銑刀加工，應(yīng)力集中較小，但鍵在軸上的軸向固定不好。

單圓頭平鍵常用于軸的端部聯(lián)接，軸上鍵槽常用端銑刀銑通。

——普通平鍵（1）平鍵聯(lián)接

普通平鍵的加工：

——導(dǎo)向平鍵

（1）平鍵聯(lián)接

當(dāng)被聯(lián)接的輪轂類零件在工作過(guò)程中須在軸上作較小距離的軸向移動(dòng)時(shí)，則采用導(dǎo)向平鍵。

導(dǎo)向平鍵較長(zhǎng)，應(yīng)用螺釘固定在軸上的鍵槽中,為了便于拆卸，鍵上制有起鍵螺孔,以便擰入螺釘使鍵退出鍵槽。軸上的傳動(dòng)零件可沿鍵作軸向滑移，如變速箱中的滑移齒輪。

——滑鍵

（1）平鍵聯(lián)接

當(dāng)軸上零件滑移距離較大時(shí)，因所需導(dǎo)向鍵的尺寸過(guò)大，制造困難，固采用滑鍵?；I固定在輪轂上，輪轂帶動(dòng)滑鍵在軸上的鍵槽中作軸向滑移。這樣只需在軸上銑出較長(zhǎng)的鍵槽，而鍵可以做的較短。

（2）半圓鍵聯(lián)接

半圓鍵聯(lián)接如圖所示。半圓鍵能在軸的鍵槽內(nèi)擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂鍵槽底面的斜度，特別適合錐形軸端的聯(lián)接。它的缺點(diǎn)是鍵槽對(duì)軸的削弱較大，只適合于輕載聯(lián)接。

（3）楔鍵聯(lián)接

楔鍵上、下面是工作表面，上表面有1:100的斜度，輪轂鍵槽底面也有1:100的斜度。裝配后，鍵的上下表面與輪轂和軸上鍵槽的底面壓緊，工作時(shí)靠工作表面的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，并能承受單向軸向力和起軸向固定作用。楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵兩種。楔鍵聯(lián)接由于工作表面產(chǎn)生很大預(yù)緊力，軸和輪轂的配合產(chǎn)生偏心和偏斜。因此主要用于輪轂類零件的定心精度要求不高和低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。（4）切向鍵聯(lián)接

切向鍵是由一對(duì)斜度為1：100的楔鍵組成的，如圖所示。裝配時(shí)，兩個(gè)鍵分別自輪轂兩端楔入，裝配后兩個(gè)相互平行的窄面是工作面，工作時(shí)依靠工作面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。一對(duì)切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，當(dāng)傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，應(yīng)裝兩對(duì)相互成120°～130°的切向鍵。切向鍵能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，常用于重型機(jī)械。

（5）花鍵聯(lián)接

花鍵聯(lián)接由具有周向均勻分布的多個(gè)鍵齒的花鍵軸和具有同樣數(shù)目鍵槽的輪轂組成，如圖所示。

花鍵依靠鍵齒側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩，由于是多齒傳遞載荷，所以承載能力強(qiáng)。由于齒槽淺，故對(duì)軸的削弱小，應(yīng)力集中小，且具有定心好和導(dǎo)向性能好等優(yōu)點(diǎn)，但需要專用設(shè)備加工，生產(chǎn)成本高。應(yīng)用：花鍵聯(lián)接適用于定心精度要求高、載荷大或經(jīng)?；频穆?lián)接中。按齒形分為：矩形花鍵和漸開(kāi)線花鍵

矩形花鍵齒形簡(jiǎn)單，易于制造，應(yīng)用廣泛。漸開(kāi)線花鍵齒根厚，強(qiáng)度高，加工工藝性好，適用于載荷較大及尺寸較大的聯(lián)接。

（5）花鍵聯(lián)接

2、鍵連接的畫法與標(biāo)注

常用的鍵有普通平鍵、半圓鍵和鉤頭楔鍵等。GB/T1096-2003鍵b×h×LGB/T1099-2003鍵b×h×LGB/T1099-2003鍵b×h×L普通平鍵半圓鍵鉤頭楔鍵（1）常用鍵的標(biāo)記普通平鍵又有A型、B型和C型三種：圓頭A型普通平鍵連接在標(biāo)記時(shí)，"A"字省略不注，但B型C型都需要標(biāo)注。標(biāo)記示例：（1）鍵16×100GB／T1096—2003表示圓頭普通平鍵（A型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（2）鍵B16×100GB／T1096—2003表示平頭普通平鍵（B型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（3）鍵C16×X100GB／T1096——2003表示單圓頭普通平鍵（C型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（2）鍵的畫法與尺寸標(biāo)注

鍵和鍵槽的尺寸可根據(jù)軸（轂）的直徑在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長(zhǎng)度L應(yīng)小于或等于轂的長(zhǎng)度并取標(biāo)準(zhǔn)值，軸的鍵槽用軸的主視圖（局部剖視）和在鍵槽處的移出剖面表示。尺寸則要注鍵槽長(zhǎng)度L、鍵槽寬度b和d-t1（t1是軸上的鍵槽深度）。齒輪的鍵槽采用全剖視及局部視圖表示。尺寸則應(yīng)注b和d+t2（t2是齒輪輪轂的鍵槽深度）。b和t1、t2都可按軸徑由國(guó)標(biāo)查出，鍵的長(zhǎng)度L和寬度b要根據(jù)軸的直徑d和傳遞的扭矩大小從標(biāo)準(zhǔn)中選取適當(dāng)值。（3）鍵連接的畫法1）常用鍵連接的畫法普通平鍵：側(cè)面為工作面，在工作中是接觸的，只畫一條線，鍵頂面與輪槽底面不接觸，畫兩條線，鍵底面與軸槽底面接觸，只畫一條線，鍵的倒角或圓角可省略不畫。

半圓鍵：與普通平鍵的連接相似勾頭楔鍵：鍵和槽在頂面、底面接觸，各畫一條線。

2）花鍵連接的畫法

對(duì)于外花鍵，在投影為非圓的外形視圖中，大徑用粗實(shí)線繪制，小徑用細(xì)實(shí)線繪制并要畫入倒角內(nèi)；作長(zhǎng)度終止線和尾部長(zhǎng)度的末端均用細(xì)實(shí)線繪制，尾部畫成與軸線成30°的斜線；在剖視圖中，小徑應(yīng)畫成粗實(shí)線。在垂直于軸線的視圖或斷面圖中，可畫出部分或全部齒形，也可只畫出大徑的粗實(shí)線圓和表示小徑的細(xì)實(shí)線圓，倒角圓省略不畫，如圖所示。對(duì)于內(nèi)花鍵，在投影為非圓的剖視圖中，大徑、小徑均用粗實(shí)線繪制在投影為圓的視圖中，可畫出部分或全部齒形。花鍵連接用剖視圖表示時(shí)，其連接部分按外花鍵的規(guī)定畫法繪制，如圖所示。3、鍵連接的選擇和失效形式（1）鍵的類型選擇

選擇鍵的類型主要應(yīng)考慮以下因素：傳遞轉(zhuǎn)矩大??；對(duì)中性要求；輪轂是否需要作軸向移動(dòng)及滑移距離大??；鍵在軸的中部或端部等。

平鍵的主要尺寸為鍵寬、鍵高和鍵長(zhǎng)。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)軸的直徑從標(biāo)準(zhǔn)中選擇平鍵的寬度和高度；鍵的長(zhǎng)度略小于輪轂的長(zhǎng)度（一般比輪轂長(zhǎng)度短5～10），并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的長(zhǎng)度系列。平鍵和鍵槽的尺寸見(jiàn)表6-5（2）平鍵連接的強(qiáng)度校核

受力情況:如圖所示，鍵受到剪切和擠壓作用。

主要失效形式:普通平鍵主要失效形式是鍵、軸和輪轂中強(qiáng)度較弱的工作表面被壓潰（靜聯(lián)接），通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算導(dǎo)向鍵和滑鍵主要失效形式是磨損（動(dòng)聯(lián)接），通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算

T假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：平鍵連接受力分析式中：

T－傳遞的轉(zhuǎn)矩（T=F×y≈F×d/2），單位為N?m；

k－鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，h為鍵的高度，單位為mm；

l－鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵l=L-b，平頭平鍵l=L，單圓頭平鍵l=L-b/2，L為鍵的長(zhǎng)度，b為鍵的寬度，單位均為mm；d－軸的直徑，單位為mm；[σp]－鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為MPa；[p]－鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用壓力，單位為MPa；

在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算校核后，如果強(qiáng)度不夠，可采用雙鍵聯(lián)接。這時(shí)一方面應(yīng)考慮鍵的合理布置，即兩個(gè)平鍵最好布置在沿周向相隔180°；另一方面,應(yīng)考慮兩個(gè)鍵上載荷分配的不均勻性,在進(jìn)一步的強(qiáng)度校核中只按1.5個(gè)鍵計(jì)算。例：典型車輛減速器中有一直齒圓柱齒輪和軸的材料均為鍛鋼，用鍵構(gòu)成靜聯(lián)接。齒輪的精度為７級(jí)，需傳遞轉(zhuǎn)矩T=2200N·m；軸徑d=70mm，查表得鍵的寬度b=20mm，高度d=12mm齒輪輪轂寬度為100mm，取鍵長(zhǎng)L=90mm

任務(wù)實(shí)施----鍵連接的強(qiáng)度校核

根據(jù)鍵、軸和輪轂的材料查得許用擠壓應(yīng)力[σp]，鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b，,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h，由擠壓應(yīng)力計(jì)算公式可得：若σp

則強(qiáng)度滿足要求。鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表可查得許用擠壓應(yīng)力[σp]=100-120MPa，取其平均值[σp]=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=90-20=70mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×12=6mm。

由擠壓應(yīng)力計(jì)算公式可得可見(jiàn)聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度不夠?？紤]到相差較大，因此改用雙鍵，相隔180°布置。雙鍵的工作長(zhǎng)度l=1.5×70mm=105mm,由擠壓應(yīng)力計(jì)算公式可得（二）銷聯(lián)接

用途：固定零件間的相互位置，并可傳遞不大的轉(zhuǎn)矩，也可作為安全裝置中的過(guò)載剪斷元件。分類：按銷的形狀不同，可分為圓柱銷和圓錐銷。圓柱銷利用過(guò)盈配合固定，多次拆卸會(huì)降低定位精度和可靠性。圓錐銷常用的錐度為1:50，裝配方便，定位精度高，多次拆卸不會(huì)影響定位精度。

1、銷連接的類型與應(yīng)用

銷是標(biāo)準(zhǔn)件，銷的材料一般采用Q235、35鋼和45鋼。銷的種類有很多。根據(jù)用途不同銷可分為以下三種類型，如圖所示。a、定位銷。用來(lái)固定零件之間的相對(duì)位置。通常不承受載荷或承受很小的載荷，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)從標(biāo)準(zhǔn)中選取類型和尺寸即可，但同一接合面上的定位銷數(shù)目不得少于兩個(gè)，否則起不到定位的作用。（a）定位銷（b）連接銷（c）安全銷b、連接銷。起連接作用，以傳遞橫向力或轉(zhuǎn)矩。承受剪切和擠壓等載荷的作用，一般先根據(jù)使用和結(jié)構(gòu)要求選擇其類型和尺寸，然后校核其強(qiáng)度。c、安全銷。作為安全過(guò)載切斷零件，是安全裝置中的重要元件，其尺寸需按過(guò)載時(shí)被剪斷的條件決定。這三種銷中圓柱銷和圓錐銷是銷的兩種基本類型，且均已標(biāo)準(zhǔn)化。（1）圓柱銷

圓柱銷主要用于定位，也可用于連接，只能傳遞不大的載荷，利用少量過(guò)盈固定在銷孔中，對(duì)銷孔的尺寸、形狀，表面粗糙度等要求較高，銷孔在裝配前須鉸削。通常被連接件的兩孔應(yīng)同時(shí)鉆鉸，孔壁的粗糙度不大于Ra0.6μm。裝配時(shí)，在銷上涂上潤(rùn)滑油，用銅棒將銷打入孔中。經(jīng)過(guò)多次裝拆后，連接的緊固性及精度會(huì)降低，故只宜用于不常拆卸處。圓錐銷有1︰50的錐度，其小端直徑為標(biāo)準(zhǔn)值。圓錐銷主要用于定位，也可固定零件，傳遞動(dòng)力。裝拆比圓柱銷方便，多次裝拆對(duì)連接的緊固性及定位精度影響較小，因此應(yīng)用廣泛。在受橫向力時(shí)，可以自鎖，安裝方便，定位精度比圓柱銷高，可多次裝拆，不影響定位精度，應(yīng)用較廣。

（2）圓錐銷（3）開(kāi)口銷開(kāi)口銷是一種防松零件，常用來(lái)防止螺母松動(dòng)或固定其他零件，與六角開(kāi)槽螺母（GB／T6178—1986）配合使用，把開(kāi)口銷穿過(guò)螺母的凹槽和螺栓的銷孔，最后將開(kāi)口銷的長(zhǎng)、短兩尾板開(kāi)，從而固定螺母和螺栓的相對(duì)位置，使螺母不能轉(zhuǎn)動(dòng)而起到防松的作用。2、常用銷連接的畫法及標(biāo)注

（1）常用銷的簡(jiǎn)圖和標(biāo)記見(jiàn)表6-6（2）常用銷連接的畫法和標(biāo)注見(jiàn)圖6-25

圓柱銷和圓錐銷的畫法與一般零件相同。畫軸上的銷連接時(shí)，通常對(duì)軸采用局部剖，表示銷和軸之間的配合關(guān)系；在剖視圖中，當(dāng)剖切平面通過(guò)銷的軸線時(shí)，按不剖處理；開(kāi)口銷常與槽形螺母配合使用，它穿過(guò)螺母上的槽和螺桿上的孔以防止螺母松動(dòng)；用圓柱銷和圓錐銷連接零件時(shí)，裝配要求較高，被連接零件的銷孔一般在裝配時(shí)同時(shí)加工，并在零件圖上注明“與××件配作”，各種銷連接畫法如圖所示。拓展知識(shí)

花鍵按其齒形不同，可分為矩形花鍵、漸開(kāi)線花鍵和三角形花鍵三種1、矩形花鍵矩形花鍵的齒側(cè)為直線，按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個(gè)系列，即輕系列和中系列。輕系列的承載能力較小，多用于靜連接或輕載連接；中系列用于中等載荷的連接。矩形花鍵的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。其特點(diǎn)是定心精度高，定心的穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理引起的變形。矩形花鍵聯(lián)接是應(yīng)用最為廣泛的花鍵聯(lián)接2、漸開(kāi)線花鍵

漸開(kāi)線花鍵的齒廓為漸開(kāi)線，分度圓壓力角α有30°及45°兩種，齒頂高分別為0.5m和0.4m（m為模數(shù)）。