第六章鍵和銷連接xuan(精品值得參考)

1、第六章第六章 鍵和銷連接鍵和銷連接Design Joints of Keys and Pins 教學內容教學內容鍵鍵 連連 接接1花花 鍵鍵 連連 接接 2無無 鍵鍵 連連 接接3銷銷 連連 接接46.1 6.1 鍵連接鍵連接鍵的分類鍵的分類平平 鍵鍵普通平鍵普通平鍵導向鍵導向鍵滑鍵滑鍵 鍵是一種鍵是一種標準零件標準零件，通常用來實現(xiàn)，通常用來實現(xiàn)軸軸與與輪轂輪轂之間的之間的周周向固定向固定以傳遞轉矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向以傳遞轉矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動導向。移動導向。 普通楔鍵普通楔鍵鉤頭楔鍵鉤頭楔鍵1 1、平鍵連接的工作原理：、平鍵連接的工作原理： 平鍵

2、的下半部分裝在軸上的鍵平鍵的下半部分裝在軸上的鍵槽中，上半部分裝在輪轂的鍵槽中。槽中，上半部分裝在輪轂的鍵槽中。鍵的頂面與輪轂之間有少量間隙鍵的頂面與輪轂之間有少量間隙，鍵靠側面?zhèn)鬟f扭矩鍵靠側面?zhèn)鬟f扭矩。輪轂與。輪轂與軸通過圓柱表面配合實現(xiàn)輪轂中心軸通過圓柱表面配合實現(xiàn)輪轂中心與軸心的對中與軸心的對中 根據用途不同，平鍵可分為根據用途不同，平鍵可分為普通平鍵普通平鍵、薄型平鍵薄型平鍵、導向平鍵導向平鍵和和滑鍵滑鍵四種。其中普通平鍵和薄型平鍵用于四種。其中普通平鍵和薄型平鍵用于靜連接靜連接，導向平鍵，導向平鍵和滑鍵用于和滑鍵用于動連接動連接。 一、平鍵連接一、平鍵連接( (Straight ke

3、ys ) )特點：特點：A A型平鍵的軸槽用型平鍵的軸槽用端銑刀加工端銑刀加工，鍵在槽中固定良好，鍵在槽中固定良好，但軸上槽引起的應力集中較大；但軸上槽引起的應力集中較大；B B型平鍵的軸槽用型平鍵的軸槽用盤銑刀加工盤銑刀加工，軸的應力集中較小；，軸的應力集中較??；C C型常用于型常用于軸端軸端與轂類零件連接，與與轂類零件連接，與A A型平鍵一樣，型平鍵一樣，其圓頭部分的側面與鍵槽并不接觸，未能充分利用。其圓頭部分的側面與鍵槽并不接觸，未能充分利用。用途：用途：應用最廣，也適用于高精度、高速或承受變載、沖應用最廣，也適用于高精度、高速或承受變載、沖擊的場合。擊的場合。2 2、普通平鍵、普通平鍵

4、一、平鍵連接一、平鍵連接圓盤銑刀銑鍵槽圓盤銑刀銑鍵槽插床加工鍵槽插床加工鍵槽鍵槽加工鍵槽加工 當被連接的當被連接的轂類零件轂類零件在工作中必須在在工作中必須在軸上作軸向移動時軸上作軸向移動時，則可采用導向平鍵。則可采用導向平鍵。特點：特點：鍵用螺釘固定在軸上，鍵用螺釘固定在軸上，鍵與輪轂鍵槽為間隙配合鍵與輪轂鍵槽為間隙配合，軸上零件能做軸向移動。為了拆卸鍵的方便，設有起鍵螺軸上零件能做軸向移動。為了拆卸鍵的方便，設有起鍵螺釘孔，以便擰入螺釘使鍵退出鍵槽。釘孔，以便擰入螺釘使鍵退出鍵槽。用途：用途：用于軸上零件用于軸上零件軸向移動量不大軸向移動量不大的場合，如變速箱中的場合，如變速箱中的滑移齒輪

5、。的滑移齒輪。3 3、導向鍵、導向鍵一、平鍵連接一、平鍵連接3 3、導向鍵、導向鍵一、平鍵連接一、平鍵連接 當零件需當零件需滑移的距離較大滑移的距離較大時，因所需導向平鍵的長度過大，時，因所需導向平鍵的長度過大，制造困難，故宜采用滑鍵。制造困難，故宜采用滑鍵。 特點：特點：滑鍵固定在輪轂上，軸上零件帶鍵在軸上的鍵槽中作滑鍵固定在輪轂上，軸上零件帶鍵在軸上的鍵槽中作軸向移動。軸向移動。應用：應用：用于軸上零件軸向移動量較大的場合。用于軸上零件軸向移動量較大的場合。4 4、滑鍵、滑鍵一、平鍵連接一、平鍵連接二、半圓鍵連接二、半圓鍵連接( (Woodruff keys ) )特點：特點：軸上鍵槽用尺

6、寸與半圓鍵相同的半圓鍵槽銑刀銑軸上鍵槽用尺寸與半圓鍵相同的半圓鍵槽銑刀銑出，因而出，因而鍵在槽中能繞其幾何中心擺動鍵在槽中能繞其幾何中心擺動以適應輪轂中鍵以適應輪轂中鍵槽的斜度，工藝性好，安裝方便，但鍵槽較深，對軸強槽的斜度，工藝性好，安裝方便，但鍵槽較深，對軸強度消弱大。度消弱大。應用：應用：輕載靜連接，錐形軸端輕載靜連接，錐形軸端工作原理：工作原理：兩側面為工作面，靠鍵與鍵槽側面的擠壓來兩側面為工作面，靠鍵與鍵槽側面的擠壓來傳遞轉矩。傳遞轉矩。二、半圓鍵連接二、半圓鍵連接( (Woodruff keys ) )三、楔鍵連接三、楔鍵連接( (Taper keys) )工作原理：工作原理：鍵的

7、上表面和轂槽的底面各有鍵的上表面和轂槽的底面各有1:100的斜度，的斜度，上上下表面為工作面下表面為工作面，靠鍵與軸轂楔緊產生的，靠鍵與軸轂楔緊產生的摩擦力傳遞轉矩摩擦力傳遞轉矩。特點：特點：可傳遞單向軸向力，受沖擊和振動時可保證連接的可可傳遞單向軸向力，受沖擊和振動時可保證連接的可靠性，缺點是軸與輪轂的配合會產生偏心。靠性，缺點是軸與輪轂的配合會產生偏心。應用：應用：用于轂類零件的定心精度要求不高和低轉速的場合。用于轂類零件的定心精度要求不高和低轉速的場合。三、楔鍵連接三、楔鍵連接三、楔鍵連接三、楔鍵連接四、切向鍵連接四、切向鍵連接工作原理：工作原理：楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩窄面為工作面

8、，其中楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩窄面為工作面，其中一個面在通過軸心線的平面內，工作面上的壓力沿軸的切線方向一個面在通過軸心線的平面內，工作面上的壓力沿軸的切線方向作用，靠鍵與軸轂楔緊產生摩擦傳遞轉矩，能傳遞很大的轉矩。作用，靠鍵與軸轂楔緊產生摩擦傳遞轉矩，能傳遞很大的轉矩。特點特點 :由兩個斜度為由兩個斜度為1:100的楔鍵組成。一個切向鍵只能的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉矩，傳遞雙向轉矩時，須用互成傳遞一個方向的轉矩，傳遞雙向轉矩時，須用互成120130角的兩個鍵。角的兩個鍵。應用：應用：載荷很大載荷很大,對中要求不嚴格的場合對中要求不嚴格的場合,常常用于直徑大于用于直徑大于1

9、00mm的軸上。的軸上。四、四、切向鍵連接切向鍵連接五、鍵的選擇和鍵強度計算五、鍵的選擇和鍵強度計算1 1、鍵的選擇、鍵的選擇按軸徑按軸徑d查標準查標準略短于輪轂寬度略短于輪轂寬度類型選擇類型選擇：由結構特點、使用要求、工作條件確定由結構特點、使用要求、工作條件確定尺寸選擇：尺寸選擇：鍵寬鍵寬b鍵高鍵高h鍵長鍵長L2 2、平鍵的失效、平鍵的失效 平鍵聯(lián)接工作時的主要失效形式為組成聯(lián)接的鍵、軸和輪平鍵聯(lián)接工作時的主要失效形式為組成聯(lián)接的鍵、軸和輪轂中強度較弱材料表面的轂中強度較弱材料表面的壓潰壓潰，極個別情況下也會出現(xiàn)鍵被，極個別情況下也會出現(xiàn)鍵被剪剪斷斷的現(xiàn)象。通常只須按工作面上的擠壓強度進行

10、計算。的現(xiàn)象。通常只須按工作面上的擠壓強度進行計算。五、鍵的選擇和鍵強度計算五、鍵的選擇和鍵強度計算3 3、強度計算、強度計算pkldTklF1023pp、p為許用應力與許用壓力五、鍵的選擇和鍵強度計算五、鍵的選擇和鍵強度計算強度條件強度條件設計準則設計準則失效形式失效形式半圓鍵（靜）半圓鍵（靜）導向平鍵、滑鍵導向平鍵、滑鍵（動）（動）普通平鍵（靜）普通平鍵（靜）類型類型PP pp PP PPkldT3102 pkldTp3102 PPkldT3102工作面被壓潰工作面被壓潰過度磨損過度磨損工作面被壓潰工作面被壓潰注意的問題 一個鍵強度不足時，可用相隔一個鍵強度不足時，可用相隔180180的的

11、兩個平鍵?？紤]到載荷可能分配不均，強兩個平鍵?？紤]到載荷可能分配不均，強度校核時算度校核時算1.51.5個鍵個鍵。 由軸和輪轂孔沿四周方向均部的由軸和輪轂孔沿四周方向均部的多個鍵齒多個鍵齒構成的聯(lián)接稱構成的聯(lián)接稱謂花鍵聯(lián)接。謂花鍵聯(lián)接。 花鍵的標記為：花鍵的標記為：N N（鍵數）（鍵數）d d（小徑）（小徑）D D（大徑）（大徑）B B（鍵槽寬）（鍵槽寬）6.2 6.2 花鍵連接（花鍵連接（SplinesJoints ）6.2 6.2 花鍵連接（花鍵連接（SplinesJoints ）一、類型、特點及應用一、類型、特點及應用優(yōu)點：優(yōu)點：受力均勻受力均勻 承載能力高承載能力高 定心性和導向性好定

12、心性和導向性好 對軸的削弱小對軸的削弱小(齒淺、應力集中小齒淺、應力集中小) 可用磨削法提高精度和質量可用磨削法提高精度和質量缺點：缺點：齒根有應力集中，成本高齒根有應力集中，成本高應用：應用：適用于定心精度高、載荷大、適用于定心精度高、載荷大、經?；频倪B接。經?；频倪B接。分類：分類： 矩形花鍵：矩形花鍵：小徑定心小徑定心，定心精度高穩(wěn)定性好，應用廣泛；，定心精度高穩(wěn)定性好，應用廣泛； 漸開線花鍵：漸開線花鍵：齒形定心齒形定心，應力集中小，應用于傳遞轉矩和，應力集中小，應用于傳遞轉矩和 軸徑都比較大的場合。軸徑都比較大的場合。6.2 6.2 花鍵連接（花鍵連接（SplinesJoints

13、）二、強度計算二、強度計算失效形式失效形式靜連接工作面被壓潰靜連接工作面被壓潰動連接過度磨損動連接過度磨損設計準則設計準則強度條件強度條件PP pp PmPzhldT3102 pzhldTpm3102載荷分配不均系數，載荷分配不均系數， 一般取一般取0.70.8z花鍵齒數花鍵齒數l齒的工作長度，齒的工作長度，mm；h花鍵齒面工作高度，矩形：花鍵齒面工作高度，矩形：h=（Dd）/22C 漸開線：漸開線：=30，h=m；=45，h=0.8m；dm花鍵平均直徑，矩形花鍵：花鍵平均直徑，矩形花鍵：dm(D+d)/2；漸開線花；漸開線花鍵：（分度圓直徑）鍵：（分度圓直徑）p、p花鍵連接的許用擠壓應力和許

14、用壓力，花鍵連接的許用擠壓應力和許用壓力， 見見P111表表6-36.2 6.2 花鍵連接花鍵連接花鍵孔加工主要有花鍵孔加工主要有插削插削拉削和磨削拉削和磨削等方法。等方法。插削法插削法用成形插刀在插床上逐齒插削用成形插刀在插床上逐齒插削生產率和精度均低生產率和精度均低用于單件小批生產。用于單件小批生產。拉削法拉削法用花鍵拉刀在拉床上拉削用花鍵拉刀在拉床上拉削生產率和精度均高生產率和精度均高應應用最廣泛。用最廣泛。磨削法磨削法用小直徑的成形砂輪在花鍵孔磨床上磨削用小直徑的成形砂輪在花鍵孔磨床上磨削用于加用于加工直徑較大工直徑較大淬硬的或精度要求高的花鍵孔。淬硬的或精度要求高的花鍵孔。 6.2

15、6.2 花鍵連接花鍵連接三、花鍵加工三、花鍵加工6.3 6.3 無鍵連接無鍵連接是軸與相應的輪轂由光滑是軸與相應的輪轂由光滑非圓截面非圓截面的表面的表面構成的連接（見下圖）。軸和轂孔可做成構成的連接（見下圖）。軸和轂孔可做成柱體柱體或或錐體錐體，前者只，前者只能傳遞轉矩，可用于不受載荷時移動的動連接；后者在傳遞轉能傳遞轉矩，可用于不受載荷時移動的動連接；后者在傳遞轉矩的同時，還可傳遞軸向力。當不允許有間隙和可靠性要求較矩的同時，還可傳遞軸向力。當不允許有間隙和可靠性要求較高時，常采用非圓截面的錐體。高時，常采用非圓截面的錐體。 型面連接的特點：型面連接的特點：裝拆方便，對中性較好；裝拆方便，對

16、中性較好； 連接面上連接面上沒有應力集中源沒有應力集中源，減少了應力集中；，減少了應力集中； 錐體型面錐體型面連接中作用有很大的推力，且擠壓應力比鍵連接中連接中作用有很大的推力，且擠壓應力比鍵連接中的擠壓應力高，承載能力較低；的擠壓應力高，承載能力較低； 切削加工較復雜，不易保證配合精度，應用尚不廣泛。但由切削加工較復雜，不易保證配合精度，應用尚不廣泛。但由于成型工藝的發(fā)展，促進了型面連接在輕載連接中的應用于成型工藝的發(fā)展，促進了型面連接在輕載連接中的應用6.3 6.3 無鍵連接無鍵連接型面連接常用的型面有：型面連接常用的型面有：二、脹緊連接二、脹緊連接 脹緊連接是在轂孔與軸之間裝入脹緊連接是在轂孔與軸之間裝入脹緊連接套脹緊連接套（簡稱脹套），（簡稱脹套），在軸向力作用下，同時脹緊軸與轂而構成的一種靜連接。在軸向力作用下，同時脹緊軸與轂而構成的一種靜連接。 TT 傳遞轉矩時傳遞轉矩時aaFF 傳遞軸向力時傳遞軸向力時選擇脹