第6章 鍵 花鍵 銷 型面連接

1、第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第1頁軸、轂要可靠地傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，可用什么樣的連接結(jié)構(gòu)？ 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第2頁 第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷聯(lián)接 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第3頁鍵是一種標準件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與擺動零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運動成扭矩，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導(dǎo)向裝置。 一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造 主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵鍵連接第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第4頁1、平鍵 1）普通平鍵(general flat key) 用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動 構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭

2、矩； 軸上的槽用盤銑刀或指狀銑刀加工； 輪轂槽用拉刀或插刀加工。 A型平鍵 B型平鍵 C型平鍵 園頭 方頭 半園頭第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第5頁2）薄型平鍵 鍵高約為普通平鍵的60%70%：圓頭、方頭、單圓頭 用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的聯(lián)接 3）導(dǎo)向鍵(dive key； feather key)與滑鍵(sliding key) 用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對軸向移動的聯(lián)接 滑鍵鍵隨輪轂移動導(dǎo)向鍵鍵不動，輪轂軸向移動特點：裝拆方便，對零件對中性無影響，容易制造，作用可靠，多用于高精度聯(lián)接。但只能圓周固定，不能承受軸向力 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第6頁2、半圓鍵 （wo

3、odruff key)軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中繞幾何中心擺動，鍵的側(cè)面為工作面，工作時靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。 d特點：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接缺點：軸槽對軸的強度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第7頁普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1：100斜度（側(cè)面有間隙），工作時打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力 1:100工作面1:1003、楔鍵聯(lián)接（taper key) 特 點 ：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易松動。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長

4、2倍才能裝入。且要罩安全罩 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第8頁120btdb1:100rbtC45兩個斜度為1：100的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打入）,布置在圓周的切向4、切向鍵(tangential key)工作原理：靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞扭矩 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第9頁鍵的選擇鍵的選擇n類型類型根據(jù)鍵連接的特點、使用要求和工作條件根據(jù)鍵連接的特點、使用要求和工作條件按軸的直徑查標準選擇輪轂的長度n尺寸尺寸 b b h h L L第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第10頁二、鍵聯(lián)接的強度校核 失效形式：壓潰（靜聯(lián)接失效形式：壓潰（靜聯(lián)接鍵、軸、轂中較弱者）鍵、軸、轂中較

5、弱者） 磨損（動聯(lián)接）磨損（動聯(lián)接） 鍵的剪斷（較少）鍵的剪斷（較少） 1、平鍵聯(lián)接的強度校核 a) a) 擠壓強度條件為：擠壓強度條件為： 允許傳遞的扭矩：允許傳遞的扭矩： PkldT21 T T扭矩（扭矩（N Nm m） k k工作高度工作高度 k kh/2 h/2 d d軸徑（軸徑（mmmm） l l工作長度工作長度 A A型鍵：型鍵：l l=L-b ;=L-b ; B B型鍵：型鍵：l l=L ; =L ; C C型鍵：型鍵：l l=L-b/2 =L-b/2 LL公稱長度公稱長度 A A型平鍵型平鍵 B B型平鍵型平鍵 C C型平鍵型平鍵 園頭園頭 方頭方頭 半園頭半園頭PPkldTl

6、kdTlkN200021000第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第11頁 b）剪切強度條件 200021000bldTbldTblN2、半圓鍵聯(lián)接強度校核 200021000bldTbldTblN強度不夠時，措施：強度不夠時，措施： 1 1）雙鍵：）雙鍵：180180布置（按布置（按1.51.5個鍵計算）個鍵計算） ( (楔鍵：楔鍵：9090 120 120布置布置) ) ( (半圓鍵：同一母線半圓鍵：同一母線) ) 2 2）增大軸徑）增大軸徑dd 3 3）增長）增長LL，但輪轂長，但輪轂長受力不利受力不利 4 4）改用花鍵）改用花鍵 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第12頁花鍵聯(lián)接（spline）

7、 Dd一、類型、特點和應(yīng)用一、類型、特點和應(yīng)用 1 1、特點：、特點：1 1）齒較多、工作面積大、承載能力較高）齒較多、工作面積大、承載能力較高2 2）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻3 3）齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強度削弱減少）齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強度削弱減少4 4）軸上零件對中性好）軸上零件對中性好5 5）導(dǎo)向性較好）導(dǎo)向性較好6 6）加工需專用設(shè)備、制造成本高）加工需專用設(shè)備、制造成本高第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第13頁2、花鍵類型 按齒形分：d 矩形花鍵 聯(lián)接按新標準為小徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形

8、，應(yīng)用廣泛 漸開線花鍵矩形花鍵矩形花鍵第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第14頁漸開線花鍵（involute spline)30df定心方式為齒形定心，當齒受載時，齒上的徑向力能自動定心，有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用 齒數(shù)較多，齒較小，對軸強度削弱小。適于輕載、直徑較小時及軸與薄壁零件的聯(lián)接應(yīng)用較少 mha5 . 0,30mha4 . 0,45第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第15頁二、花鍵聯(lián)接的設(shè)計計算 ：選花鍵類型按軸徑定花鍵尺寸驗算聯(lián)接強度 鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接） 磨損（動聯(lián)接） 齒根剪斷 設(shè)：工作載荷沿鍵的工作長度l均勻分布。且各齒面上壓力的合力N作用在平均半徑dm處，如圖 NdmCCh

9、Dd設(shè)計設(shè)計失效形式：失效形式：第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第16頁擠壓強度條件： PmPdlhzT2000動聯(lián)接（耐磨性條件）： 2000PdlhzTPm T傳遞扭矩（N.m） Z花鍵齒數(shù) l 鍵齒工作長度（mm） dm花鍵的平均直徑載荷分布不均系數(shù) h鍵齒側(cè)面工作高度（mm） 8 . 07 . 0mhmhCdDh8 . 0453022，；，漸開線：矩形：NdmCChDd第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第17頁無鍵聯(lián)接 用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接 一、型面聯(lián)接 軸和轂孔有柱形和圓錐形等。 特點：沒有應(yīng)力集中源，對中性好，承載能力強，裝拆方便，但加工不方便，需用專用設(shè)備，應(yīng)用較

10、少。另外成形面還有方形、六邊形及切邊圓形等，但對中性較差。 擺線、等距曲線第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第18頁二、脹緊聯(lián)接 如圖為彈性環(huán)聯(lián)接利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間用摩擦力傳遞扭矩，有過載保護作用。彈性環(huán)的材料為高碳鋼或高碳合金鋼（65，70，55Cr2、60Cr2）并經(jīng)熱處理。錐角一般為12.517，另外要求內(nèi)、外環(huán)錐面配合良好。特點：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對中性好，裝拆方便，有時受到結(jié)構(gòu)尺寸的限制。dLDlZ1型第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第19頁GB/T5867-1986規(guī)定了5種型號：n傳遞轉(zhuǎn)矩時：n傳遞軸向力時：n轉(zhuǎn)矩、軸向力聯(lián)合作用時：TmT Z1Z5型m漲套

11、的額定載荷系數(shù)aaFmF 200022aaFmdTF第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第20頁銷連接銷連接 (pin)(pin)定位銷主要用于零件間位置定位，常用作組合加工和裝配時的主要輔助零件。聯(lián)接銷主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，中圖，可傳遞不大的載荷安全銷主要用于安全保護裝置中的過載剪斷元件銷套安全銷第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第21頁 圓柱銷(cylindrical pin , straight pin) 不能多次的裝拆（否則定位精度下降） 圓錐銷(conical pin , taper pin) 1：50錐度，可自鎖，定位精度較高， 允許多次裝拆，且便于拆卸 特殊型式銷帶螺紋錐銷，開尾錐銷

12、, 彈性銷，開口銷，槽銷和開口銷等多種形式 銷的材料：35、45（開口銷為低炭鋼）同鍵80pMPa第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第22頁過盈聯(lián)接 一、過盈聯(lián)接的類型與應(yīng)用 利用兩個被聯(lián)接件本身的過盈配合來實現(xiàn)，一為包容件，另一為被包容件 無輔助件用于軸與輪轂聯(lián)接，輪圈與輪芯的聯(lián)接及滾動軸承與軸及座孔的聯(lián)接有輔助件借助于扣緊板或環(huán)將重型剖分零件2、4沿接縫面3聯(lián)接成一體，現(xiàn)大多由螺栓代替1234第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第23頁二、過盈聯(lián)接的工作原理與裝配方法 工作原理：利用包容件與被包容件的徑向變形使配合面間產(chǎn)生很大壓力，從而靠摩擦力來傳遞載荷裝配方法：1）壓入法利用壓力機將被包容件壓入包容件中，由于壓入過程中表面微觀不平度的峰尖被擦傷或壓平，因而降低了聯(lián)接的緊固性2）溫差法加熱包容件，冷卻被包容件?？杀苊獠羵?lián)接表面，聯(lián)接牢固。 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第24頁復(fù)習思考題復(fù)習思考題n1、平鍵聯(lián)接的可能失效形式為 。 疲勞點蝕；彎曲疲勞破壞；膠合；壓潰、摩損、剪切破壞等n2、楔鍵聯(lián)接與平鍵聯(lián)接相比，前者對中性 。 好；差；相同；無法比較n3、半圓鍵聯(lián)接具有 特點。 對軸強度削弱?。还に囆圆?、裝配不方便；調(diào)心性好；承載能力大