機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題解答第4章

1、第4章 習(xí)題解答4-1 普通平鍵、花鍵連接有哪些特點(diǎn)?答：普通平鍵按端部形狀不同，分為A型（雙圓頭）、B型（平頭）、C型（單圓頭）等3種類型。有這3種類型是因?yàn)檩S上鍵槽加工時(shí)用的刀具不同所致。雙圓頭鍵的軸上鍵槽用指狀銑刀加工，鍵槽的形狀與鍵的形狀相同，這種鍵在鍵槽中固定良好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。平頭鍵的軸上鍵槽用盤形銑刀加工，軸上鍵糟的應(yīng)力集中小，但對(duì)于尺寸大的鍵容易松動(dòng)，有時(shí)需用緊定螺釘將鍵固定在軸上鍵槽中。單圓頭鍵主要用在軸的端部?；ㄦI連接是由軸和轂孔上的多個(gè)鍵齒和鍵槽組成，工作面為齒側(cè)面，可用于靜連接或動(dòng)連接?；ㄦI連接在結(jié)構(gòu)上可以近似看成多個(gè)均布的平鍵連接，只不過鍵與軸轂是做成

2、一體的。此外，與平鍵連接相比，花鍵連接的齒槽較淺，對(duì)軸和輪轂的強(qiáng)度削弱較小，應(yīng)力集中小?；ㄦI連接具有對(duì)中性好和導(dǎo)向性好的特點(diǎn)?；ㄦI連接由內(nèi)花鍵和外花鍵組成，外花鍵可以用銑床或齒輪加工機(jī)床進(jìn)行加工，需要專用的加工設(shè)備、刀具和量具。所以花鍵連接成本較高。它適用于承受重載荷或變載荷及定心精度高的靜、動(dòng)連接。4-2 簡要回答各種鍵連接適用于哪些場(chǎng)合。答：雙圓頭鍵的軸上鍵槽用指狀銑刀加工，鍵槽的形狀與鍵的形狀相同，這種鍵在鍵槽中固定良好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。平頭鍵的軸上鍵槽用盤形銑刀加工，軸上鍵糟的應(yīng)力集中小，但對(duì)于尺寸大的鍵容易松動(dòng)，有時(shí)需用緊定螺釘將鍵固定在軸上鍵槽中。單圓頭鍵主要用在軸的

3、端部。薄型平鍵傳遞的扭矩較小，主要用于薄壁結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合。導(dǎo)向平鍵適用于軸上零件軸向位移量不大的場(chǎng)合，滑鍵適用于軸上零件軸向移動(dòng)量較大的場(chǎng)合。半圓鍵只用于輕載場(chǎng)合。鉤頭楔鍵的鉤頭是為了便于拆卸，楔鍵一般用于軸端。切向鍵多用于對(duì)中要求不高而載荷較大的重型機(jī)械?；ㄦI適用于承受重載荷或變載荷及定心精度高的靜、動(dòng)連接。4-3 簡要回答平鍵和花鍵連接的失效形式和強(qiáng)度校核方法。答：平鍵連接主要有以下2種失效形式。一是對(duì)于靜連接。一般是鍵、軸或輪轂中較弱的零件的工作面被壓潰，嚴(yán)重過載時(shí)可能被剪斷。二是對(duì)于動(dòng)連接。鍵、軸或輪轂中較弱的零件的工作面的過度磨損。因此，靜連接通常按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，動(dòng)連接

4、則按工作面上的壓強(qiáng)進(jìn)行條件性的耐磨性計(jì)算。花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算與鍵連接相似，其主要失效形式是工作面的壓潰（靜連接）或工作面的過度磨損（動(dòng)連接）。因此，靜連接通常按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，動(dòng)連接則按工作面上的壓強(qiáng)進(jìn)行條件性的耐磨性計(jì)算。4-4 如何選擇普通平鍵的尺寸?其公稱長度與工作長度之間有什么關(guān)系?答：普通平鍵的規(guī)格尺寸的選用根據(jù)軸的直徑d按標(biāo)準(zhǔn)確定鍵寬b和鍵高h(yuǎn)。鍵的長度L則根據(jù)輪轂長度確定，L等于或略小于輪轂長度。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，鍵的長度L有規(guī)定的長度系列（見教材表4-1），L的選擇要盡量符合國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。圓頭平鍵工作長度l=L-b，平頭平鍵的工作長度l=L,單圓頭平鍵工作長度l

5、=L-b/2。4-5 矩形花鍵根據(jù)什么條件進(jìn)行尺寸的選擇? 答：國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1144-2001 矩形花鍵規(guī)格中規(guī)定，矩形花鍵的表示方法為 NdDB，即代表鍵齒數(shù)小徑大徑鍵齒寬。根據(jù)花鍵齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸分為輕、中兩個(gè)系列。輕系列一般用于輕載或靜連接；中系列一般用于重載或動(dòng)連接。4-6 銷連接通常用于什么場(chǎng)合?當(dāng)銷用作定位元件時(shí)有哪些要求?答：常用的銷連接一般用來連接零件并傳遞不大的載荷，定位銷的用途是在組合裝置中定位，安全銷用作安全裝置中的過載剪斷元件。銷的柱面和被聯(lián)零件的孔應(yīng)用較高精度和表面粗糙度，圓柱銷因多次裝拆會(huì)使圓柱面和孔面磨損，圓錐銷無此缺點(diǎn)，為保證銷有足夠剛度，直徑

6、應(yīng)取大些。4-7 查閱有關(guān)手冊(cè),列出810種銷的用途。答：普通圓柱銷：多用于定位，靠過盈配合固定在銷孔中，配合精度較高，經(jīng)多次裝拆后定位精度的可靠性會(huì)降低。普通圓錐銷：具有1:50的錐度，安裝方便，可自鎖，定位精度比圓柱銷高，多次裝拆對(duì)定位精度的影響也較小，應(yīng)用廣泛。帶螺紋圓柱槽的圓錐銷：在銷的一端帶有螺紋，常用于盲孔或拆卸困難的場(chǎng)合。開尾圓錐銷：在圓錐銷的尾部開有一個(gè)槽，安裝時(shí)槽會(huì)產(chǎn)生彈性變形，常用于有沖擊、振動(dòng)和高速運(yùn)行的場(chǎng)合。圓柱糟銷或圓錐槽銷:常用于有振動(dòng)、變載荷和經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合，在很多情況下可代替鍵連接和螺栓連接。開口銷：用于螺紋連接防松，防止螺母與螺栓的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。彈性圓柱銷：用于零件之間的定位、連接、固定等；需具備良好的彈性及抗剪切力，這類銷的外徑比裝配孔徑稍大一點(diǎn)。4-8 某機(jī)械的軸與套筒聯(lián)軸器采用平鍵連接，己知軸徑d=60mm，聯(lián)軸器的輪轂長度為110mm ，聯(lián)軸器材料為鑄鐵，軸材料為45 鋼。試選擇鍵的規(guī)格尺寸，并計(jì)算該連接所能傳遞的最大轉(zhuǎn)炬。答：查表得，b*h=18*1