機械設計第六章(西北工業(yè)大學出版社)(第八版)

12023/2/41第六章鍵連接(liánjiē)、花鍵、無鍵連接(liánjiē)和銷連接(liánjiē)電子科技大學(dàxué)凌丹機械設計精品資料2鍵連接(liánjiē)key花鍵連接(liánjiē)spline無鍵連接銷連接4123主要內容精品資料3鍵是一種標準零件，通常用來實現軸與輪轂(lúngǔ)之間（Shaftsandhubs）的周向固定，并將轉矩從軸傳遞到轂，或從轂傳遞到軸．有的還能實現軸上零件的軸向固定或軸向滑動。6.1鍵連接(liánjiē)一、鍵連接的功能、分類、結構形式及應用Keysareusedtotransmittorquefromacomponenttotheshaft.精品資料42023/2/4SchoolofMechatronics,UESTC46.1鍵連接(liánjiē)精品資料5鍵連接(liánjiē)的類型平鍵連接(liánjiē)Flatkey半圓鍵連接Woodruffkey

楔鍵連接Taperedkey

切向鍵連接tangentialkey

6.1鍵連接精品資料61.平鍵連接(liánjiē)平鍵連接按用途(yòngtú)分類普通平鍵用于靜連接導向鍵滑動鍵用于動連接（1）普通平鍵連接主要失效形式是鍵的剪斷和工作面壓潰。工作面是鍵的兩側面；鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面之間留有間隙；不能承受軸向力，對軸上零件不起軸向固定作用。精品資料7圓頭：用指狀銑刀加工鍵槽(jiàncáo)，應力集中大平頭：用盤狀銑刀加工鍵槽，應力集中小，緊定螺釘(luódīng)固定單圓頭：用指狀銑刀加工鍵槽，用于軸端普通平鍵的結構形式鍵在鍵槽中固定良好；鍵的圓頭部分不參與工作。鍵在鍵槽中固定不好，需使用緊定螺釘固定。通常用于軸端的軸轂連接精品資料8鍵槽(jiàncáo)精品資料9（2）導向(dǎoxiànɡ)平鍵連接導向平鍵是一種較長的平鍵鍵用螺釘固定在軸上的鍵槽中軸上的傳動(chuándòng)零件可沿鍵作軸向滑移。精品資料10主要失效形式是鍵的工作面過度(guòdù)磨損。工作面是鍵的兩側(liǎnɡcè)面；起鍵螺釘孔精品資料11（3）滑鍵當零件滑移的距離(jùlí)較大時，用滑鍵?；I固定在輪轂上，軸上零件與鍵一起在軸上的鍵槽中作軸向移動。軸上鍵槽很長鍵可以較短精品資料122.半圓(bànyuán)鍵連接（1）鍵的擺動適應轂鍵槽的斜度；（2）側面(cèmiàn)為工作面，傳遞扭矩，不 能傳軸向力；（3）特別適于錐形軸端；（4）對軸削弱大，用于輕載。精品資料132023/2/4SchoolofMechatronics,UESTC133.楔鍵連接(liánjiē)鍵的上下兩個面為工作面，分別與轂和軸上的鍵槽的底面貼合(tiēhé)。裝配后，鍵楔緊在軸和輪轂的鍵槽里。工作時，靠鍵的楔緊作用來傳遞轉矩?？梢猿惺軉蜗虻妮S向載荷。用于轂類零件的定心精度要求不高和轉速較低的場合。精品資料144.切向鍵兩個(liǎnɡɡè)單面斜楔構成工作面：上、下兩面；靠互壓傳載，有一個(yīɡè)面必須與軸線共面；傳遞雙向扭矩時需用雙鍵。精品資料15二、鍵的選擇和鍵連接(liánjiē)強度計算1.鍵的選擇(xuǎnzé)設計時先選擇類型、尺寸，再進行校核計算類型選擇—靜連接→普通平鍵、半圓鍵、花鍵動連接→導向平鍵、滑鍵尺寸選擇—根據軸徑d查標準，確定b、h根據輪轂寬度，確定鍵長L精品資料16普通(pǔtōng)平鍵的主要尺寸精品資料17鍵的長度應等于(děngyú)或略短于輪轂的長度。導向鍵的長度按輪轂的長度及其滑動距離而定。鍵的長度應符合標準規(guī)定(guīdìng)的長度系列。應考慮的具體問題需要傳遞轉矩的大??；連接于軸上的零件是否需要沿軸滑動及滑動距離的長短；對于連接的對中性的要求；鍵是否需要具有軸向固定的作用；鍵在軸上的位置（在軸的中部還是端部）。普通平鍵的主要尺寸精品資料18鍵的尺寸(chǐcun)代號鍵A

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GB1096-79國家標準鍵長度鍵寬度b圓頭普通平鍵A型由輪轂(lúngǔ)寬度決定由軸徑決定精品資料192.鍵連接(liánjiē)的強度計算平鍵連接的失效形式工作面壓潰—靜連接—防止壓潰—校核擠壓(jǐyā)強度工作面磨損—動連接—防止磨損—校核壓強（1）平鍵連接的強度計算精品資料20設鍵側面的作用力沿鍵的工作長度和高度(gāodù)均勻分布，則普通平鍵的強度條件為:普通平鍵的擠壓(jǐyā)強度條件：2.鍵連接的強度計算精品資料21鍵的工作(gōngzuò)長度(圓頭平鍵)(方頭平鍵)(單圓頭平鍵)2.鍵連接的強度(qiángdù)計算精品資料22（圓頭平鍵）（平頭(píngtóu)平鍵）（單圓頭平鍵）導向平鍵和滑鍵聯接(liánjiē)的強度條件為：式中：[sp]、[p]為許用應力與許用壓力2.鍵連接的強度計算精品資料23討論如果(rúguǒ)強度不滿足要求，怎么辦？增加鍵的長度；增大軸徑；采用(cǎiyòng)雙鍵；采用(cǎiyòng)花鍵。精品資料24討論如果強度不足，可采用雙鍵。兩個平鍵按180o布置；兩個半圓鍵布置在軸的同一條母線(mǔxiàn)上；兩個楔鍵沿圓周相隔90°~120°。考慮到兩個鍵的載荷分布不均勻性，在強度校核中可按1.5個鍵計算。精品資料25精品資料26例題已知減速器中某直齒圓柱齒輪安裝在軸的兩個支承點間，齒輪和軸的材料都是鍛鋼，用鍵構成靜連接。齒輪的精度等級為7級，裝齒輪處的軸徑d=70mm，齒輪輪轂(lúngǔ)寬度為100mm，需傳遞的轉距T＝2200Nm，載荷有輕微沖擊。設計此鍵連接。精品資料27鍵連接(liánjiē)key花鍵連接(liánjiē)spline無鍵連接銷連接4123主要內容精品資料286.2花鍵聯接(liánjiē)花鍵聯接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂(lúngǔ)孔的周向均布而成。花鍵齒側面為工作面——可用于動和靜聯接花鍵是標準件。精品資料29精品資料30變速箱輸入(shūrù)軸的外花鍵精品資料31花鍵的工程(gōngchéng)應用——汽車變速箱精品資料32花鍵的工程應用(yìngyòng)——汽車變速箱精品資料33花鍵的工程應用(yìngyòng)——汽車變速箱精品資料34花鍵聯接(liánjiē)的特點齒較多、工作面積大、承載能力較高鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻齒槽線、齒根應力集中小，對軸的強度削弱減少軸上零件對中性好導向性較好加工(jiāgōng)需專用設備、制造成本高花鍵適用于定心精度要求高、載荷大或經?；频倪B接。精品資料35花鍵的尺寸(chǐcun)參數國家標準規(guī)定花鍵的主要尺寸有小徑d、大徑D、鍵寬B（或S），鍵數規(guī)定為偶數，有6、8、10三種，以便加工和檢測。按承載能力，對基本尺寸規(guī)定了輕、中兩個(liǎnɡɡè)系列，同一小徑的輕系列和中系列的鍵數相同，鍵寬（鍵槽寬）也相同，僅大徑不相同。精品資料36花鍵聯接(liánjiē)的分類花鍵聯接按其齒形不同，分為(fēnwéi)矩形花鍵和漸開線花鍵。矩形花鍵漸開線花鍵精品資料37矩形(jǔxíng)花鍵大徑D小徑d鍵寬B小徑定心，即外花鍵和內花鍵的小徑為配合面。定心精度高，定心的穩(wěn)定性好。矩形(jǔxíng)花鍵用于輕載或中等大小載荷的場合。精品資料38漸開線花鍵InvolutedSpline齒形定心。各齒受力均勻，強度(qiángdù)高，壽命長。漸開線花鍵可以用制造齒輪的方法來加工，工藝性較好，易獲得較高的制造精度和互換性。精品資料39花鍵連接的強度(qiángdù)計算（1）靜聯接—工作面壓潰，校核擠壓強度(qiángdù)（2）動聯接—工作面磨損，按工作面壓強進行條件計算精品資料40鍵連接(liánjiē)key花鍵連接(liánjiē)spline無鍵連接銷連接4123主要內容精品資料41軸和轂孔可做成柱體或錐體，前者只能傳遞轉矩，可用于不受載荷(zàihè)時移動的動聯接；后者在傳遞轉矩的同時，還可傳遞軸向力。一、型面聯接(liánjiē)：聯接面是非圓形截面的柱體或非圓形截面的錐體。精品資料42裝拆方便，對中性較好；聯接面上沒有應力集中源，減少了應力集中；錐體型面聯接中作用(zuòyòng)有很大的推力，且擠壓應力比鍵聯接中的擠壓應力高，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。但由于成型工藝的發(fā)展，促進了型面聯接在輕載聯接中的應用。型面連接(liánjiē)的特點精品資料43二、脹緊聯接(liánjiē)在軸與彀之間裝配一個或幾個(jǐɡè)脹緊聯接套，在軸向力的作用下，同時脹緊軸與轂。靜聯接。精品資料44脹套是標準鍵，Z1~Z5五種型號(xínghào)。Z1型脹套：（由一對分別帶有內、外錐面的套筒組成），在軸向力作用下，內、外套筒互相楔緊。內套縮小而箍緊軸，外套筒脹大而撐緊彀，使接觸面間產生壓緊力。由壓緊力產生摩擦力來傳遞扭矩。精品資料45Z2型脹套精品資料46精品資料47精品資料48鍵連接(liánjiē)key花鍵連接(liánjiē)spline無鍵連接銷連接4123主要內容精品資料49定位(dìngwèi)銷銷是標準件。定位銷：起定位作用，固定零件之間的相對位置。定位銷通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強度校核計算(jìsuàn)，其直徑可按結構確定，數目一般不少與兩個。銷裝入每一被聯接件內的長度，約為銷直徑的1~2倍。精品資料50聯接(liánjiē)銷是一種靜聯接，可傳遞不大的載荷。聯接銷的類型可根據工作要求選定，其尺寸可根據聯接的結構特點按經驗(jīngyàn)或規(guī)范確定，必要時再按剪切和擠壓強度條件進行校核計算。精品資料51安全(ānquán)銷安全裝置中的過載元件。安全銷在機器(jīqì)過載時應被剪斷。因此,銷的直徑應按過載時被剪斷的條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通常可在安全銷上加一個銷套。精品資料52按銷的形狀(xíngzhuàn)分類圓柱(yuánzhù)銷圓錐銷槽銷開口銷銷軸圓柱銷精品資料53內螺紋圓錐(yuánzhuī)銷帶孔銷圓錐(yuánzhuī)銷精品資料54銷軸槽銷精品資料55銷軸與開口銷銷軸與開口銷配合使用，是構成鉸鏈聯接的元件(yuánjiàn)。開口銷與開槽螺母配合，用于螺紋聯接的防松。開口銷精品資料56開尾圓錐(yuánzhuī)銷開尾圓柱銷，適用于有沖擊(chōngjī)、振動載荷的場合。精品資料57本章(běnzhānɡ)學習要求掌握各類鍵聯接的工作原理、結構形式和適用場合。掌握平鍵聯接的剖面尺寸和長度確定的方法；掌握平鍵聯接的失效形式及強度校核的方法；了解型面聯接、脹緊聯接和銷連接(liánjiē)工作原理和特點。精品資料581.鍵聯接的主要作用是使軸與輪轂之間_______。(1)沿軸向固定并傳遞軸向力(2)沿軸向可做相對滑動并具有導向作用(3)沿周向固定并傳遞扭矩(4)安裝(ānzhuāng)與拆卸方便思考題精品資料592.鍵的剖面尺寸通常(tōngcháng)是根據_______，按標準選擇。

(1)傳遞扭矩的大小(2)傳遞功率的大小

(3)輪轂的長度(4)軸的直徑3.能構成緊鍵聯接(liánjiē)的兩種鍵是_______。

(1)楔鍵和半圓鍵(2)平鍵和切向鍵(3)半圓鍵和切向鍵

(4)楔鍵和切向鍵精品資料604.設計鍵聯接的幾項主要內容是：a.按輪轂(lúngǔ)長度選擇鍵的長度b.按使用要求選擇鍵的適當類型c.按軸的直徑選擇鍵的剖面尺