第四章其他常用链接.

机电工程学院张锋《机械设计》第四章第四章其他常用连接4.1键连接4.1.1平键连接工作原理：平键的两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有间隙（如图），工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩，故定心性较好。机电工程学院张锋《机械设计》第四章键槽的加工轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可用插削或拉削。普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静连接。导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动连接。根据用途，平键又可分为普通平键导向平键滑键机电工程学院张锋《机械设计》第四章1.普通平键机电工程学院张锋《机械设计》第四章机电工程学院张锋《机械设计》第四章键联接4键的选择和强度校核1．键的尺寸选择b×h根据轴径d由标准中查得，键的长度参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。平键的尺寸主要是键的截面尺寸b×h及键长L。机电工程学院张锋《机械设计》第四章轴键较紧键连接轴H9毂D10轴N9毂Js9轴和毂P9公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最小最大＞12～175×532.3＞17～226×63.52.8＞22～308×743.3＞30～3810×853.3＞38～4412×853.3＞44～5014×95.53.8＞50～5816×1064.3＞58～6518×1174.4＞65～7520×127.54.9＞75～8522×1495.4＞85～9525×1495.4＞95～11028×16106.4键的长度系列0.400.400.6014,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,160,180,200,250,280,320,3600-0.052±0.026-0.022-0.0740.25-0.015-0.051+0.20+0.20+0.0430+0.120+0.0500-0.043±0.0215-0.018-0.061+0.0520+0.149+0.065+0.0360+0.098+0.040±0.015-0.012-0.042+0.10+0.100.160.25公称直径d公称尺寸b×h0-0.036±0.018半径r+0.0300+0.078+0.0300-0.030键槽宽度b的极限偏差较松键连接一般键连接轴t毂t1深度机电工程学院张锋《机械设计》第四章2．平键连接的失效和强度校核对于普通平键连接（静连接），其主要失效形式是工作面的压溃，有时也会出现键的剪断，但一般只作连接的挤压强度校核。对于导向平键连接和滑键连接，其主要失效形式是工作面的过渡磨损，通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。机电工程学院张锋《机械设计》第四章平键连接的受力分析主要失效形式是键、轴槽、和毂槽三者中强度最弱的工作面被压溃。强度条件为（挤压应力）：2ppTkldMPa式中：σP—工作面的挤压应力，MPaT——传递的转矩，N.mmd——轴的直径K机电工程学院张锋《机械设计》第四章键的材料常用（σB≥600MPa）：45钢、20钢、Q235钢l——键的工作长度，mmA型l=L-bB型l=LC型l=L-b/2L、b为键的公称长度和键宽k——键与毂槽的接触高度[σP]——许用挤压应力（P56表4.1）如若强度不够，加双键按180°布置，考虑载荷分布的不均匀性，按1.5个键计算机电工程学院张锋《机械设计》第四章2.导向平键连接机电工程学院张锋《机械设计》第四章导向平键用于动连接导向平键连接主要失效形式是工作面的磨损机电工程学院张锋《机械设计》第四章机电工程学院张锋《机械设计》第四章2bLlbLlLl（圆头平键）（平头平键）（单圆头平键）pkldTp2导向平键和滑键连接的强度条件为：键联接52hk式中：[p]、[p]为许用应力与许用压强（表6.1）机电工程学院张锋《机械设计》第四章4.1.2半圆键连接键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底面间有间隙。强度计算方法与平键相似。机电工程学院张锋《机械设计》第四章机电工程学院张锋《机械设计》第四章机电工程学院张锋《机械设计》第四章4.1.3楔键连接楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。键的上表面与键槽底面均有1:100的斜度。工作时，键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠其摩擦力和挤压传递扭矩。机电工程学院张锋《机械设计》第四章机电工程学院张锋《机械设计》第四章键联接3切向键由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。机电工程学院张锋《机械设计》第四章花键联接14.2花键连接花键连接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成的连接。其工作面是键齿侧。花键连接是多齿传递载荷，故比平键连接的承载能力高，定心性和导向性好，对轴的削弱小(齿浅、应力集中小)；花键连接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。花键连接按齿形不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类，且均已标准化。机电工程学院张锋《机械设计》第四章4.2.1矩形花键连接机电工程学院张锋《机械设计》第四章4.2.2渐开线花键机电工程学院张锋《机械设计》第四章机电工程学院张锋《机械设计》第四章4.3销连接根据销的用途不同，一般有：定位销、连接销、安全销。根据销的结构形式有：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。销联接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的连接。销联接销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢），许用应力[t]=80MPa，许用挤压应力[p]与键连接的挤压应力相同。槽销销轴和开口销开尾圆锥销圆柱销圆锥销内螺纹圆锥销机电工程学院张锋《机械设计》第四章型面连接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆连接，它是无键连接的一种型式。在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应用较多的是带切口圆形和正六边形型面。由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接的应用。一、型面连接4.4无键连接型面联接机电工程学院张锋《机械设计》第四章胀紧联接胀套的尺寸选择：胀紧联接是在毂孔与轴之间装入胀紧联接套（简称胀套），在轴向力作用下，同时胀紧轴与毂而构成的一种静联接。各型胀套已标准化，选用时可根据轴、毂尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型号和尺寸。选择时应满足：TT传递转矩时aaFF传递轴向力时a22aR2FdTFF传递联合作用的转矩和轴向力时键联接4二、胀紧联接TmTm当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联使用，此时总的额定载荷为：m为额定载荷系数。机电工程学院张锋《机械设计》第四章三、其它连接机电工程学院张锋《机械设计》第四章机电工程学院张锋《机械设计》第四章4.5焊接和胶接（自学）4.5.1焊接1焊接的类型、特点和应用焊接是借助加热或加压使两个金属元件在连接处形成原子或分子间的结合而构成的不可拆连接。焊接方法原理及特点应用范围被焊接材料接头类型特点备注气焊利用乙炔和氧气等可燃气体燃烧发热来熔化焊件及焊条。变形大、焊接质量不高、生产率较低碳钢、铸铁、铝铜及其合金等对接用于载荷不大的结构常用于焊接薄钢板、黄铜和焊补铸铁件；也可作为钎焊、热处理等的加热热源手工电弧焊利用电弧产生高温熔化金属进行焊接。操作灵活方便但生产率较低碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、铝铜及其合金对接、搭接、丁字接可用于紧固、紧密型的焊缝具有较高的灵活性、是目前应用最广泛的一种方法表4.3常用焊接方法及其特点机电工程学院张锋《机械设计》第四章焊接方法原理及特点应用范围被焊接材料接头类型特点备注埋弧自动焊利用电弧加热、渣保护进行焊接。焊接质量稳定、生产率高、焊件变形小碳钢、低合金钢、铝铜及其合金对接、搭接可用于紧固、紧密型的焊缝适用于大批量生产的长直焊缝及环缝等离子弧焊利用等离子弧加热进行焊接，不开坡口，一次焊成合金钢、铜合金及钨、钼、钴、钛等难熔金属对接适用于薄壁件的焊接，焊接质量好可焊箔材、微型电容器及薄壁容器。但设备复杂、气体消耗量大电子束焊利用在真空中电子轰击金属表面产生的热量来熔化金属。金属不氧化、无污染、焊缝表面平滑、熔合好、无缺陷低合金钢、不锈钢、高强度钢、铝、钛、锆、钼、铍、钽，也可焊接异种金属对接、搭接、丁字接适用于焊接要求变形小的经过精加工的零件或贵重零件的补焊，且焊后不需再加工含锌高的铝合金、黄铜、未脱氧的低碳钢等不能焊。焊件尺寸收真空室限制，用于原子能、航空、航天等部门机电工程学院张锋《机械设计》第四章金属名称碳钢不锈钢青铜黄铜铝铝好不能焊接尚好，但焊缝脆弱不好好黄铜好好好好青铜好好好不锈钢好好碳钢好表4.4常用异种金属间的焊接性机电工程学院张锋《机械设计》第四章塑料名称焊接性焊接温度℃电加热火加热机械加热接触加热高频电流加热热空气加热热惰性气体加热热混合气体加热摩擦加热热工具加热聚乙烯（板材、薄膜）好—好好一般—好140～180聚乙烯（棒料、管）好—好好好—好140～180聚酰胺好好好好——好160～230有机玻璃好一般——一般一般好200～220氟塑料（板材、薄膜）好一般一般一般——好380～385表4.5常用热塑性塑料的焊接性机电工程学院张锋《机械设计》第四章2焊接接头形式1对接接头主要用于连接面基本上在同一平面上的金属板，接头受力比较均匀，传力效率高，应力集中较低可获得较好的综合性能，是重要零件和结构的优选接头，应用比较广泛。其缺点是焊接前准备工作量较大，组装费工时，并且焊接变形也较大。机电工程学院张锋《机械设计》第四章2）搭接接头应力集中比对接接头严重，因此其工作应力分布较复杂。但是由于其焊前准备和装配工作比对接接头要简单得多，因此广泛用于工作条件良好且又不重要的结构中。机电工程学院张锋《机械设计》第四章3）丁字（十字）接头丁字接头和十字接头是连接相互垂直板件的重要接头型式，丁字（十字）接头中角焊缝的根部和过渡处都有很大的应力集中，开坡口并焊透是降低应力集中的重要措施之一。机电工程学院张锋《机械设计》第四章4）角接接头角接接头常用于箱形构件机电工程学院张锋《机械设计》第四章