第六章 键、花键、无键、连接和销连接

第六章键、花键、无键连接和销连接基本要求:1)掌握键连接的主要类型及应用特点、键的类型和尺寸的选择方法，并能对平键连接进行强度校核计算。2)掌握花键连接的类型、特点、工作原理。重点：平键连接的类型、特点、类型选择、尺寸确定、失效形式和强度校核计算。难点：平键连接的类型选择、尺寸确定、失效形式和强度校核计算。功用：1)实现轴和轴上零件之间的周向固定；2)传递扭矩；3)有些键还可实现轴上零件的轴向固定或移动。键是标准件一.键连接的功用和类型类型平键半圆键楔键切向键普通平键导向键：滑键：实现静连接实现动连接用于轴向移动位移不大的情况用于轴向移动位移大的情况构成紧连接薄型平键§6-1键连接键连接的类型、工作原理及特点1.平键连接圆头（A型）方头（B型）单圆头（C型）工作面：两侧面1）普通平键A型B型C型工作面工作原理：靠键与键槽两侧面的相互挤压传递转矩。特点及应用：平键连接结构简单，装拆方便，对中性较好，应用最广。加工方式、特点圆头平键：指状铣刀，应力集中大方头平键：盘状铣刀，应力集中小，紧定螺钉固定单圆头平键：指状铣刀，用于轴端c)一端圆头一端方头b)方头A键B键C键键与轴返回思考题：方头普通平键与圆头普通平键的加工方式及特点是什么？2）薄型平键高度是普通平键的6070%，传递能力较低，常用于薄壁结构、空心轴或径向尺寸受到限制的场合。分为：圆头（A型）、方头（B型）、单圆头（C型）3）导向键是一种比较长的平键，适用于滑动距离较短的场合4）滑键用于滑移距离较长2.半圆键连接工作面工作面：键的两侧面工作原理：靠键与键槽的互压传递转矩。特点及应用：工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。3.楔键1：100工作面方头楔键钩头楔键圆头楔键工作面：键的上下表面工作原理：靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向的轴向力，起单向轴向固定。特点及应用：连接可靠，但对中精度差。适用于定心精度要求不高，低转速的场合。工作面对轴的强度削弱较大。一般用于轴径大于100mm的轴上。4.切向键：两个楔键成对布置在轴断面的切线上，一个切向键可承受很大的单向转矩。当要传递双向转矩时，需采用两个切向键。工作面：相互平行的两个窄面工作原理：靠工作面的挤压力和轴与轮毂的摩擦力传递转矩特点及应用：1.类型的选择：据连接的结构、使用特性、工作条件来选择。选择时应考虑的因素有：1）需传递扭矩的大小；2）是否有相对运动；3）滑动距离的长短；4）连接对中性的要求；5）是否有轴向定位；6）键在轴上的位置（中、端）等。2.尺寸的选择：Lbh主要尺寸bh与长度L由轴的直径按标准选,见P103表6-1由轮毂的长度定：略小于轮毂的长度所选长度应符合国标中规定的长度系列。二.键的选择3.标注：键bhGB…三.键连接的强度计算1.平键连接的强度计算失效形式：1）键与键槽的弱者被压溃（静连接）；2）键与键槽工作面的磨损（动连接）。静连接：挤压条件3210[]ppFTklkld动连接：耐磨条件kmNTmmhk223/][102mmNpkldTp注意：式中为接触长度。l][,][pp查P104表6-2}][,][,]min{[][键毂轴ppppbLl圆头键Ll方头键2bLl半圆头键][1023ppkldT][1023pkldTp2.半圆键连接的强度计算失效形式：键的工作面被压溃3210[]ppTMPakldLl查标准kLbll当采用单键强度不满足时，应采用双键，考虑到载荷分配不均的问题，双键只能按1.5个键计算。采用双键时，平键应间隔180布置，半圆键应位于同一母线上，楔键和切向键应间隔120左右。说明§6-2花键连接1.组成：外花键、内花键一.花键连接的类型、特点和应用内花键外花键2.花键连接特点及应用：1）各花键齿受力较均匀；2）轴和轮毂应力集中小；3）花键齿数多，承载能力大；4）对中性好；5）导向性好，6）加工精度高；7）需专门设备和工具。成本高。适用于定心精度要求高，载荷大或需经常滑移的连接3.常用类型有：矩形花键连接渐开线花键连接花键亦标准化，由国标可查的D、d、B、z。1）矩形花键：小径d定心：定心精度高、定心稳定性好。内、外花键均可用磨削方法消除热处理引起的变形。矩形花键最为常用。轻系列中系列id2）渐开线花键连接mmha4.05.04530、、渐开线花键承载能力大，可用制造齿轮的方法来加工，工艺性好，精度也高，齿根强度高，应力集中小，易于定心。多用于重要场合或适用于薄壁零件；齿形定心二.花键连接的强度计算1.失效形式：压溃——静连接磨损——动连接静连接：挤压条件动连接：耐磨条件式中：—载荷系数，=0.70.8；2dDdm查P108表6-3][,][pp23/][102mmNzhldTpmp23/][102mmNpzhldTpml--为齿的工作长度，mm；假设各齿的压力的合力作用在平均半径dm处：h--为齿的工作高度,，mh时30mh8.045时2.强度计算：§6-3无键连接1.形面连接：光滑的非圆形截面装拆方便；对中性好；应力集中小，但加工复杂。摆线正方形等距曲线带切口圆形三角形椭圆形六角形凡是不用键或花键的轴毂连接，统称为无键连接。2.胀紧连接利用轴、毂孔和锥形弹性环之间接触面上产生的摩擦力来传递转矩和轴向力一.销连接的作用：固定零件间的相对位置，并传递不大的载荷。有时也作安全装置中的过载保护元件（安全销）。§6-4销连接开尾圆锥销在连接时的防松效果好，适用于有冲击、振动的场合的连接。圆锥销具有1:50的锥度，安装方便，定位精度高。圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆会降低定位精度和可靠性。定位销:确定相对位置安全销:安全装置中的过载剪断元件连接销：用于连接，可传递不大的载荷特殊圆锥销(内螺纹圆锥销）:端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的场合销已标准化了，使用时按标准选用。二.销连接的强度计算1.定位销：通常不受或受较小的载荷，不作强度计算，尺寸由结构定，数目2。2.连接销：1）类型由工作要求选；2）尺寸由结构或经验或规范确定，重要场合按挤压强度和剪切强度计算。3.安全销：直径由机器过载剪断条件确定。