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机械设备修理涂清林2007年7月27日课题二键联结装配与修理键联结基本知识键联结装配键联结的损坏形式及修理练习一、键联结基本知识键联结主要用来联结轴和轴上的传动零件，实现周向固定并传递转矩；有的键也可以实现零件的轴向固定或轴向滑动。键是标准件，常用的材料是45钢，由专门工厂生产制造。根据装配时的松紧状态不同，键联结可分为松键联结紧键联结其中，松键联结的特点是工作时靠键的两侧面传递转矩，装配时不需打紧，键的上表面与轮毂键槽底面之间留有间隙，因而定心良好、装拆方便。常用的松键联结有：平键联结半圆键联结紧键联结的特点是在键的上表面具有一定的斜度，装配时需将键打入轴与轴上零件的键槽内联接成一个整体，从而传递转矩。紧键联结能够轴向固定零件，并能承受单方向轴向力，但定心较差。常用的紧键联结有楔键联结切向键联结1、平键联结按键的用途不同，平键联结可分为普通平键导向平键滑键•（1）普通平键联结的结构如图所示。按端部形状不同，普通平键可分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种，如图所示。采用圆头或单圆头普通平键时，轴上的键槽是用端铣刀加工出的。其中，圆头普通平键应用最广，单圆头普通平键多用于轴的端部。当采用平头普通平键时，轴上的键槽是用盘铣刀加工出的•普通平键由于结构简单、装拆方便、对中性好，因此广泛用于传递精度要求较高、高速或承受变载、冲击的场合。但普通平键对轴上零件只能起到周向固定作用，为了防止零件的轴向窜动，必须采取其他轴向固定的措施。普通平键的标准为GB1096—79（90年确认）。•（2）当轴上安装的零件需要沿轴向移动时，可采用导向平键或滑键联结。导向平键就是加长了的普通平键，也靠两侧面传递转矩，但配合较松。由于轴上零件要沿轴向移动，且键又较长，因此要用螺钉将键固定在轴上。为了拆卸方便，在键的中部设有起键用的螺孔。导向平键的端部有A型和B型两种。导向平键联结适用于轴上零件轴向移动量不大的场合，如变速箱中的滑移齿轮等。导向平键的标准为GB1097—79（90年确认）。•滑键联结如图所示，这种联结是将滑键固定在轴上零件的轮毂内，工作时轮毂带着键一起沿轴上的键槽滑动，这样可以避免采用过长的导向平键。滑键联结适用于轴上零件轴向移动量较大的场合，如车床中光杠与溜板箱中零件的联结等。•2、半圆键联结•半圆键联结如图所示。半圆键的两个侧面为两个相互平行的半圆形，工作时靠两侧面传递转矩。半圆键的特点是键在轴槽中能绕槽底圆弧曲率中心摆动，自动适应轮毂上键槽的斜度，装拆方便。但轴上的键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般用于轻载，尤其适用于锥形轴端部的联结。半圆键的标准为GB1099—79（90年确认）。•3、楔键联结•根据楔键的结构不同，楔键联结分为普通楔键联结和钩头楔键联结两种。楔键的上表面有1：100的斜度，两侧面互相平行，上下两面是工作面。装配时将键打入轴与轴上零件之间的键槽内，使工作面上产生很大的挤压力。工作时靠接触面间的摩擦力来传递转矩，而键的两侧面为非工作面，与键槽留有间隙。•由于楔键在装配时被打入轴和轮毂之间的键槽内，所以造成轮毂与轴的偏心与偏斜。另外，当受到冲击、变载荷作用时，容易造成联结的松动。因此，楔键联结通常用于精度要求不高、转速较低的场合，如农业机械和建筑机械等。钩头楔键易于拆卸，故应用较多，但因其随轴转动，容易发生事故，所以在采用时应加防护罩。普通楔键和钩头楔键的标准分别为GB1564—79（90年确认）和GB1565—79（90年确认）.•4、切向键联结•切向键是由两个具有1：100斜度的普通楔键组合而成的，其结构如图所示。装配时两个键以其斜面相互贴合，分别从轮毂的两端打入，使键楔紧在轴与轮毂的键槽中。装配后上、下两个工作面是平行的，且使其中一个工作面处于包含轴心线的平面内，工作时依靠沿轴的切线方向的挤压力来传递转矩。切向键的标准为GB1974—80（90年确认）。•一个切向键只能传递单方向的转矩，若需传递双向转矩时必须用两个切向键。采用两个切向键时，为了不致严重削弱轴的强度和使受力均衡，通常使两个切向键在轴上互成120°～135°分布。切向键联结能够传递很大的转矩，常用于对中要求不高的重型机械。•5、花键联结•花键联结是由带多个纵向凸齿的轴和带有相应齿槽的轮毂孔组成的，如图所示。齿的侧面为工作面，依靠这些齿侧面的相互挤压来传递转矩。与平键联结相比，花键联结由于键齿较多、齿槽较浅，因此能传递较大的转矩，对轴的强度削弱较小，且使轴上零件与轴的对中性和沿轴移动的导向性都较好，但其加工复杂、制造成本高。花键联结一般用于定心精度要求高、载荷大或需要经常滑移的重要联结，在机床、汽车、拖拉机等机器中得到广泛的应用。花键联结按其剖面形状不同矩形花键渐开线花键（1）矩形花键的齿侧为直线，齿廓形状简单。其互换性由小径d、大径D和键（槽）宽B三个联接尺寸及相互的位置关系确定。但是，要同时保证三个联接尺寸是很困难的，在GB1144—87中规定以小径d为定心尺寸，用它来保证同轴度要求。采用小径d定心，使内、外花键的小径均可通过磨削来得到高的定心精度和稳定性。（2）采用渐开线作为花键齿廓，可用加工齿轮的方法来获得齿形，因而工艺性好。与矩形花键相比，它具有自动定心、齿面接触好、强度高、寿命长等特点。所以渐开线花键有取代矩形花键的趋势，世界上许多国家在航天、航空、造船、汽车等待行业中，应用渐开线花键越来越多。渐开线花键的齿形有压力角为30°和45°两种.其中，前者主要用于重载和尺寸较大的联结；而后者则用于轻载和小直径的静联结，特别适用于薄壁零件的联结。渐开线花键的标准为GB/T3478.1～9—1995。二、键联结装配•（3）清洗各配合面，对配合面加机油润滑，然后将键压入键槽中，使键与键槽底面贴合。图7-2-3为采用台虎钳将键压槽底•（4）试配并安装套件（如齿轮、带轮等），装配后要求套件在轴上无摆动2、导向键连接的装配（见图7-2-4）（1）清除键和键槽上毛刺等杂物（2）锉配键长和键头，试配键头与轴槽，保证键与键槽的配合性质要求，使键长方向与轴槽留有0.1mm间隙，键顶面与轮毂槽之间留有0.3～0.5mm的间隙（3）清洗键与键槽配合面，加机油润滑，将键压入键槽中（4）用C形夹头将键与轴夹紧。在键和轴上钻紧定螺钉孔、攻螺纹，将键和轴用紧定螺钉拧紧（5）试配安装套件，装配后要求套件轴向移动无阻滞现象，在径向无摆动现象3、滑键连接的装配（见图7-2-5）（1）清除键和键槽内的毛刺等杂物（2）锉配滑键和键槽，使滑键与套件两端面紧密配合。滑键顶部与套件键槽应有0.3～0.5mm的间隙，同时保证配合性质要求•（3）对配合处清洗，加机油润滑，将滑键压入套件键槽内，再将两者装配到轴上的键槽，要求套件在轴上移动无阻滞现象，径向无摆动现象•4、半圆键连接的装配（见图7-2-6）•（1）清除键和键槽内的毛刺等杂物•（2）锉配键和键槽，保证配合性质要求•（3）清洗配合面，加机油润滑，将半圆键压入轴槽内，将套件装配到轴上•（4）轴端加垫圈，拧紧六角螺母•备注：对于重要的松键连接，必须作如下检查：•1、检查键的直线度（见图7-2-7）•将被检查的键放置于平尺上，用片状塞尺直接测量键工作面与平尺之间的距离，测得最大值即为键的直线度误差•2、检查键槽对轴线的对称度和平行度（见图7-2-8）•在轴的键槽中塞入标准量块，将轴支承于平台上的两个V形架之间，用百分表将量块A面校正到与平台平行时，记下百分表指针读数，然后将工件在铅垂面内旋转180°，用同样方法将量块B面校正到与平台平行，记下百分表的指针读数。两次百分表的读数差即为键槽对轴线的对称度误差。将百分表沿轴向移动，量块两端百分表读数差即为键槽对轴线的平行度误差（二）、紧键连接的装配1、普通楔键连接的装配（见图7-2-9）（1）用锉刀清除键和键槽上毛刺等杂物（2）清洗干净键配合表面，将楔键装入轴槽和套件之间。用涂色法检验楔键工作面与轮毂槽之间的接触情况（3）根据涂色的检验结果用锉刀或刮刀对楔键进行修理，使楔键工作面与轮毂槽之间有良好的接触（4）用涂色法检验合格后，用铜锤将楔键打入轮毂槽与轴槽之间。注意楔键连接时键侧面与键槽间应留有一定间隙2、钩头楔键连接的装配（见图7-2-10）其装配步骤与普通楔键连接的装配步骤基本相同，只是注意在锉配时，必须使钩头楔键的钩头与套件端面之间留有一定间隙，以便拆卸和装配（三）、花键连接的装配•1、静连接花键的装配（见图7-2-11）•（1）清除花键轴和套件上的毛刺等杂物•（2）当过盈量较小时，可用铜锤轻轻将套件敲入即可，但应防止将配合表面拉伤•（3）当配合过盈量较大时，可将套件加热热到80-120℃后进行装配。加热方法是将套件加热到100℃的沸水或机油中，然后迅速将套件取出，擦干净装入花键2、动连接花键的装配（见图7-2-12）（1）清除花键轴和套件上毛刺等杂物，并清洗配合表面（2）将套件装入花键轴上，用涂色法检验套件移动在全长上的接触情况（3）根据检验结果进行用修刮，直至在全长范围内移动无阻滞现象，同时用手摆动套件时无明显的周向间隙（4）对配合面清洗，加机油润滑，装配套件三、键联结的损坏形式及修理1、键槽损坏的修理（见图7-2-13）（1）用锉削或铣削的方法将键槽加宽。注意在加宽时不应破坏键槽的对称度和平行度要求，不应影响其传递扭矩的能力（2）根据修复后的键槽重新锉配新键，使其满足配合要求，再将键连接各表面清洗干净，加机油润滑，压装到键槽中，将套件套入即可2、键磨损或损坏的修复（见图7-2-15）（1）将套件从轴上取下（2）将磨损或损坏的键用一字旋具起出（3）清理干净键槽中油渍、铁锈等污物（4）重新锉配新键，保证配合性质，配合面加机油润滑，将键压入键槽，最后将套件套入3、键产生变形或剪断（见图7-2-16）（1）将产生变形或剪断键取出（2）修复见图7-2-17：图a为增加键长度的方法，以增加键的强度图b为增加键宽度的方法，以增加键的抗剪强度图c为在原键槽对称位置加另一键槽，采用双键连接的方法以增强键抵抗抗剪断的能力4、花键连接损坏的修复（1）花键齿损坏的修复（见图7-2-18）可采用堆焊的方法修复，即先进行堆焊、热处理，最后切削加工修复（2）花键磨损的修复（见图7-2-19）可采用的镀铬法将花键齿侧面镀铬加宽，然后用切削加工方法修复。此外，也可以采用堆焊方法增加键宽，然后用切削加工修复（3）当只有一个键槽损坏时，只要将损坏的键槽加宽，配制阶梯形键即可（见图7-2-14）根据装配时的（），键联结可分为松键和紧键联结两类。确定查看答案下一题清除上一题紧键联结定心较差.查看答案清除确定下一题上一题下面哪些城市属于中国的?上海首尔成都厦门确定查看答案清除下一题上一题厦门市属于查看答案清除下一题确定上一题重新填空谢谢观看