武汉理工大学机械设计基础课件第10章

武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]1§10键联接和销联接设计§10-1键联接键联接是一种将轴和轴上转动零件联接起来的可拆联接，主要用于轴和轮毂间的周向固定并传递转矩。有些类型的键还能实现轴向固定或轴向动联接。松联接：平键联接和半圆键联接。键联接紧联接：楔键联接和切向键联接。花键联接武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]2一、平键联接平键联接按用途分为三类：普通平键、导向平键、滑键。键的上表面和轮毂槽底之间有间隙，是靠两侧面传递转矩，两侧面是工作面。且有结构简单、装拆方便、加工容易，对中良好，应用广泛，但不能实现轴向固定的特点。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]3（1）普通平键用于静联接，即轴与轮毂间无相对滑动。按端部形状不同分为A型（圆头）、B型（方头）、C型（半圆头）三种。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]4圆头键的轴槽用指形铣刀加工，键在槽中固定良好，但轴上键槽端部的应力集中较大；方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。单圆头键常用于轴端。普通平键应用最广。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]5（2）导向平键用于动联接。即轴和轮毂之间可以轴向相对移动。导键是一种很长的平键，用螺钉固定在轴槽中，轴上零件能沿键作轴向滑移，为装拆方便，制有起螺钉。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]6（3）平键联接的选择与校核计算1）平键联接的选择直接从手册中选取a.按轴径选键的截面尺寸bhb.按轮毂长度B选键长，使L=B-（5~10）mm，并符合标准系列。2）平键联接的校核计算a.失效形式压溃、剪断、过度磨损b.校核计算一般校核挤压强度或限制压强武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]7][22phdplT设载荷为均匀分布，由图得平键联接的挤压强度条件：对于导向平键联接(动联接)，计算依据是磨损，应限制压强：][4pdhlTp式中：T为转矩(Nmm)；d为轴径，h为键的高度，l为键的工作长度(mm)；[σp]为许用挤压应力、[p]为许用压强(MPa)。若强度不够时，可采用两个键按180°布置。考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]8二、半圆键联接两侧面为工作面，对中良好，用于静联接。轴槽用尺寸与半圆键直径相同的盘形铣刀铣出，因此半圆键能在槽中摆动，尤其适用锥形轴与轮毂的联接，但轴槽较深，对轴的强度削弱大，只用于轻载。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]9三、楔键联接楔键的上、下表面为工作面，靠挤压产生的摩擦力传递转矩，能承受一定的单向的轴向载荷。但由于楔键打入时，使轴和轮毂产生偏心，故用于定心精度不高，载荷平稳和低速场合。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]10此外，在重型机械中常采用切向键联接。切向键由一对楔键组成，装配时将两键楔紧。键的窄面是工作面，工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。当双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成120°～130°。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]11四、花键联接当传递载荷较大且对心精度要求高时，可用花键联接。花键联接的导向性好，对轴的削弱较小，但需专用设备加工，成本高。花键按齿形不同，分为矩形、渐开线形、三角形花键等，都是两侧面为工作面。1、矩形花键规格用N×d×D×B分别表示键数，小径、大径、键齿宽。根据键数和尺寸不同分轻、中、重系列，重系列的键数多，适用于重载。一般以小径定心。武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]122、渐开线花键用加工齿轮的加工方法加工。工艺性好；键根部强度大，应力集中小，负载能力大；但加工花键孔的拉刀制造成本高，尺寸小时受到限制；故用于载荷大，定心精度高和轴径大的场合。3、强度计算主要失效：齿面压溃（静联接）或磨损（动联接）。计算公式见表10-2武汉理工大学物流工程学院罗齐汉[e-mail]13*§10-2销联接销的主要用途是固定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。销的基本形式为圆柱销和圆锥销。圆柱销经过多次装拆，其定位精度会降低。圆锥销有1:50的锥度，安装比圆柱销方便，多次装拆对定位精度的影响也较小。销的常用材料为35、45钢。销有许多特殊形式。例如大端具有外螺纹或内螺纹的圆锥销，便于拆卸，可用于盲孔；小端带外螺纹或开口的圆锥销，适用于有冲击的场合(防松)。带槽的圆柱销，销上有三条压制的纵向沟槽，绿色线表示打入销孔前的形状，黑色线表示打入销孔后变形的结果，这使销与孔壁压紧，不易松脱，能承受振动和变载荷。使用这种销联接时，销孔不需要铰制，且可多次装拆。空心带开口的弹性柱销也能起到和槽销一样的作用。需要指出的是，后两种销由于存在排气空间，特别适合于盲孔。