機(jī)械設(shè)計(jì)軸轂連接經(jīng)典課件

1、第六章第六章 軸轂連接軸轂連接6-1 鍵連接6-2 花鍵連接6-3 無(wú)鍵連接一、鍵的功能、分類、結(jié)構(gòu)一、鍵的功能、分類、結(jié)構(gòu)常用的軸轂聯(lián)接有鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接等。常用的軸轂聯(lián)接有鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接等。 鍵聯(lián)接主要用于軸轂間的鍵聯(lián)接主要用于軸轂間的周向固定周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，其并傳遞轉(zhuǎn)矩，其中有些類型還能實(shí)現(xiàn)中有些類型還能實(shí)現(xiàn)軸向固定軸向固定或或軸向滑動(dòng)軸向滑動(dòng)。o平鍵連接平鍵連接o半圓鍵連接半圓鍵連接o楔鍵連接楔鍵連接o切向鍵連接切向鍵連接1 1、平鍵連接、平鍵連接 平鍵的平鍵的兩側(cè)面是工作面兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面

2、。工作時(shí)靠鍵與鍵間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時(shí)靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞扭矩，故槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞扭矩，故對(duì)中性較好對(duì)中性較好。 普通平鍵普通平鍵薄型平鍵薄型平鍵導(dǎo)鍵導(dǎo)鍵滑鍵滑鍵根據(jù)用途，平鍵又可分為根據(jù)用途，平鍵又可分為組成：組成：鍵鍵key、鍵槽、鍵槽（軸槽（軸槽/輪轂槽）輪轂槽）o普通平鍵普通平鍵 普通平鍵普通平鍵應(yīng)用極為廣泛，普通平鍵與輪轂上鍵槽應(yīng)用極為廣泛，普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合較緊，屬的配合較緊，屬靜連接靜連接。輪轂上插鍵槽輪轂上插鍵槽C型鍵常用于軸端型鍵常用于軸端A型鍵型鍵B型鍵型鍵o導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵n導(dǎo)鍵與輪轂或軸的鍵槽配合較松，屬導(dǎo)鍵與輪轂或軸的鍵槽配合較松

3、，屬動(dòng)連接動(dòng)連接。n應(yīng)用：雙聯(lián)滑移齒輪應(yīng)用：雙聯(lián)滑移齒輪o滑鍵滑鍵n滑鍵與輪轂或軸的鍵槽配合較松，屬滑鍵與輪轂或軸的鍵槽配合較松，屬動(dòng)連接動(dòng)連接?；I固定在輪轂上，用于軸向移動(dòng)量較大的場(chǎng)合?；I固定在輪轂上，用于軸向移動(dòng)量較大的場(chǎng)合。 鍵呈半圓形，其鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面?zhèn)让鏋楣ぷ髅妫I能在鍵槽中繞其，鍵能在鍵槽中繞其圓心擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。圓心擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。2 2、半圓鍵連接、半圓鍵連接 半圓鍵裝配方便，但對(duì)半圓鍵裝配方便，但對(duì)對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。一般用。一般用于輕載靜連接，適于于輕載靜連接，適于錐形軸端錐形軸端與輪轂的連接

4、。與輪轂的連接。3 3、楔鍵連接、楔鍵連接o楔鍵的楔鍵的上、下表面為工作面上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。，兩側(cè)面為非工作面。o鍵的上表面與鍵槽底面鍵的上表面與鍵槽底面均有均有1:100 1:100 的斜度的斜度。o工作時(shí)，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面工作時(shí)，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其壓緊，靠其摩擦力和擠壓摩擦力和擠壓傳遞扭矩，傳遞扭矩，對(duì)中性不好對(duì)中性不好。平頭楔鍵平頭楔鍵圓頭楔鍵圓頭楔鍵鉤頭楔鍵鉤頭楔鍵o由兩個(gè)斜度為由兩個(gè)斜度為1:1001:100的楔鍵組成。的楔鍵組成。o工作面工作面是一對(duì)楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩個(gè)窄面。是一對(duì)楔鍵沿斜面拼

5、合后相互平行的兩個(gè)窄面。o轉(zhuǎn)矩靠工作面上的轉(zhuǎn)矩靠工作面上的擠壓力擠壓力與輪轂間的與輪轂間的摩擦力摩擦力來(lái)傳遞。來(lái)傳遞。o安裝后安裝后對(duì)中性不好對(duì)中性不好。o一個(gè)切向鍵只能傳遞一個(gè)切向鍵只能傳遞單方向單方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，時(shí)，須用互成須用互成120120130130角的兩個(gè)鍵。角的兩個(gè)鍵。4 4、切向鍵連接、切向鍵連接二、鍵的選擇與強(qiáng)度計(jì)算二、鍵的選擇與強(qiáng)度計(jì)算1 1鍵的選擇鍵的選擇截面尺寸截面尺寸b bh h根據(jù)軸徑根據(jù)軸徑d d由標(biāo)準(zhǔn)中選取由標(biāo)準(zhǔn)中選取，鍵的長(zhǎng)度參，鍵的長(zhǎng)度參考輪轂的長(zhǎng)度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，并符合標(biāo)準(zhǔn)中考輪轂的長(zhǎng)度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，并

6、符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。規(guī)定的尺寸系列。 （2 2）尺寸選擇尺寸選擇：平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸：平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸b bh h及及鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng)L L。（1 1）類型選擇類型選擇：根據(jù)鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用工況來(lái)確定。：根據(jù)鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用工況來(lái)確定。（3 3）強(qiáng)度校核：重要場(chǎng)合時(shí)。）強(qiáng)度校核：重要場(chǎng)合時(shí)。n平鍵的尺寸平鍵的尺寸鍵的材料選擇：鍵的材料選擇：平鍵材料的抗拉強(qiáng)度不低于平鍵材料的抗拉強(qiáng)度不低于600MPa，通常為，通常為45鋼。鋼。標(biāo)記示例：標(biāo)記示例： 鍵鍵16x10 x100 圓頭普通平鍵圓頭普通平鍵(A型型)、b=16 、h=10 、L=100鍵鍵B16x10 x100

7、平頭普通平鍵平頭普通平鍵(B型型)、b=16 、h=10 、L=100鍵鍵C16x10 x100 單圓頭普通平鍵單圓頭普通平鍵(C型型)、b=16 、h=10 、L=100普通平鍵的標(biāo)記：普通平鍵的標(biāo)記：鍵鍵 類型代號(hào)類型代號(hào)bhL GB/T1096-2003 類型代號(hào)類型代號(hào)A、B、C，一般，一般A型不標(biāo)型不標(biāo)老國(guó)標(biāo)標(biāo)記：老國(guó)標(biāo)標(biāo)記：鍵鍵bL 2 2鍵連接的強(qiáng)度校核鍵連接的強(qiáng)度校核（1 1）靜連接：）靜連接：對(duì)于普通平鍵，其對(duì)于普通平鍵，其主要失效形式是工作主要失效形式是工作面的壓潰面的壓潰（鍵、軸和輪轂中（鍵、軸和輪轂中強(qiáng)度最弱材料強(qiáng)度最弱材料表面），嚴(yán)重過(guò)載表面），嚴(yán)重過(guò)載時(shí)才會(huì)出現(xiàn)鍵的

8、剪斷，一般只作擠壓強(qiáng)度校核。時(shí)才會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷，一般只作擠壓強(qiáng)度校核。2ppkldTklF2bLlbLlLl ( (圓頭平鍵圓頭平鍵) )( (平頭平鍵平頭平鍵) )( (單圓頭平鍵單圓頭平鍵) )2hk 式中：式中：接觸高度接觸高度工作長(zhǎng)度工作長(zhǎng)度：（2 2）動(dòng)連接：動(dòng)連接：對(duì)于導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接，其主要對(duì)于導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接，其主要失效形式是失效形式是工作面的過(guò)度磨損工作面的過(guò)度磨損，通常按工作面上的，通常按工作面上的壓力壓力p p進(jìn)進(jìn)行行條件性條件性強(qiáng)度校核計(jì)算。強(qiáng)度校核計(jì)算。 pkldTklFp2 導(dǎo)向平鍵和滑鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵連接的強(qiáng)度條件為：連接的強(qiáng)度條件為： 其中：其中：

9、p p 為三者為三者最弱材料的許用壓力。最弱材料的許用壓力。2ppkldTklF pkldTklFp2半圓鍵：半圓鍵：連接強(qiáng)度計(jì)算同平鍵，只適用于靜連接。連接強(qiáng)度計(jì)算同平鍵，只適用于靜連接。表面表面擠壓擠壓強(qiáng)度（強(qiáng)度（靜連接靜連接）表面表面磨損磨損強(qiáng)度（強(qiáng)度（動(dòng)連接動(dòng)連接）若強(qiáng)度不足時(shí)若強(qiáng)度不足時(shí)？平鍵：按平鍵：按180布置布置半圓鍵：同一條母線上半圓鍵：同一條母線上楔鍵：夾角成楔鍵：夾角成90 120 雙鍵的合理布置：雙鍵的合理布置：但：考慮到兩個(gè)鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校但：考慮到兩個(gè)鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可核中可按按1.5個(gè)鍵計(jì)算個(gè)鍵計(jì)算。可適當(dāng)可適當(dāng)增加鍵長(zhǎng)增加鍵長(zhǎng)或采

10、用或采用雙鍵布置雙鍵布置。但：當(dāng)?shù)寒?dāng)鍵長(zhǎng)大于鍵長(zhǎng)大于2.25d時(shí)時(shí)，其多出的長(zhǎng)度實(shí)際上可認(rèn)為，其多出的長(zhǎng)度實(shí)際上可認(rèn)為并不承受載荷，故一般采用的鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)并不承受載荷，故一般采用的鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)(1.61.8)d。o例題例題第六章第六章 軸轂連接軸轂連接6-1 鍵連接6-2 花鍵連接6-3 無(wú)鍵連接 花鍵連接花鍵連接工作面是鍵齒側(cè)工作面是鍵齒側(cè)。由。由內(nèi)花鍵內(nèi)花鍵和和外花鍵外花鍵組合而成。組合而成。 花鍵連接是多齒傳遞載荷，故比平鍵連接的花鍵連接是多齒傳遞載荷，故比平鍵連接的受力均勻且受力均勻且應(yīng)力集中較小應(yīng)力集中較?。ǔ休d能力高承載能力高）、）、對(duì)中性好對(duì)中性好（定心精度高定心精度高）和）

11、和導(dǎo)向性較好導(dǎo)向性較好（經(jīng)?；平?jīng)?；疲?。）。但花鍵的加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高。但花鍵的加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高。一、花鍵的類型、特點(diǎn)一、花鍵的類型、特點(diǎn)矩形花鍵副標(biāo)記：矩形花鍵副標(biāo)記：二、花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算二、花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 主要失效形式：主要失效形式：工作面被壓潰工作面被壓潰（靜（靜連接）連接）或或工作面過(guò)度磨損工作面過(guò)度磨損（動(dòng)連接）（動(dòng)連接）。 pm3p102zhldT靜連接：靜連接： pzhldTpm3102動(dòng)連接：動(dòng)連接：8 . 07 . 0其中，其中，載荷分配不均勻系數(shù)載荷分配不均勻系數(shù): :矩形花鍵矩形花鍵CdDh22接觸高度接觸高度為：為：漸開(kāi)線花鍵漸開(kāi)線花鍵a a=30=30，h h= =m ma a=45=45，h h=0.8=0.8m m第六章第六章 軸轂連接軸轂連接6-1 鍵連接6-2 花鍵連接6-3 無(wú)鍵連接型面連接型面連接本章小結(jié)本章小結(jié)o鍵的選擇依據(jù)鍵的選擇依據(jù)o雙鍵的合理布置雙鍵的合理布置過(guò)盈連接過(guò)盈連接當(dāng)