機械設計第6章PPT課件

1、1 1、平鍵連接、平鍵連接 裝在軸與輪轂的鍵槽中，兩側面為工作面，裝在軸與輪轂的鍵槽中，兩側面為工作面，靠靠鍵與槽的鍵與槽的擠壓和鍵的剪切擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩。傳遞扭矩。根據(jù)用途分為：根據(jù)用途分為：普通平鍵、薄型平鍵普通平鍵、薄型平鍵靜連接靜連接 導向平鍵、滑鍵導向平鍵、滑鍵動連接動連接第1頁/共23頁普通平鍵普通平鍵按照構造可分為：按照構造可分為：圓頭（圓頭（A型，常用）型，常用）平頭平頭 （B型），常用螺釘固定型），常用螺釘固定半圓頭（半圓頭（C型），用于軸端與輪轂連接型），用于軸端與輪轂連接 薄型平鍵薄型平鍵的鍵高約為普通平鍵的的鍵高約為普通平鍵的60%70%；用用于薄臂結構、空心軸等

2、徑向尺寸受限制的連接。于薄臂結構、空心軸等徑向尺寸受限制的連接。 第2頁/共23頁導向平鍵導向平鍵用于軸與輪轂之間有相對軸向移動。用于軸與輪轂之間有相對軸向移動。 鍵不動，輪轂軸向移動。鍵不動，輪轂軸向移動?；I滑鍵隨輪轂移動。隨輪轂移動。第3頁/共23頁2、半圓鍵、半圓鍵 鍵能在槽中繞幾何中心擺動，鍵的側面為工作鍵能在槽中繞幾何中心擺動，鍵的側面為工作面，工作時靠其側面的擠壓來傳遞轉矩。面，工作時靠其側面的擠壓來傳遞轉矩。 特點：工藝性好，裝配方便，適用于特點：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸錐形軸與輪轂與輪轂缺點：軸槽對軸的強度削弱較大，只適宜輕載連接缺點：軸槽對軸的強度削弱較大，只適宜輕

3、載連接 第4頁/共23頁 上、下面為工作表面，有上、下面為工作表面，有1:100斜度（側面有間斜度（側面有間隙），工作時靠上下面摩擦傳遞轉矩隙），工作時靠上下面摩擦傳遞轉矩;并可傳遞一定單并可傳遞一定單向軸向力。向軸向力。適用于低速輕載、精度要求不高、對中性適用于低速輕載、精度要求不高、對中性較差，力有偏心、變載下易松動。較差，力有偏心、變載下易松動。 鉤頭只用于軸端連接，如在中間用鍵槽應比鍵長鉤頭只用于軸端連接，如在中間用鍵槽應比鍵長2倍才能裝入，且要安全罩。倍才能裝入，且要安全罩。 3、楔鍵、楔鍵第5頁/共23頁將兩個斜度為將兩個斜度為1：100的楔鍵拼合后，布置的楔鍵拼合后，布置（打入）

4、（打入）在圓周的切向在圓周的切向；靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳；靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞轉矩。遞轉矩。 4、切向鍵、切向鍵第6頁/共23頁、鍵為標準件，用鍵寬、鍵為標準件，用鍵寬b鍵高鍵高h來表示；來表示；、鍵的規(guī)格按照所連接的軸的直徑、鍵的規(guī)格按照所連接的軸的直徑d來確定；來確定；例如普通平鍵和楔鍵的主要尺寸見表例如普通平鍵和楔鍵的主要尺寸見表-1，參見國家標準。參見國家標準。、普通鍵的長度、普通鍵的長度L按照輪轂的長度按照輪轂的長度L而定；而定； 導向平鍵按照輪轂長度以及滑移距離來確定。導向平鍵按照輪轂長度以及滑移距離來確定。一般情況下：一般情況下：L=(1.52)d鍵的選用方法：鍵

5、的選用方法： 二、鍵接的強度校核二、鍵接的強度校核 失效形式：壓潰（靜連接失效形式：壓潰（靜連接鍵、軸、轂中較弱者）鍵、軸、轂中較弱者） 磨損（動連接）磨損（動連接） 鍵的剪斷（較少）鍵的剪斷（較少） 第7頁/共23頁T轉矩（轉矩（N.m）；）；k鍵與輪轂鍵槽的接觸高度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度, k=h/2 , h h鍵的高度鍵的高度(mm);(mm); d軸徑軸徑(mm)(mm) ；l鍵工作長度鍵工作長度(mm)(mm) ：A型：型：l=L-b ，B型：型：l=L， C型：型：l=Lb/2鍵公稱長度鍵公稱長度(mm)(mm)；p鍵、軸、輪轂中最弱者的許用擠壓應力鍵、軸、輪轂中最弱者的許用擠壓應

6、力, 見表見表6-2;1023PPkldT1、普通平鍵的強度計算、普通平鍵的強度計算 第8頁/共23頁2、導向平鍵與滑鍵連接的強度計算、導向平鍵與滑鍵連接的強度計算工作面上所承受的壓力工作面上所承受的壓力1023pkldTpp鍵、軸、輪轂中最弱者的許用壓力鍵、軸、輪轂中最弱者的許用壓力, 見表見表6-2;半圓鍵連接強度計算同平鍵半圓鍵連接強度計算同平鍵,但注意接觸高度和鍵長度。但注意接觸高度和鍵長度。第9頁/共23頁強度不夠時，措施：強度不夠時，措施：1）雙鍵）雙鍵180布置（按布置（按1.5個鍵計算）個鍵計算）, 三鍵三鍵120布置；布置；2）增大軸徑）增大軸徑d；3）增長）增長L;4）改用

7、花鍵。）改用花鍵。 第10頁/共23頁 例題：已知：例題：已知： 用鍵進行靜連接，鍛鋼，齒輪精度為級，用鍵進行靜連接，鍛鋼，齒輪精度為級， 軸徑軸徑d d70mm70mm，輪轂寬度為，輪轂寬度為100mm100mm； 轉矩轉矩T=2200N.m,T=2200N.m,載荷有沖擊載荷有沖擊, ,設計此連接。設計此連接。 解：第一步，選鍵類型和尺寸解：第一步，選鍵類型和尺寸 考慮：考慮：齒輪精度要求高（定心）齒輪精度要求高（定心） 齒輪安裝在軸中間部位齒輪安裝在軸中間部位 選用圓頭普通平鍵（選用圓頭普通平鍵（A型）。型）。第11頁/共23頁由軸徑由軸徑d d70mm70mm，輪轂寬度，輪轂寬度100

8、mm,100mm,查表查表6-16-1，選用鍵尺寸為：，選用鍵尺寸為： b=20,h=12,L=90b=20,h=12,L=90第二步，強度校核計算第二步，強度校核計算 根據(jù)軸、輪轂及鍵的材料，根據(jù)軸、輪轂及鍵的材料， 查表查表-得：得：p=110MPa;p=110MPa; 鍵工作長度鍵工作長度l=L-b=90-20=70(mm); l=L-b=90-20=70(mm); 鍵接觸高度鍵接觸高度k=0.5h=0.5k=0.5h=0.512=6(mm);12=6(mm); 鍵的擠壓強度按照下式計算：鍵的擠壓強度按照下式計算：第12頁/共23頁1023PPdlkT將相關數(shù)據(jù)代入得：將相關數(shù)據(jù)代入得：

9、)(110)(7 .1497070610220023MPaMPaPP由計算結果知，強度不夠，所以重新設計（選鍵）。由計算結果知，強度不夠，所以重新設計（選鍵）。綜合考慮，改用雙鍵，對稱布置。綜合考慮，改用雙鍵，對稱布置。第13頁/共23頁雙鍵的雙鍵的工作長度工作長度l=1.5l=1.570=105(mm),70=105(mm),代入強度計算式：代入強度計算式：安全）)(110)( 8 .9970105610220023MPaMPaPP鍵的標記為：鍵鍵的標記為：鍵2012 GB/T 10962003第14頁/共23頁2 2 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接 用多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成用多個鍵齒與

10、鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成，齒側面為工作面。可用于靜、動連接。齒側面為工作面?？捎糜陟o、動連接。 一、類型、特點和應用一、類型、特點和應用 1）齒較多、工作面積大、承載能力較高）齒較多、工作面積大、承載能力較高2）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻第15頁/共23頁3）齒槽線、齒根應力集中小，對軸的強度削弱小；）齒槽線、齒根應力集中小，對軸的強度削弱??；4）軸上零件對中性好；）軸上零件對中性好；5）導向性較好；）導向性較好；6）加工需專用設備、制造成本高。）加工需專用設備、制造成本高。 花鍵類型（花鍵類型（按齒形分）按齒形分）： 矩形花鍵矩形花鍵 矩形花鍵按新標準矩

11、形花鍵按新標準為內(nèi)徑定心，定心精為內(nèi)徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，削消除熱處理后變形，應用廣泛。應用廣泛。第16頁/共23頁 漸開線花鍵漸開線花鍵 定心方式為定心方式為齒形定心，當齒受載時，齒齒形定心，當齒受載時，齒上的徑向力能自動定心，有利于各齒均載，上的徑向力能自動定心，有利于各齒均載，應用廣泛，優(yōu)先采用應用廣泛，優(yōu)先采用 。三角形花鍵三角形花鍵第17頁/共23頁3 3 無鍵連接無鍵連接 一、型面連接一、型面連接 軸和轂孔有柱形和圓錐形等。軸和轂孔有柱形和圓錐形等。特點：沒有應力集中，對中性好，承載能力強，裝拆

12、特點：沒有應力集中，對中性好，承載能力強，裝拆方便，但加工不便，需專用設備，應用較少。方便，但加工不便，需專用設備，應用較少。成形面：方形、六邊形及切邊圓形等。成形面：方形、六邊形及切邊圓形等。 第18頁/共23頁二、脹緊連接二、脹緊連接 利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間，通過摩擦力利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間，通過摩擦力傳遞扭矩，有過載保護作用。傳遞扭矩，有過載保護作用。特點：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應力集中，對特點：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應力集中，對 中性好，但加工要求較高，應用受限制。中性好，但加工要求較高，應用受限制。第19頁/共23頁4 4 銷接銷接 定位銷定位銷主要用于零件間位置定位，組合加工主要用于零件間位置定位，組合加工 和裝配的主要輔助零件；和裝配的主要輔助零件；連接銷連接銷主要用于零件間的連接或鎖定，可主要用于零件間的連接或鎖定，可 傳遞不大的載荷；傳遞不大的載荷；安全銷安全銷安全保護裝置中的過載剪斷元件安全保護裝置中的過載剪斷元件 。第20頁/共23頁圓柱銷：不能多次裝拆（定位精度下降）；圓柱銷：不能多次裝拆（定位精度下降）；圓錐銷：圓錐銷：1：50錐度，可自鎖，定位精度高，錐度，可自鎖，定位精度高