第6章 鍵 花鍵 銷 型面連接

1、第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第1頁軸、轂要可靠地傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，可用什么樣的連接結(jié)構(gòu)？ 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第2頁 第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷聯(lián)接 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第3頁鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與擺動(dòng)零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)成扭矩，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動(dòng)的導(dǎo)向裝置。 一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造 主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵鍵連接第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第4頁1、平鍵 1）普通平鍵(general flat key) 用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對(duì)軸向移動(dòng) 構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭

2、矩； 軸上的槽用盤銑刀或指狀銑刀加工； 輪轂槽用拉刀或插刀加工。 A型平鍵 B型平鍵 C型平鍵 園頭 方頭 半園頭第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第5頁2）薄型平鍵 鍵高約為普通平鍵的60%70%：圓頭、方頭、單圓頭 用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的聯(lián)接 3）導(dǎo)向鍵(dive key； feather key)與滑鍵(sliding key) 用于動(dòng)聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接 滑鍵鍵隨輪轂移動(dòng)導(dǎo)向鍵鍵不動(dòng)，輪轂軸向移動(dòng)特點(diǎn)：裝拆方便，對(duì)零件對(duì)中性無影響，容易制造，作用可靠，多用于高精度聯(lián)接。但只能圓周固定，不能承受軸向力 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第6頁2、半圓鍵 （wo

3、odruff key)軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中繞幾何中心擺動(dòng)，鍵的側(cè)面為工作面，工作時(shí)靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。 d特點(diǎn)：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接缺點(diǎn)：軸槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第7頁普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1：100斜度（側(cè)面有間隙），工作時(shí)打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力 1:100工作面1:1003、楔鍵聯(lián)接（taper key) 特 點(diǎn) ：適用于低速輕載、精度要求不高。對(duì)中性較差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易松動(dòng)。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長(zhǎng)

4、2倍才能裝入。且要罩安全罩 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第8頁120btdb1:100rbtC45兩個(gè)斜度為1：100的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打入）,布置在圓周的切向4、切向鍵(tangential key)工作原理：靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞扭矩 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第9頁鍵的選擇鍵的選擇n類型類型根據(jù)鍵連接的特點(diǎn)、使用要求和工作條件根據(jù)鍵連接的特點(diǎn)、使用要求和工作條件按軸的直徑查標(biāo)準(zhǔn)選擇輪轂的長(zhǎng)度n尺寸尺寸 b b h h L L第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第10頁二、鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 失效形式：壓潰（靜聯(lián)接失效形式：壓潰（靜聯(lián)接鍵、軸、轂中較弱者）鍵、軸、轂中較

5、弱者） 磨損（動(dòng)聯(lián)接）磨損（動(dòng)聯(lián)接） 鍵的剪斷（較少）鍵的剪斷（較少） 1、平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 a) a) 擠壓強(qiáng)度條件為：擠壓強(qiáng)度條件為： 允許傳遞的扭矩：允許傳遞的扭矩： PkldT21 T T扭矩（扭矩（N Nm m） k k工作高度工作高度 k kh/2 h/2 d d軸徑（軸徑（mmmm） l l工作長(zhǎng)度工作長(zhǎng)度 A A型鍵：型鍵：l l=L-b ;=L-b ; B B型鍵：型鍵：l l=L ; =L ; C C型鍵：型鍵：l l=L-b/2 =L-b/2 LL公稱長(zhǎng)度公稱長(zhǎng)度 A A型平鍵型平鍵 B B型平鍵型平鍵 C C型平鍵型平鍵 園頭園頭 方頭方頭 半園頭半園頭PPkldTl

6、kdTlkN200021000第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第11頁 b）剪切強(qiáng)度條件 200021000bldTbldTblN2、半圓鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 200021000bldTbldTblN強(qiáng)度不夠時(shí)，措施：強(qiáng)度不夠時(shí)，措施： 1 1）雙鍵：）雙鍵：180180布置（按布置（按1.51.5個(gè)鍵計(jì)算）個(gè)鍵計(jì)算） ( (楔鍵：楔鍵：9090 120 120布置布置) ) ( (半圓鍵：同一母線半圓鍵：同一母線) ) 2 2）增大軸徑）增大軸徑dd 3 3）增長(zhǎng)）增長(zhǎng)LL，但輪轂長(zhǎng)，但輪轂長(zhǎng)受力不利受力不利 4 4）改用花鍵）改用花鍵 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第12頁花鍵聯(lián)接（spline）

7、 Dd一、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用一、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用 1 1、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：1 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 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3 3）齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱減少）齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱減少4 4）軸上零件對(duì)中性好）軸上零件對(duì)中性好5 5）導(dǎo)向性較好）導(dǎo)向性較好6 6）加工需專用設(shè)備、制造成本高）加工需專用設(shè)備、制造成本高第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第13頁2、花鍵類型 按齒形分：d 矩形花鍵 聯(lián)接按新標(biāo)準(zhǔn)為小徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形

8、，應(yīng)用廣泛 漸開線花鍵矩形花鍵矩形花鍵第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第14頁漸開線花鍵（involute spline)30df定心方式為齒形定心，當(dāng)齒受載時(shí)，齒上的徑向力能自動(dòng)定心，有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用 齒數(shù)較多，齒較小，對(duì)軸強(qiáng)度削弱小。適于輕載、直徑較小時(shí)及軸與薄壁零件的聯(lián)接應(yīng)用較少 mha5 . 0,30mha4 . 0,45第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第15頁二、花鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算 ：選花鍵類型按軸徑定花鍵尺寸驗(yàn)算聯(lián)接強(qiáng)度 鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接） 磨損（動(dòng)聯(lián)接） 齒根剪斷 設(shè)：工作載荷沿鍵的工作長(zhǎng)度l均勻分布。且各齒面上壓力的合力N作用在平均半徑dm處，如圖 NdmCCh

9、Dd設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)失效形式：失效形式：第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第16頁擠壓強(qiáng)度條件： PmPdlhzT2000動(dòng)聯(lián)接（耐磨性條件）： 2000PdlhzTPm T傳遞扭矩（N.m） Z花鍵齒數(shù) l 鍵齒工作長(zhǎng)度（mm） dm花鍵的平均直徑載荷分布不均系數(shù) h鍵齒側(cè)面工作高度（mm） 8 . 07 . 0mhmhCdDh8 . 0453022，；，漸開線：矩形：NdmCChDd第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第17頁無鍵聯(lián)接 用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時(shí)，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接 一、型面聯(lián)接 軸和轂孔有柱形和圓錐形等。 特點(diǎn)：沒有應(yīng)力集中源，對(duì)中性好，承載能力強(qiáng)，裝拆方便，但加工不方便，需用專用設(shè)備，應(yīng)用較

10、少。另外成形面還有方形、六邊形及切邊圓形等，但對(duì)中性較差。 擺線、等距曲線第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第18頁二、脹緊聯(lián)接 如圖為彈性環(huán)聯(lián)接利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間用摩擦力傳遞扭矩，有過載保護(hù)作用。彈性環(huán)的材料為高碳鋼或高碳合金鋼（65，70，55Cr2、60Cr2）并經(jīng)熱處理。錐角一般為12.517，另外要求內(nèi)、外環(huán)錐面配合良好。特點(diǎn)：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對(duì)中性好，裝拆方便，有時(shí)受到結(jié)構(gòu)尺寸的限制。dLDlZ1型第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第19頁GB/T5867-1986規(guī)定了5種型號(hào)：n傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)：n傳遞軸向力時(shí)：n轉(zhuǎn)矩、軸向力聯(lián)合作用時(shí)：TmT Z1Z5型m漲套

11、的額定載荷系數(shù)aaFmF 200022aaFmdTF第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第20頁銷連接銷連接 (pin)(pin)定位銷主要用于零件間位置定位，常用作組合加工和裝配時(shí)的主要輔助零件。聯(lián)接銷主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，中圖，可傳遞不大的載荷安全銷主要用于安全保護(hù)裝置中的過載剪斷元件銷套安全銷第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第21頁 圓柱銷(cylindrical pin , straight pin) 不能多次的裝拆（否則定位精度下降） 圓錐銷(conical pin , taper pin) 1：50錐度，可自鎖，定位精度較高， 允許多次裝拆，且便于拆卸 特殊型式銷帶螺紋錐銷，開尾錐銷

12、, 彈性銷，開口銷，槽銷和開口銷等多種形式 銷的材料：35、45（開口銷為低炭鋼）同鍵80pMPa第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第22頁過盈聯(lián)接 一、過盈聯(lián)接的類型與應(yīng)用 利用兩個(gè)被聯(lián)接件本身的過盈配合來實(shí)現(xiàn)，一為包容件，另一為被包容件 無輔助件用于軸與輪轂聯(lián)接，輪圈與輪芯的聯(lián)接及滾動(dòng)軸承與軸及座孔的聯(lián)接有輔助件借助于扣緊板或環(huán)將重型剖分零件2、4沿接縫面3聯(lián)接成一體，現(xiàn)大多由螺栓代替1234第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第23頁二、過盈聯(lián)接的工作原理與裝配方法 工作原理：利用包容件與被包容件的徑向變形使配合面間產(chǎn)生很大壓力，從而靠摩擦力來傳遞載荷裝配方法：1）壓入法利用壓力機(jī)將被包容件壓入包容件中，由于壓入過程中表面微觀不平度的峰尖被擦傷或壓平，因而降低了聯(lián)接的緊固性2）溫差法加熱包容件，冷卻被包容件?？杀苊獠羵?lián)接表面，聯(lián)接牢固。 第六章 鍵、花鍵、無鍵和銷連接第24頁復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題n1、平鍵聯(lián)接的可能失效形式為 。 疲勞點(diǎn)蝕；彎曲疲勞破壞；膠合；壓潰、摩損、剪切破壞等n2、楔鍵聯(lián)接與平鍵聯(lián)接相比，前者對(duì)中性 。 好；差；相同；無法比較n3、半圓鍵聯(lián)接具有 特點(diǎn)。 對(duì)軸強(qiáng)度削弱??；工藝性差、裝配不方便；調(diào)心性好；承載能力大