機械設(shè)計基礎(chǔ)(陳立德第二版)軸轂聯(lián)接

1、8.1 概述8.2 鍵連接8.3 花鍵連接8.4 銷連接8.5 過盈配合連接第8章 軸轂聯(lián)接8.1 概述概述2.2.軸轂聯(lián)接方式：軸轂聯(lián)接方式： 常用的軸轂聯(lián)接有鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷連接、過盈配常用的軸轂聯(lián)接有鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷連接、過盈配合連接等。合連接等。 1. 1. 功用：功用： 軸轂聯(lián)接主要是用來實現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定并用來軸轂聯(lián)接主要是用來實現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定并用來傳遞運動和扭矩。傳遞運動和扭矩。 有時還可實現(xiàn)零件的軸向固定或軸向移動（導(dǎo)向）。有時還可實現(xiàn)零件的軸向固定或軸向移動（導(dǎo)向）。8.2 鍵連接鍵連接一、一、鍵聯(lián)接的分類及其結(jié)構(gòu)形式鍵聯(lián)接的分類及其結(jié)構(gòu)形式 平鍵的

2、平鍵的兩側(cè)面兩側(cè)面是工作面，上表面與是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的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。工作時靠鍵與上、下表面為非工作面。工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故定心性鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故定心性較好。較好。普通平鍵應(yīng)用極為廣泛。普通平鍵應(yīng)用極為廣泛。軸上鍵槽可用軸上鍵槽可用指狀銑刀指狀銑刀或或盤狀銑刀盤狀銑刀加工，輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。加工，輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。1 1平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接普通平鍵普通平鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵根據(jù)用途，平鍵又可分為：根據(jù)用途，平鍵又可分為：普通平鍵普通平鍵普通平鍵按端部形狀的不同可分

3、為圓頭（普通平鍵按端部形狀的不同可分為圓頭（A A型）、方頭（型）、方頭（B B型）、半圓型）、半圓頭（頭（C C型）三種，具體結(jié)構(gòu)如下圖：型）三種，具體結(jié)構(gòu)如下圖：8.2 鍵連接鍵連接A型C型B型8.2 鍵連接鍵連接導(dǎo)向平鍵和滑鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動聯(lián)接。當輪轂需要在軸上沿軸向移動時可采用導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動聯(lián)接。當輪轂需要在軸上沿軸向移動時可采用這種鍵聯(lián)接。這種鍵聯(lián)接。當被聯(lián)接零件滑移距離較大時，宜采用滑鍵。當被聯(lián)接零件滑移距離較大時，宜采用滑鍵。導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵滑滑 鍵鍵8.2 鍵連接鍵連接2半圓鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接 鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動，

4、鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。8.2 鍵連接鍵連接3.3.楔鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100 1:100 的斜度。工作時，鍵的上下兩工作的斜度。工作時，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。普通楔鍵普通楔鍵勾頭楔鍵勾頭楔

5、鍵觀看楔鍵的安裝觀看楔鍵的安裝8.2 鍵連接鍵連接4切向鍵切向鍵由兩個斜度為由兩個斜度為1:100的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120135角的兩個鍵。角的兩個鍵。8.2 鍵連接鍵連接觀看切向鍵的安裝觀看切向鍵的安裝二、鍵的選擇與平鍵聯(lián)接的強度計算二、鍵的選擇與平鍵聯(lián)接的強度計算1 1、鍵的選擇、鍵的選擇由輪轂寬由輪轂寬選鍵長選鍵長L L（系列值）（系列值）2 2）尺寸選擇：）尺寸選擇： 剖面尺寸（剖面尺寸（b bh h）鍵長鍵長L L8.2 鍵連接鍵連接1 1）類型選擇：根據(jù)鍵聯(lián)接的

6、結(jié)構(gòu)、使用特性及工作條件來選擇。）類型選擇：根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)、使用特性及工作條件來選擇。從標準中選從標準中選b bh h由軸徑由軸徑d d2 2、強度計算、強度計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 （靜聯(lián)接）（靜聯(lián)接）普通平鍵普通平鍵工作面過度磨損（動聯(lián)接）工作面過度磨損（動聯(lián)接）導(dǎo)向平鍵和滑鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵鍵剪斷鍵剪斷 （過載才發(fā)生）（過載才發(fā)生）平鍵的尺寸平鍵的尺寸鍵被剪斷鍵被剪斷8.2 鍵連接鍵連接TT扭矩（扭矩（NmmNmm）k k工作高度工作高度 k k=h/2 =h/2 dd軸徑（軸徑（mmmm） l l工作長度工作長度LL公稱長度公稱長度2bLlbLlLl ( (

7、圓頭平鍵圓頭平鍵) )( (方頭平鍵方頭平鍵) )( (單圓頭平鍵單圓頭平鍵) ) 1 1 ）普通平鍵聯(lián)接）普通平鍵聯(lián)接 受力情況如圖所示，假設(shè)載荷沿鍵的長度受力情況如圖所示，假設(shè)載荷沿鍵的長度方向是均布的，平鍵聯(lián)接的擠壓強度條件為方向是均布的，平鍵聯(lián)接的擠壓強度條件為4jyjydhlT 2 ）導(dǎo)向平鍵與滑鍵聯(lián)接導(dǎo)向平鍵與滑鍵聯(lián)接 主要失效形式為組成鍵聯(lián)接的軸或輪轂工作面部分的磨損，須按工作主要失效形式為組成鍵聯(lián)接的軸或輪轂工作面部分的磨損，須按工作 面上的壓強進行強度計算，強度條件為面上的壓強進行強度計算，強度條件為4pdhlTp8.2 鍵連接鍵連接 jy、p為鍵聯(lián)接中最弱材料的許用應(yīng)力與許

8、用壓力（教材表為鍵聯(lián)接中最弱材料的許用應(yīng)力與許用壓力（教材表8.2，P122）當強度不足時，可適當增加鍵長或采用兩個鍵按當強度不足時，可適當增加鍵長或采用兩個鍵按180布置?？紤]到兩布置?？紤]到兩個鍵的載荷分布不均勻性，在強度校核中可按個鍵的載荷分布不均勻性，在強度校核中可按1.5個鍵計算。個鍵計算。 一、花鍵聯(lián)接的特點、類型及應(yīng)用一、花鍵聯(lián)接的特點、類型及應(yīng)用 1 1、組成：花鍵聯(lián)接是由具有均布的多個凸齒的外花鍵（、組成：花鍵聯(lián)接是由具有均布的多個凸齒的外花鍵（花鍵軸花鍵軸）和內(nèi)花）和內(nèi)花 鍵（花鍵孔）所構(gòu)成的聯(lián)接，可看作平鍵聯(lián)接在數(shù)目上的發(fā)展。鍵（花鍵孔）所構(gòu)成的聯(lián)接，可看作平鍵聯(lián)接在數(shù)目

9、上的發(fā)展。 其工作面是鍵齒側(cè)面。其工作面是鍵齒側(cè)面。 2 2、特點：、特點： （1 1）花鍵聯(lián)接是多齒傳遞載荷，故比平鍵聯(lián)接的承載能力高。）花鍵聯(lián)接是多齒傳遞載荷，故比平鍵聯(lián)接的承載能力高。 （2 2）定心性和導(dǎo)向性好，對軸的削弱?。┒ㄐ男院蛯?dǎo)向性好，對軸的削弱小( (齒淺、應(yīng)力集中小齒淺、應(yīng)力集中小) )。 花鍵聯(lián)接一般用于定心精度要求高和載荷較大的地方?；ㄦI聯(lián)接一般用于定心精度要求高和載荷較大的地方。 （3 3）花鍵加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高。）花鍵加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高。 8.3 花鍵連接花鍵連接觀看花鍵的安裝觀看花鍵的安裝3、花鍵的標記為：、花鍵的標記為：N（鍵數(shù)）

10、（鍵數(shù)）d d（小徑）（小徑）DD（大徑）（大徑）B B（鍵槽寬）（鍵槽寬）8.3 花鍵連接花鍵連接 4 4、花鍵聯(lián)接的類型、花鍵聯(lián)接的類型 按齒形不同，可分為按齒形不同，可分為矩形花鍵矩形花鍵和和漸開線花鍵漸開線花鍵兩類，且均已標準化。兩類，且均已標準化。5 5、定心方式：、定心方式：矩形花鍵矩形花鍵小徑定心；漸開線花鍵小徑定心；漸開線花鍵齒側(cè)定心。齒側(cè)定心。二、花鍵聯(lián)接強度計算二、花鍵聯(lián)接強度計算 花鍵聯(lián)接的受力情況如右圖?；ㄦI聯(lián)接的受力情況如右圖。 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聯(lián)接靜聯(lián)接 工作面過度磨損工作面過度磨損動聯(lián)接動聯(lián)接 強度計算時，假定載荷在鍵的工作

11、面上均勻強度計算時，假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，且壓力的合力分布，且壓力的合力F作用在平均直徑作用在平均直徑dm處，并處，并引入載荷分配不均勻系數(shù)引入載荷分配不均勻系數(shù)y y，則花鍵聯(lián)接的強度，則花鍵聯(lián)接的強度校核式為：校核式為：8.3 花鍵連接花鍵連接ppm2000Tzhldy靜聯(lián)接：靜聯(lián)接： m2000Tppzhldy動聯(lián)接：動聯(lián)接： p、p為花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強（表為花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強（表8.3，教材，教材P124） T T傳遞扭矩（傳遞扭矩（N.mN.m）；）； zz花鍵齒數(shù)花鍵齒數(shù) l l 鍵齒工作長度（鍵齒工作長度（mmmm）；）； d dmm花鍵的平

12、均直徑，花鍵的平均直徑， d dmm（D+dD+d）/2/2 載荷分布不均系數(shù)，一般取載荷分布不均系數(shù)，一般取0.7 0.7 0.80.8hh鍵齒側(cè)面工作高度（鍵齒側(cè)面工作高度（mmmm）矩形花鍵矩形花鍵CdDh22漸開線花鍵漸開線花鍵 h=mppm2000Tzhldy靜聯(lián)接：靜聯(lián)接： m2000Tppzhldy動聯(lián)接：動聯(lián)接：8.3 花鍵連接花鍵連接聯(lián)接銷：用于聯(lián)接，可傳遞不大的載荷聯(lián)接銷：用于聯(lián)接，可傳遞不大的載荷安全銷：安全裝置中的過載剪斷元件安全銷：安全裝置中的過載剪斷元件定位銷：確定相對位置定位銷：確定相對位置1、根據(jù)用途不同可分為：、根據(jù)用途不同可分為：8.4 銷聯(lián)接銷聯(lián)接一、銷聯(lián)

13、接功用一、銷聯(lián)接功用 主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。的聯(lián)接。二、銷的種類二、銷的種類 開尾圓錐銷在聯(lián)接時的防松效果好，開尾圓錐銷在聯(lián)接時的防松效果好，適用于有沖擊、振動的場合的聯(lián)接。適用于有沖擊、振動的場合的聯(lián)接。 圓柱銷靠過盈配合固定在銷孔中，圓柱銷靠過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次裝拆會降低定位精度和可靠性。經(jīng)多次裝拆會降低定位精度和可靠性。 圓錐銷具有圓錐銷具有1:501:50的錐度，安裝方的錐度，安裝方便，定位精度高。便，定位精度高。8.4 銷聯(lián)接銷聯(lián)接2、

14、根據(jù)形狀不同可分為：、根據(jù)形狀不同可分為： 端部帶螺紋的圓錐銷端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的可用于盲孔或拆卸困難的場合；場合； 槽銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷槽銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷打入銷孔后，由于材料的彈性使銷擠壓在銷孔中，打入銷孔后，由于材料的彈性使銷擠壓在銷孔中，不易松脫，因而能承受振動和變載荷。不易松脫，因而能承受振動和變載荷。 銷軸用于兩零件的鉸銷軸用于兩零件的鉸接處，構(gòu)成鉸鏈聯(lián)接。銷接處，構(gòu)成鉸鏈聯(lián)接。銷軸通常用于開口銷鎖定，軸通常用于開口銷鎖定，工作可靠，裝拆方便。工作可靠，裝拆方便。8.4 銷聯(lián)接銷聯(lián)接一、過盈聯(lián)接的工作原理與應(yīng)用一、過盈

15、聯(lián)接的工作原理與應(yīng)用 利用兩個被聯(lián)接件本身的配合過盈來實現(xiàn)聯(lián)接，一為包容件，另一為利用兩個被聯(lián)接件本身的配合過盈來實現(xiàn)聯(lián)接，一為包容件，另一為 被包容件。被包容件。 又稱為緊配合聯(lián)接。又稱為緊配合聯(lián)接。 圓柱面過盈配合聯(lián)接簡稱壓配合。圓柱面過盈配合聯(lián)接簡稱壓配合。8.4 過盈配合聯(lián)接過盈配合聯(lián)接 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，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。從而靠摩擦力來傳遞載荷。二、壓配合聯(lián)接的裝配方法二、壓配合聯(lián)接的裝配方法 1 1）壓入法）壓入法利用壓力機將被包容件壓入包容件中，由于壓入過程中表利用壓力機將被包容件壓入包容件中，由于