第二節(jié)汽車常用鍵銷連接

第二節(jié)汽車常用其它聯(lián)接

【教學(xué)目標(biāo)】1．熟悉汽車常用的其他連接形式的結(jié)構(gòu)、原理、特點及應(yīng)用；2．熟悉平鍵連接的失效形式和強度驗算?！窘虒W(xué)重點、難點】教學(xué)重點：汽車常用的其他連接形式教學(xué)難點：平鍵連接的失效形式和強度驗算除螺紋聯(lián)接外，鍵、花鍵和銷聯(lián)接是汽車中最常用的聯(lián)接。鍵及花鍵主要用于軸和軸上的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、鏈輪、帶輪等）或擺動零件（如搖臂等）之間的周向固定，并傳遞扭矩；有時也用作導(dǎo)向零件。

汽車上許多部位采用鍵連接，如發(fā)動機的水泵、發(fā)電機、曲軸軸端（圖）、變速器、萬向傳動裝置、驅(qū)動橋以及車輪輪轂處等。

圖曲軸軸端的鍵連接鍵與花鍵的材料、剖面尺寸、健與健槽的配合等都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。因此，鍵及花鍵聯(lián)接的設(shè)計，主要是根據(jù)聯(lián)接的具體使用要求和軸的直徑，選用適當(dāng)?shù)念愋秃拖鄳?yīng)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的鍵或花鍵，必要時進(jìn)行強度校核。下面就幾種主要的類型作簡要介紹。

根據(jù)工作前鍵聯(lián)接中是否存在預(yù)緊力，鍵聯(lián)接可分為兩大類：松鍵聯(lián)接和緊鍵聯(lián)接。一、松鍵聯(lián)接屬于松鍵聯(lián)接的有平鍵聯(lián)接和半圓鍵聯(lián)接。1．平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接又分為普通平鍵、導(dǎo)向鍵和滑鍵聯(lián)接三種。

功能：實現(xiàn)軸與輪轂的周向固定傳遞轉(zhuǎn)矩，還可實現(xiàn)軸向固定和軸向滑動的導(dǎo)向。①普通平鍵單圓頭(C型)圓頭(A型)平頭(B型)軸的應(yīng)力集中小用于軸端A型B型C型盤銑刀

固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。輪轂上插健槽(keyway)A型鍵在鍵槽中軸向固定良好，裝卸方便。通常鍵與鍵槽配合較緊，但不能軸向固定軸上零件。A型鍵鍵槽應(yīng)力集中大，而B型鍵鍵槽的應(yīng)力集中小，二者通常都用在軸的中間部位。C型鍵應(yīng)用較少一些，常用于軸端聯(lián)接。普通平鍵聯(lián)接應(yīng)用很廣，常用來固定軸上齒輪、蝸輪、帶輪、鏈輪、凸輪等回轉(zhuǎn)零件，構(gòu)成靜聯(lián)接。普通平鍵和鍵槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79）A型B型C型bhR=b/2C×45?或r1

LLLbhbtd-tbt1d+t1標(biāo)記實例：圓頭普通平鍵(A型):鍵16×100GB1096-79方頭普通平鍵(B型):鍵B16×100GB1096-79單圓頭普通平鍵(C型):鍵C16×100GB1096-79ddbhC或rLtt1半徑r續(xù)表6-1鍵的尺寸鍵槽軸的直徑自6~8226~201.21〉8~10330.16~0.256~361.81.40.08~0.16〉10~12448~452.51.8〉12~175510~563.02.3〉17~22660.25~0.414~703.52.80.16~0.25〉22~308718~904.03.3〉30~3810822~1105.03.3〉38~4412828~1405.03.3〉44~501490.4~0.636~1605.53.80.25~0.4〉50~58161045~1806.54.3〉58~65181150~2007.04.4〉65~75201256~2207.54.9〉75~85221463~2509.05.40.6~0.80.4~0.6③材料選擇鍵的材料一般選用45號鋼標(biāo)記實例：圓頭普通平鍵(A型):鍵16×100GB/T1096-2003

方頭普通平鍵(B型):鍵B16×100GB/T1096-2003普通平鍵的標(biāo)記：鍵□b×LGB/T1096-2003□——A、B、C，一般A型不標(biāo)出A2）導(dǎo)向鍵和滑鍵

導(dǎo)向鍵和滑鍵用于動聯(lián)接。當(dāng)軸上零件需要沿軸向移動時，可以用導(dǎo)向鍵和滑鍵構(gòu)成聯(lián)接。

起鍵螺孔導(dǎo)向平鍵固定螺釘滑移距離較大時，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵。結(jié)構(gòu)特點：長度較長，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。零件可以在軸上移動，構(gòu)成動聯(lián)接。潘存云教授研制起鍵螺孔固定螺釘導(dǎo)向平鍵聯(lián)接變速器

導(dǎo)向鍵其端部形狀有A型和B型兩種。導(dǎo)向鍵聯(lián)接是將鍵用螺釘固定在軸上的鍵槽中，軸上零件的輪轂可在軸上沿軸向滑動。為了拆卸方便，在鍵的中部制有起鍵用的螺釘孔（圖18-6）。導(dǎo)向鍵用于軸上零件的軸向移動量不大的場合。

圖18-6返回看三維當(dāng)軸上零件的軸向移動量很大時，導(dǎo)向鍵將很長，不易制造，這時可采用滑鍵?；I聯(lián)接是將鍵固定在輪轂上，并與輪轂一起在軸上的鍵槽中滑動。結(jié)構(gòu)特點：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上。潘存云教授研制④滑鍵a雙勾頭滑鍵鍵短，槽長b單圓勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點：單圓勾頭，嵌入輪轂中。潘存云教授研制滑鍵返回3）平鍵聯(lián)接的失效形式和強度驗算

平鍵聯(lián)接工作時的受力情況如圖18-8所示，鍵和鍵槽側(cè)面受擠壓，鍵的縱向剖面a－a受剪切。實踐證明，平鍵聯(lián)接的靜聯(lián)接的主要失效形式是鍵、軸和輪轂中強度較弱的工作表面被壓潰，因此通常只驗算擠壓強度。動聯(lián)接的主要失效形式是鍵和輪轂中硬度較低的工作表面磨損，因此通常只驗算耐磨性，即驗算壓強。⑵鍵聯(lián)接強度計算①普通平鍵a失效形式主要：工作面被壓潰次要：鍵被剪斷b計算準(zhǔn)則：按擠壓強度計算鍵被剪斷設(shè)軸轉(zhuǎn)遞的轉(zhuǎn)矩為T（N·mm），軸的直徑為d（mm），則作用于軸上的圓周力，即作用于鍵和鍵槽側(cè)面上的壓力Ft為鍵聯(lián)接受擠壓的面積為式中，h/2—鍵與輪轂近似接觸高度（㎜）。

l—鍵與輪轂的接觸長度（㎜）。對于A型普通平鍵（圖18-9a），l=L－b；對于B型普通平鍵（圖18-9b），l=L；對于C型普通平鍵（圖18-9c），l=L-b/2。

靜聯(lián)接的擠壓應(yīng)力為動聯(lián)接的壓強為擠壓強度條件為耐磨性條件為式中，［σ］jy、［p］c為鍵聯(lián)接中強度較弱、硬度較低零件（一般為輪轂）的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強，其值可由表18-5查得。表18-5返回2．半圓鍵聯(lián)接

半圓鍵（圖18-10a）的上表面為一平面，下表面為半圓形弧面，兩側(cè)面互相平行。裝配時，半圓鍵放在軸上半圓形的鍵槽內(nèi)，然后推上輪轂（圖18-10b）。這種鍵聯(lián)接，鍵的上表面與輪轂鍵槽的底面間留有間隙，鍵的側(cè)面和軸、輪轂鍵槽的側(cè)面貼合。半圓鍵結(jié)構(gòu)緊湊，裝拆方便，能在軸上的鍵槽中擺動，以適應(yīng)輪轂鍵槽底面的偏斜。但軸上的鍵槽較深，降低了軸的強度。半圓鍵聯(lián)接主要用于輕載、輪轂寬度較窄和軸端處的聯(lián)接，尤其適用于圓錐形軸端的聯(lián)接。⑵半圓鍵聯(lián)接優(yōu)點：定心好，裝配方便。缺點：對軸的削弱較大，應(yīng)用：只適用于輕載聯(lián)接。特別適用于錐形軸端的聯(lián)接。工作面二、緊鍵聯(lián)接緊鍵聯(lián)接分為楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接兩類，這里僅簡單介紹楔鍵聯(lián)接。楔鍵如圖18-11所示，鍵的頂端有1:100的斜度，兩側(cè)面互相平行。楔鍵分為普通楔鍵（圖18-11a）和鉤頭楔鍵（圖18-11b）兩種，它們均為標(biāo)準(zhǔn)件。這種鍵聯(lián)接裝配后，鍵的側(cè)面與鍵槽側(cè)面不接觸，鍵的頂面和底面分別與輪轂鍵槽和軸槽的底面相互楔緊（如圖18-12）。因此，鍵與軸、輪轂之間產(chǎn)生很大的擠壓力。工作時，靠擠壓力及其在接觸面上所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，并可承受不大的單向的軸向力。楔鍵聯(lián)接在楔緊時，破壞了軸與軸上零件的對中性，所以僅適用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的場合。結(jié)構(gòu)特點：鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂槽的底面也有1:100的斜度。缺點：定心精度不高。優(yōu)點：單向的軸向固定應(yīng)用：只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。安裝時用力打入工作面普通楔鍵勾頭楔鍵返回圖18-12

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三、花鍵聯(lián)接

花鍵聯(lián)接是由在軸上加工出的外花鍵齒和在輪轂孔壁上加工出的內(nèi)花鍵齒所構(gòu)成的聯(lián)接，如圖18-13所示?；ㄦI聯(lián)接具有承載能力大，齒淺、對軸的削弱小，應(yīng)力集中小，對中性好，導(dǎo)向性能好等特點；但加工需要專用的設(shè)備、量具和刃具，成本高。它適用于受重載和定心精度要求較高的靜、動聯(lián)接。尤其適用于經(jīng)?；频穆?lián)接。

按齒形不同，花鍵可分為矩形、漸開線和三角形花鍵三種。下面僅簡單介紹應(yīng)用最廣的矩形花鍵?？磩赢嫹祷胤祷?/p>

矩形花鍵（圖18-14）加工方便，并可用磨削的方法獲得較高的精度，所以應(yīng)用較廣。GB1144－87規(guī)定，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。其優(yōu)點是：定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度。圖18-15表示矩形花鍵小徑定心方式。四、銷聯(lián)接銷主要用作裝配定位，也可用于聯(lián)接或鎖定零件，還可以作為安全裝置中的過載剪斷元件。銷是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計銷聯(lián)接時，根據(jù)工作要求選擇銷的類型。用于聯(lián)接的銷，其直徑可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點按經(jīng)驗確定，必要時再驗算強度。

汽車上許多部位采用銷連接，如發(fā)動機連接活塞與連桿小頭的活塞銷（圖3-2-1），汽車轉(zhuǎn)向節(jié)主銷，汽車車輪輪轂處開口銷，變速器蓋定位銷等。

圖3-2-1活塞銷連接用于定位的銷不受載荷或受很小