機(jī)械工程 第四章 軸轂連接

機(jī)械設(shè)計第四章軸轂連接軸轂連接的意義轂：輪中心的圓木,周圍與車輻的一端相接,中有圓孔,可以插軸軸轂連接主要是實現(xiàn)軸與軸上零件的周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，有些還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動。軸轂連接的功能主要內(nèi)容

第一節(jié)鍵連接

第二節(jié)花鍵連接

第三節(jié)銷連接

第四節(jié)過盈連接

第五節(jié)型面連接

第六節(jié)彈性環(huán)連接第一節(jié)鍵連接1.1鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用類型：

平鍵半圓鍵楔鍵切向鍵1、平鍵連接工作面：兩側(cè)面原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩軸向承載情況：不能承受軸向力特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，對中性好，應(yīng)用廣泛種類：普通平鍵，薄型平鍵，導(dǎo)向鍵和滑鍵第一節(jié)鍵連接普通平鍵

用于軸轂間無相對軸向運(yùn)動的靜聯(lián)接。按端部形狀分圓頭（A型）、平頭（B型）、單圓頭（C型）

第一節(jié)鍵連接軸上鍵槽的加工方法

用盤銑刀

用端銑刀第一節(jié)鍵連接薄型平鍵

厚度h較小，一般為普通平鍵的60～70％適用于空心軸、薄壁輪轂或傳遞小轉(zhuǎn)矩的場合

第一節(jié)鍵連接導(dǎo)向平鍵與滑鍵第一節(jié)鍵連接動連接輪轂需作軸向移動導(dǎo)向平鍵與滑鍵導(dǎo)向平鍵第一節(jié)鍵連接用螺釘固定在軸槽中與輪轂的鍵槽采用間隙配合輪轂的移動距離不宜太大導(dǎo)向平鍵與滑鍵滑鍵第一節(jié)鍵連接鍵固定在輪轂上，隨輪轂移動與軸上鍵槽采用間隙配合，軸上鍵槽較長輪轂的移動距離較大2、半圓鍵連接

半園鍵聯(lián)接工作面：兩側(cè)面軸向承載情況：不能承受軸向力特點(diǎn)：制造簡單，拆裝方便;

缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對軸削弱較大。

適用于錐形軸端、輕載、短輪轂等場合。原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩第一節(jié)鍵連接第一節(jié)鍵連接3、楔鍵連接工作面第一節(jié)鍵連接3、楔鍵連接用于靜連接裝配時將鍵打入槽中主要靠鍵與鍵槽之間及軸與輪轂間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩軸向固定，承受單方向軸向力對中精度要求不高，不能承受沖擊振動或變載荷，用于較低速度的場合第一節(jié)鍵連接

圓頭方頭鉤頭楔鍵的類型4、切向鍵連接原理：靠工作面上的擠壓力來傳遞轉(zhuǎn)矩。工作面：兩鍵沿斜面拼接后楔緊在軸轂間，上下面是工作面，其中一個面在通過軸心線的平面內(nèi)。軸向承載情況：能軸向固定零件，承受單方向的軸向力特點(diǎn)：用于靜連接,適用于大載荷，對中要求不嚴(yán)的場合。一組切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩須采用兩組切向鍵。鍵槽對軸的削弱較大,常用于軸頸大于100mm時第一節(jié)鍵連接2.2鍵的選擇和鍵連接的強(qiáng)度計算鍵的材料：鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，一般采用σs≥600MPa的碳鋼制造，如45鋼。

類型選擇1.鍵的選擇尺寸選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)，使用特性及工作條件選擇按d選取b×h；按被聯(lián)接件長度選取L第一節(jié)鍵連接2.平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計算（1）普通平鍵和薄型平鍵（靜聯(lián)接）對按標(biāo)準(zhǔn)選的平鍵聯(lián)接，主要失效形式是工作面的壓潰，故進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核計算：可能的失效形式

工作面壓潰或鍵被剪斷。第一節(jié)鍵連接許用擠壓應(yīng)力

（2）導(dǎo)向平鍵、滑鍵（動聯(lián)接）A型:l=L－bB型:l=LC型:l=L－b/2許用擠壓應(yīng)力[σp]和許用壓強(qiáng)[p]查表4-1。l是工作長度失效形式：工作面磨損。主要進(jìn)行耐磨性的條件性計算：

第一節(jié)鍵連接當(dāng)鍵的強(qiáng)度不夠時：在條件允許的情況下適當(dāng)增大鍵的長度或改用平頭鍵采用雙鍵，沿周向180度布置，考慮到載荷在兩鍵上分配不均，在強(qiáng)度校核時，只按1.5個鍵計算第一節(jié)鍵連接3.半圓鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計算許用切應(yīng)力[]查表4-1。l為工作長度近似取l≈L。強(qiáng)度不夠時，可采用雙鍵，沿軸向布置在一條線上由于鍵厚b較小，主要失效形式是鍵被剪斷。故進(jìn)行鍵的剪切強(qiáng)度校核計算：

第一節(jié)鍵連接4.提高鍵聯(lián)接強(qiáng)度的措施

采用雙鍵（注意合理布置）加長輪轂以增加鍵長L

增大軸徑d以增大鍵截面尺寸b×h第一節(jié)鍵連接由具有多個周向均布鍵齒和有相應(yīng)凹槽的轂孔組成的聯(lián)接第二節(jié)花鍵連接特點(diǎn)：承載能力高，定心性好，導(dǎo)向性好，強(qiáng)度高；專門加工，成本高。內(nèi)花鍵外花鍵一、花鍵連接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1.矩形花鍵第二節(jié)花鍵連接花鍵有矩形花鍵和漸開線花鍵按齒數(shù)和齒高的不同分為輕系列和中系列輕系列承載能力小，多用于靜連接和輕載連接；中系列用于中等載荷連接定心方式：大徑定心，小徑定心，齒側(cè)定心小徑定心：外內(nèi)花鍵的小徑為配合面，磨銷加工以提高定心面的精度。定心精度高，定心穩(wěn)定性好、承載能力較大2.漸開線花鍵第二節(jié)花鍵連接齒廓為漸開線齒根較厚，應(yīng)力集中較小，連接強(qiáng)度較高，壽命長齒形自動定心,受載時因齒上有徑向分力可實現(xiàn)自動定心，有利于保證連接的同心度多齒同時接觸,各齒均勻承載齒輪加工方法加工，工藝性好，精度高，適用于載荷大，定心要求高，尺寸較大的場合二、花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度設(shè)計1.設(shè)計內(nèi)容

類型選擇2.強(qiáng)度校核

工作面：側(cè)面尺寸選擇強(qiáng)度校核失效形式：靜聯(lián)接為齒面壓潰

動聯(lián)接為齒面磨損第二節(jié)花鍵連接

按擠壓強(qiáng)度或耐磨性計算（同平鍵）：靜聯(lián)接動聯(lián)接第二節(jié)花鍵連接齒間載荷分布不均勻系數(shù),0.7-0.8dm——平均直徑矩形：=(D+d)/2漸開線：=分度圓直徑一、銷的作用

定位銷聯(lián)接銷安全銷第三節(jié)銷連接在組合加工和裝配時的重要輔助零件，用于固定零件之間的相對位置軸轂連接小載荷二、銷的種類及應(yīng)用

圓錐銷圓柱銷靠微量過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次拆卸會降低其定位精度和可靠性。具有1:50的錐度，在受橫向力時可以自鎖。安裝方便，定位精度高，可多次裝拆而不影響定位精度。端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的場合第三節(jié)銷連接孔需鉸制開尾圓錐銷適用于有沖擊、振動的場合小端螺尾銷裝配后擰緊螺母可防止銷松脫第三節(jié)銷連接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，不易松脫，因而能承受振動和變載荷。用彈簧鋼帶卷制而成，具有很好的彈性，可以均勻地擠緊在孔中，對配合精度要求不高，可多次裝拆。剛性差，不適于高精度定位用。結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，裝拆方便。主要用于螺紋聯(lián)接的防松，還用于軸銷端部鎖定零件。第三節(jié)銷連接不需要鉸制槽銷彈性圓柱銷開口銷一、工作原理

利用過盈配合，配合面間有壓力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。蝸輪的輪緣與齒圈的過盈連接滾動軸承內(nèi)孔與軸的過盈連接圓錐面過盈連接第四節(jié)過盈連接二、特點(diǎn)第四節(jié)過盈連接

裝配方法：壓力法:軸徑尺寸不是很大，過盈量較小溫差法：不損傷配合表面，緊固性好，承載能力高

結(jié)構(gòu)簡單，定心性好，軸上不開槽，對軸削弱小，承載能力高,承受變載性能好，但對配合表面加工精度要求高，裝配不便。過盈量按配合選取或計算一、工作原理:軸與相應(yīng)的輪轂由光滑非圓截面的表面構(gòu)成的聯(lián)接軸和轂