機(jī)械設(shè)計(jì)精品課程-課件第6章

§6－1鍵聯(lián)接第6章鍵、花鍵、無(wú)鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接§6－2花鍵聯(lián)接§6－3無(wú)鍵聯(lián)接§6－4銷聯(lián)接教學(xué)要求：1了解鍵聯(lián)接的主要類型和應(yīng)用特點(diǎn)；2掌握平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核方法；3了解花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用；4了解銷聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核方法§6－1鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接作用：用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞扭矩，或?qū)崿F(xiàn)零件的軸向固定或移動(dòng)。一、鍵聯(lián)接的類型類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。1.平鍵聯(lián)接工作面特點(diǎn)：定心好、裝拆方便。種類普通平鍵導(dǎo)向平鍵間隙軸普通平鍵結(jié)構(gòu)單圓頭(C型)圓頭(A型)平頭(B型)用指狀銑刀加工，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。用盤銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。用于軸端普通平鍵應(yīng)用最廣。A型B型C型盤銑刀起鍵螺孔導(dǎo)向平鍵固定螺釘零件可以在軸上移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)聯(lián)接。滑移距離較大時(shí)，平鍵過(guò)長(zhǎng)，制造困難，故可采用滑鍵。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。潘存云教授研制起鍵螺孔固定螺釘雙勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長(zhǎng)。潘存云教授研制單圓勾頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：?jiǎn)螆A勾頭，嵌入輪轂中。潘存云教授研制2.半圓鍵聯(lián)接優(yōu)點(diǎn)：工藝性好，裝配方便。缺點(diǎn)：對(duì)軸的削弱較大，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3.楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接特點(diǎn)：鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂槽的底面也有1:100的斜度。1.上下平面是工作面；2.對(duì)輪轂起到單向的軸向固定作用；3.軸和輪轂的配合產(chǎn)生偏心和偏斜。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(shí)用力打入工作面d120?切向鍵d二、平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核鍵的材料：σB≥600

Mpa的碳素鋼，常用45鋼。鍵的截面尺寸b、h查表選取，長(zhǎng)度L參照輪轂長(zhǎng)度從標(biāo)準(zhǔn)中選取。鍵的主要失效形式：壓潰、磨損(動(dòng)聯(lián)接)、剪斷。Lbh/21)平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度σp=SFt(d/2)(h/2)lT=≤[σp

]MPa

dhl4T=l=L-bl=L一般不會(huì)出現(xiàn)d擠壓應(yīng)力：bA型bB型l≤[p

]dhl4Tp=對(duì)于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接，計(jì)算依據(jù)是磨損，應(yīng)限制壓強(qiáng)：2)半圓鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算bdT≤[σp

]MPa

kld2Tσp=lkNy≈d/2鍵連接強(qiáng)度不夠怎么辦？潘存云教授研制若強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用雙鍵聯(lián)接?？紤]到載荷分布的不均勻性，校核強(qiáng)度時(shí)按1.5個(gè)鍵計(jì)算。雙鍵布置規(guī)則：平鍵：按180?布置；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：夾角成90?~120?，兩個(gè)力的合力最大一、花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1)均勻受力；§6－2花鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沿周向均布多個(gè)鍵齒。齒側(cè)為工作面。組成：外花鍵、內(nèi)花鍵。優(yōu)點(diǎn)：2)對(duì)軸的削弱程度小;3)承載能力高;.4)軸上零件與軸的對(duì)中性好；5)導(dǎo)向性好;6)可用磨削方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量。潘存云教授研制潘存云教授研制缺點(diǎn)：齒根仍有應(yīng)力集中、需專用設(shè)備制造，成本高。應(yīng)用：定心精度要求高、載荷大、或經(jīng)常滑移的聯(lián)接。類型----制造容易，應(yīng)用最廣。----用于高強(qiáng)度聯(lián)接。----用于薄壁零件聯(lián)接。矩形花鍵漸開(kāi)線花鍵三角形花鍵1）矩形花鍵輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜聯(lián)接和輕載聯(lián)接；中系列：中系列用于中等載荷的聯(lián)接。定心方式：小徑定心----精度高，穩(wěn)定性好。2）漸開(kāi)線花鍵分為α=30?，α=45?兩種，對(duì)應(yīng)的齒頂高分別為：與漸開(kāi)線齒輪相比，花鍵齒短，齒根寬，不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)較少。定心方式：齒形定心----具有自動(dòng)定心作用，受力均勻。α=45?α=30?h*=0.5m,h*=0.4mdfdf特點(diǎn)：制造工藝性好，精度高齒根強(qiáng)度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場(chǎng)合。α=45?的花鍵工作面高度較小，承載能力較低，多用于載荷較輕，直徑較小的靜聯(lián)接。特別適用于薄壁零件的聯(lián)接。潘存云教授研制設(shè)各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，取載荷分配不均勻系數(shù)ψ=0.7~0.8，則花鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：靜聯(lián)接：T=ψzhlrm[σp

]動(dòng)聯(lián)接：T=ψzhl

rm[p

]l為接觸長(zhǎng)度；h為齒面工作高度；h=(D–d)/2–2Crm=(D+d)/4C為齒頂?shù)箞A半徑；D/2d/2hrmCCFt二、花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算失效形式：工作面被壓潰（靜聯(lián)接）；工作面過(guò)渡磨損（動(dòng)聯(lián)接）一般只驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度和耐磨性。靜聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接：花鍵聯(lián)接強(qiáng)度條件：≤[p

]MPaψzh

ldm2Tp=σp=2T≤[σp

]MPa

ψzh

ldm§6－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷按形狀分定位銷：用來(lái)固定零件之間的相對(duì)位置，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個(gè)?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷聯(lián)接銷按形狀分聯(lián)接銷：用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩零件之間的聯(lián)接，可用來(lái)傳遞不大的載荷。其類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范確定。必要時(shí)再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按形狀分安全銷：作為安全裝置中的過(guò)載剪切元件。安全銷在過(guò)載時(shí)被剪斷，因此，銷的直徑應(yīng)按剪切條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通?？稍诎踩N上加一個(gè)銷套。潘存云教授研制§6－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按形狀分圓柱銷特點(diǎn)：為過(guò)盈配合，經(jīng)多次拆裝后，定位精度會(huì)降低；有m6、h8兩種直徑偏差可供選擇，以滿足不同要求。潘存云教授研制潘存云教授研制§6－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按形狀分圓柱銷圓錐銷特點(diǎn)：有1:50的錐度，可反復(fù)多次拆裝。螺母鎖緊抗沖擊拆裝方便用于盲孔潘存云教授研制潘存云教授研制§6－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按形狀分圓柱銷圓錐銷槽銷不易松動(dòng)，能承受振動(dòng)和變載荷,不鉸孔，可多次裝拆?！?－4銷聯(lián)接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷聯(lián)接銷按形狀分圓柱銷圓錐銷槽銷銷軸開(kāi)口銷銷軸用于兩零件鉸接處,構(gòu)成鉸鏈聯(lián)接。銷的材料：35、45號(hào)鋼?！?－3無(wú)鍵聯(lián)接

型面聯(lián)接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，它是無(wú)鍵聯(lián)接的一種型式。一、型面聯(lián)接

在家用機(jī)械、辦公機(jī)械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑出各種各樣的非圓形孔是毫無(wú)困難的，故型面聯(lián)接的應(yīng)用獲得了發(fā)展。應(yīng)用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。

由于型面聯(lián)接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯(lián)接的應(yīng)用。配合部分形狀柱體錐體----只能傳遞扭矩----能同時(shí)傳遞扭矩和軸向力，用于不允許有間隙和要求高可靠性的場(chǎng)合。1)裝拆方便，對(duì)中性好；型面聯(lián)接的特點(diǎn)：2)聯(lián)接面上沒(méi)有應(yīng)力鍵槽和尖角，減少了應(yīng)力集中；3)可傳遞較大的扭矩；4)切削加工有難度，不易保證配合精度。但隨著成型工藝的發(fā)展，促進(jìn)了型面聯(lián)接的應(yīng)用。脹緊聯(lián)接是在軸與轂孔之間裝配一個(gè)或幾個(gè)脹緊聯(lián)接套，在軸向力的作用下，同時(shí)脹緊軸與轂產(chǎn)生壓緊力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的一種靜聯(lián)接。二、脹緊聯(lián)接結(jié)構(gòu)類型：

Z1型脹套、Z2型脹套潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制兩