鍵連接及其他連接

鍵連接及其他連接第1頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§5.2花鍵連接§5.1鍵連接第2頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

連接是指連接件和被連接件的組合結(jié)構(gòu)。通常有連接件和被連接件。機(jī)械連接分為兩大類(lèi)：2）機(jī)械靜連接，即被連接零（部）件之間不允許有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。1）機(jī)械動(dòng)連接，即被連接的零（部）件之間可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接，如滑移齒輪和軸；第3頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）可拆連接，即允許多次裝拆而不失效的連接，包括螺紋連接、鍵連接（包括花鍵連接和無(wú)鍵連接）和銷(xiāo)連接；機(jī)械靜連接又可分為兩類(lèi)：2）不可拆連接，即必須破壞連接某一部分才能拆開(kāi)的連接，包括鉚釘連接、焊接和粘接等。另外，過(guò)盈連接既可做成可拆連接，也可做成不可拆連接。第4頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

鍵主要用于軸和帶轂零件，實(shí)現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩的軸轂連接。有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向?！?-1鍵連接第5頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月平鍵連接：鍵的側(cè)面是工作面。工作時(shí)，靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。平鍵上表面與輪轂槽底間留有間隙。1.平鍵連接平鍵連接普通平鍵導(dǎo)向平鍵滑動(dòng)平鍵——靜連接——?jiǎng)舆B接

平鍵連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、裝拆方便、對(duì)中性好。但它不能承受軸向力，對(duì)軸上零件不能起到軸向固定的作用。第6頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A型圓頭鍵B型平頭鍵C型單圓頭鍵（1）普通平鍵(用于靜連接）第7頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圓頭普通平鍵鍵槽由指狀銑刀加工，鍵在槽中軸向固定較好，但鍵的頭部側(cè)面與輪轂上的鍵槽并不接觸，因而鍵的圓頭部分不能充分利用，而且軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。（1）普通平鍵(用于靜連接）圖4-1A型圓頭鍵第8頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）普通平鍵(用于靜連接）方頭普通平鍵鍵槽用盤(pán)銑刀加工，鍵槽兩端的應(yīng)力集中較小，但鍵在槽中的軸向固定不好，常用緊定螺釘緊固，以防松動(dòng)。圖4-2

B型平頭鍵第9頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）普通平鍵(用于靜連接）單圓頭平鍵用于軸端與輪轂連接。輪轂上的鍵槽一般用插刀或拉刀加工，軸上鍵槽常用指狀銑刀銑通。

圖4-3C型單圓頭鍵第10頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）導(dǎo)向平鍵和滑鍵連接(用于動(dòng)連接）

導(dǎo)向平鍵（用于滑移量不大的場(chǎng)合）利用螺釘固定在軸上，鍵不動(dòng)，輪轂可以沿著鍵移動(dòng)，為了使鍵拆卸方便在鍵的中部制有起鍵螺孔。圖4-4導(dǎo)向平鍵連接第11頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）導(dǎo)向平鍵和滑鍵連接(用于動(dòng)連接）

滑鍵（用于滑移量較大的場(chǎng)合）滑鍵固定在輪轂上，隨輪轂一同沿著軸上鍵槽移動(dòng)。當(dāng)軸向移動(dòng)距離較大時(shí)，宜采用滑鍵，如用導(dǎo)向鍵，鍵將很長(zhǎng)，增加制造的困難。圖4-5滑鍵連接第12頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.半圓鍵連接（工作面為兩側(cè)面）

半圓鍵的上表面為一平面，下表面為半圓形弧面，兩側(cè)面互相平行。軸上鍵槽用與半圓鍵半徑相同的盤(pán)狀銑刀銑出。因而鍵在鍵槽中可繞其幾何中心擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂鍵槽底面的傾斜。半圓鍵結(jié)構(gòu)緊湊，裝拆方便但軸上鍵槽較深，降低了軸的強(qiáng)度。半圓鍵連接適用于輕載、輪轂寬度較窄和軸端處的連接，尤其適用于圓錐形軸端的連接。圖4-6半圓鍵連接第13頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.楔鍵連接

如圖4-7所示為楔鍵連接，楔鍵的上、下兩面為工作面。楔鍵的上表面和與它相配合的輪轂鍵槽底面均有1:100的斜度。裝配時(shí)將楔鍵打入，使楔鍵楔緊在軸和輪轂的鍵槽中，楔鍵的上、下表面受擠壓，工作時(shí)靠這個(gè)擠壓產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩。第14頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖4-7楔鍵連接第15頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖4-7楔鍵連接第16頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

楔鍵缺點(diǎn)是楔緊后，軸和輪轂的配合產(chǎn)生偏心和偏斜，因此楔鍵連接一般用于定心精度要求不高和低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。第17頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.切向鍵連接

圖4-8a所示為切向鍵。由一對(duì)楔鍵組成，裝配時(shí)將切向鍵沿軸切線方向楔緊在軸與輪轂之間。其上下面為工作面，壓力沿軸切線方向作用，能傳遞很大轉(zhuǎn)矩。圖4-8a)第18頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第19頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖4-8b)切向鍵連接

用一對(duì)切向鍵時(shí)，只能單向傳遞轉(zhuǎn)矩，要雙向傳遞轉(zhuǎn)矩須用兩對(duì)互成120°分布的切向鍵（圖4-8b）。切向鍵對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，因此常用于直徑大于100mm的軸上。第20頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§4-2鍵的選用和強(qiáng)度校核

設(shè)計(jì)鍵連接時(shí)，先根據(jù)工作要求選擇鍵的類(lèi)型，再根據(jù)裝鍵處軸徑d從標(biāo)準(zhǔn)中查取鍵的寬度b和高度h，并參照輪轂長(zhǎng)度從標(biāo)準(zhǔn)中選取鍵的長(zhǎng)度L，最后進(jìn)行鍵連接的強(qiáng)度較核。1．鍵的尺寸選擇平鍵的截面尺寸b×h：

根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得；鍵長(zhǎng)L：根據(jù)輪轂的長(zhǎng)度從標(biāo)準(zhǔn)中選定（靜聯(lián)接一般應(yīng)略小于輪轂的長(zhǎng)度5~10mm;動(dòng)聯(lián)接(導(dǎo)向平鍵)根據(jù)移動(dòng)量確定，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。第21頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．平鍵連接的強(qiáng)度校核

普通平鍵連接（靜連接）

導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接（動(dòng)連接）一般只校核擠壓強(qiáng)度。其主要失效形式：工作面的壓潰。其主要失效形式：工作面的過(guò)度磨損。通常只進(jìn)行耐磨性計(jì)算。第22頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）適當(dāng)增加鍵和輪轂的長(zhǎng)度，但通常鍵長(zhǎng)不得超過(guò)（1.6～1.8）d，否則擠壓應(yīng)力沿鍵長(zhǎng)分布的不均勻性將增大。（2）采用雙鍵，在軸上相隔180°配置?？紤]載荷分布的不均勻性，雙鍵聯(lián)接按1.5個(gè)鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核。經(jīng)校核普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度不夠時(shí)，可以采取下列措施：第23頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙鍵布置規(guī)則：平鍵：按180?布置；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：夾角成120?~130?d120?~130?圖4-10第24頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§4.2花鍵連接結(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。一、花鍵連接的特點(diǎn)

花鍵連接是由周向均布多個(gè)鍵齒的花鍵軸與帶有相應(yīng)鍵齒槽的輪轂孔相配而成。圖4-11第25頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1)均勻受力；優(yōu)點(diǎn)：2)對(duì)軸的削弱程度小;因齒槽淺，齒根應(yīng)力集中小3)載能力高;齒數(shù)多，總接觸面積大4)軸上零件與軸的對(duì)中性好；對(duì)高速及精密機(jī)器很重要5)導(dǎo)向性好;對(duì)動(dòng)連接很重要6)可用磨削方法提高加工精度及連接質(zhì)量。缺點(diǎn)：齒根仍有應(yīng)力集中、需專(zhuān)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)?；频倪B接。第27頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月類(lèi)型----制造容易，應(yīng)用最廣。----用于高強(qiáng)度連接。----用于薄壁零件連接。矩形花鍵漸開(kāi)線花鍵三角形花鍵二、花鍵類(lèi)型選擇第28頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）矩形花鍵輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜連接和輕載連接；按齒高的不同，矩形花鍵的齒型尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個(gè)系列，中系列：中系列用于中等載荷的連接。定心方式：小徑定心----精度高，穩(wěn)定性好。第29頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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第30頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月特點(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，直徑較小的靜連接。特別適用于薄壁零件的連接。第31頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

銷(xiāo)連接主要用于固定零件之間的相對(duì)位置，并能傳遞較小的載荷，它還可以用于過(guò)載保護(hù)?！?.3銷(xiāo)連接按用途不同，一般分為：定位銷(xiāo)、連接銷(xiāo)、安全銷(xiāo)。定位銷(xiāo)：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)。第32頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月連接銷(xiāo)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩零件之間的連接，可用來(lái)傳遞不大的載荷。其類(lèi)型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)連接的結(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。安全銷(xiāo)：作為安全裝置中的過(guò)載剪切元件。安全銷(xiāo)在過(guò)載時(shí)被剪斷，因此，銷(xiāo)的直徑應(yīng)按剪切條件確定。為了確保安全銷(xiāo)被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通?？稍诎踩N(xiāo)上加一個(gè)銷(xiāo)套。第33頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

按形狀的不同，銷(xiāo)可分為圓柱銷(xiāo)、圓錐銷(xiāo)、槽銷(xiāo)和銷(xiāo)軸和開(kāi)口銷(xiāo)等。

圓柱銷(xiāo)如圖4-13(a)所示，靠過(guò)盈配合固定在銷(xiāo)孔中，如果多次裝拆，其定位精度會(huì)降低。圖4-13(a)第34頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖4-13(b)

圓錐銷(xiāo)和銷(xiāo)孔均有150的錐度（圖4-13b）。因此安裝方便，定位精度高，多次裝拆不影響定位精度。第35頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖4-13(c)

圖4-13c所示為端部帶螺紋的圓錐銷(xiāo)，它可用于盲孔或裝拆困難的場(chǎng)合。拆裝方便用于盲孔第36頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖4-13d所示為開(kāi)尾圓錐銷(xiāo)，它適用于有沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合。圖4-13(d)第37頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖4-13e所示為槽銷(xiāo)，槽銷(xiāo)上有三條縱向溝槽，槽銷(xiāo)壓入銷(xiāo)孔后，它的凹槽即產(chǎn)生收縮變形，借助材料的彈性而固定在銷(xiāo)孔中。多用于傳遞載荷，對(duì)于振動(dòng)載荷的連結(jié)也適用。銷(xiāo)孔無(wú)需鉸制，加工方便，可多次裝拆。圖4-13e第38頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不易松動(dòng)，能承受振動(dòng)和變載荷,不鉸孔，可多次裝拆。第39頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖4-13f是圓管型彈簧圓柱銷(xiāo)，在銷(xiāo)打入銷(xiāo)孔后，銷(xiāo)由于彈性變形而擠緊在銷(xiāo)孔中，可以承受沖擊和變載荷。圖4-13f第40頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月銷(xiāo)軸開(kāi)口銷(xiāo)

銷(xiāo)軸用于兩零件的鉸接處，構(gòu)成鉸鏈連接。銷(xiāo)軸通常用開(kāi)口銷(xiāo)鎖定，工作可靠，拆卸方便。銷(xiāo)的材料：35、45號(hào)鋼。第41頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§4.4無(wú)鍵連接

無(wú)鍵連接通常有過(guò)盈配合連接、膨脹連接和型面連接三種。一、過(guò)盈配合連接

過(guò)盈配合連接是利用兩個(gè)被連接件間的過(guò)盈配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的連接，這種連接可做成可拆連接（過(guò)盈量較?。部勺龀刹豢刹疬B接（過(guò)盈量較大）。第42頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)盈連接的特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，定心性好、承載能力高和在振動(dòng)條件下能可靠地工作，但其裝配困難和對(duì)配合尺寸的精度要求較高。第43頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)盈配合連接的裝配采用壓入法和溫差法。壓入法裝配是在常溫下通過(guò)在待裝配的軸與輪轂間沿軸線方向施加壓力的方法進(jìn)行裝配。當(dāng)過(guò)盈連接的連接面長(zhǎng)度或?qū)嶋H過(guò)盈量較大時(shí)應(yīng)采用溫差法裝配。溫差法裝配是將孔零件加熱使其膨脹，或?qū)⑤S零件冷卻使其收縮，或二者同時(shí)進(jìn)行，然后進(jìn)行裝配，裝配時(shí)配合面間無(wú)過(guò)盈。第44頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

膨脹連接是利用以?xún)?nèi)、外錐面相互貼合并擠緊在轂孔與軸之間裝入內(nèi)外錐形環(huán)的連接套(簡(jiǎn)稱(chēng)脹套)，在軸向力作用下，同時(shí)脹緊軸與轂而構(gòu)成的一種靜連接。二、膨脹連接第45頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩個(gè)脹緊套一個(gè)脹緊套1)Z1型脹套2)Z2型脹套第46頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月脹套的尺寸選擇：

各型脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，選用時(shí)可根據(jù)軸、轂尺寸及傳遞載荷大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇合適的型號(hào)和尺寸。選擇時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足：傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)傳遞軸向力時(shí)