鍵聯(lián)接設計課件

第十五章軸轂聯(lián)接設計§15－1鍵聯(lián)接設計§15－2花鍵聯(lián)接設計聯(lián)接分類1、按運動關系分靜聯(lián)接：只固定，無相對運動。如螺紋聯(lián)接、普通平鍵聯(lián)接。動聯(lián)接：彼此有相對運動。如花鍵、螺旋傳動等。——運動副2、按傳載原理分靠摩擦力（力閉合）：如受拉螺栓、過盈聯(lián)接。非摩擦（形閉合）：靠聯(lián)接零件的相互嵌合傳載，如平鍵。材料鎖合聯(lián)接：利用附加材料分子間作用，如粘接、焊接。3、按拆開時是否損壞零件分可拆聯(lián)接：如螺紋聯(lián)接（最廣泛的可拆聯(lián)接）。不可拆聯(lián)接：如焊接、鉚接等。

軸轂聯(lián)接的功能主要是實現(xiàn)軸與軸上零件的周向固定并傳遞轉矩，有些還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動?！?5－1鍵聯(lián)接設計一、鍵聯(lián)接的主要類型和工作原理類型及特點松鍵聯(lián)接：靠側面受擠壓傳遞運動和轉矩，鍵兩側面是工作面。平鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接緊鍵聯(lián)接：靠鍵的楔緊作用傳遞運動和轉矩，鍵上下兩面是工作面。楔鍵聯(lián)接切向鍵聯(lián)接一）平鍵聯(lián)接工作原理——鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙，兩側面為工作面，依靠側面受擠壓傳遞運動和轉矩。優(yōu)點:結構簡單，裝拆方便，易加工，對中性好缺點：不能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定特點應用：廣泛普通平鍵——用于靜聯(lián)接導向平鍵和滑鍵——用于動聯(lián)接按用途可分為兩類結構形式單圓頭(C型)圓頭(A型)平頭(B型)指狀銑刀，固定良好，軸槽應力集中大盤銑刀，應力集中小，緊定螺釘固定指狀銑刀，用于軸端1、普通平鍵B型L標記實例：圓頭普通平鍵(A型):鍵16×100GB/T1096-2000平頭普通平鍵(B型):鍵B16×100GB/T1096-2000單圓頭普通平鍵(C型):鍵C16×100GB/T1096-2000A型bhR=b/2C×45?或r1LC型L特點：靜聯(lián)接，周向固定，傳遞轉矩T；不能承受軸向力及軸向固定。布置：采用雙鍵時，相隔180°安置。起鍵螺孔2、導向平鍵和滑鍵固定螺釘零件可以在軸上移動，構成動聯(lián)接。結構特點：長度較長，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。起鍵螺孔固定螺釘（1）導向平鍵（2）滑鍵移動距離大時，采用滑鍵。動聯(lián)接，鍵固定在轂上，一起沿鍵槽移動。采用雙鍵時，不能相隔180°,應位于軸的同一母線上。2、布置1、特點1）靜聯(lián)接，定心好，裝配方便；2）鍵的擺動適應轂鍵槽的斜度；3）側面為工作面，傳T，不能傳軸向力；4）特別適于錐形軸端；5）對軸的強度削弱大，用于輕載。二）半圓鍵聯(lián)接三）斜鍵聯(lián)接只能用于靜聯(lián)接。鍵的一個工作面為斜面：斜度1:100工作面：上下表面，兩側面有間隙靠摩擦和互壓傳載：傳遞T和承受單向軸向力1、楔鍵采用雙鍵時，相隔90°~120°安置。類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵（方便拆卸）結構特點：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：定心精度不高應用：只能應用于定心精度不高，載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。安裝時用力打入工作面工作面：上、下兩面靠互壓傳載，有一個面必須與軸線共面。2、切向鍵兩個單面斜楔構成斜度1：100窄面工作面dd120?~130?注意：一個切向鍵只能單向傳動，當雙向傳遞扭矩時，需要兩個切向鍵分布成120~130?。應用：切向鍵聯(lián)接能傳遞很大的轉矩，但對軸的強度削弱較大，故常用于直徑大于100mm，對中要求不高而載荷較大的重型機械。a）單向傳動b）雙向傳動二、鍵的選擇由軸徑d從標準中選b×h由輪轂長選鍵長L（系列值）類型尺寸：（b×h）×L1.類型選擇——鍵的類型應根據(jù)聯(lián)接的結構特點、使用要求和工作條件來選擇。2.尺寸選擇Lhb普通平鍵：鍵長L≤輪轂長度B，一般可取L=B-（5～10）mm，并按標準長度系列確定。

導向平鍵：根據(jù)輪轂長度及其滑動距離來確定。LBd注意：鍵的尺寸由結構確定，而不是由強度確定。普通平鍵的主要尺寸3.鍵槽尺寸標注平鍵聯(lián)接受力情況dFTFkh≈d/2三、鍵聯(lián)接的強度校核（1）平鍵聯(lián)接受力分析

聯(lián)接工作面（側面）

——受擠壓力F式中：T——轉矩，N·mmd——軸的直徑，mm鍵的截面——受剪力1.平鍵聯(lián)接的強度校核（2）失效形式及計算準則靜聯(lián)接（普通平鍵聯(lián)接）：進行較弱零件工作面擠壓強度計算，即σp≤[σp]動聯(lián)接（導向平鍵聯(lián)接）：進行較弱零件工作面耐磨性計算，即p≤[p]計算準則較弱零件工作面被壓潰（通常為輪轂）（靜聯(lián)接）較弱零件工作面過度磨損（動聯(lián)接）鍵剪斷（過載才發(fā)生）主要失效形式（3）平鍵聯(lián)接的強度校核計算普通平鍵聯(lián)接工作面擠壓強度條件：導向平鍵聯(lián)接工作面耐磨性條件：σp、[σp]——聯(lián)接工作表面擠壓應力、許用擠壓應力，MPap、[p]——

聯(lián)接工作表面的壓強、許用壓強，MPa式中：k——

鍵與輪轂接觸高度，mm，k≈h/2。

l

—鍵的接觸長度，mmA型鍵：l=L－blB型鍵：l=LlC型鍵：l=L－b/2lT——轉矩，N·mmd——軸的直徑，mm（4）↑強度的方法若σp>[σp]，可采用如下措施：（1）↑鍵長L，但Lmax=（1.6~1.8)d，否則承載不均。（2）采用雙鍵，相隔180°布置，考慮承載不均，校核強度時按1.5個鍵計算。單鍵聯(lián)接能傳遞的轉矩很有限，當傳遞的轉矩較大、而又不能增加鍵的長度時，可用多鍵來提高聯(lián)接的承載能力。如圖示雙鍵、三鍵，但這樣會嚴重削弱軸的強度。兩個平鍵組成的聯(lián)接三個平鍵組成的聯(lián)接2.半圓鍵聯(lián)接的強度校核bdTLkFr≈d/2失效形式為鍵剪斷和工作面被壓潰。剪切強度條件：擠壓強度條件：b——鍵寬，mm[τ]——許用切應力，MPa式中：l——鍵的工作長度，mm，取l=L（鍵的公稱長度）一、花鍵聯(lián)接的特點與類型選擇§15－2花鍵聯(lián)接設計

花鍵聯(lián)接是由周向均布多個鍵齒的軸與帶有相應鍵齒槽輪轂孔配合而成的可拆聯(lián)接?；ㄦI軸(外花鍵)輪轂(內花鍵)結構特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側為工作面。優(yōu)點：1）齒槽淺，齒根應力集中小，對軸和輪轂的強度削弱?。?）鍵齒對稱布置，齒多接觸面積大，承載能力高；3）定心精度高，對中性和導向性好。缺點：需要專門加工設備和工具，制造成本高。應用：用于定心精度要求高，載荷大的動、靜聯(lián)接。

----制造容易，應用最廣。----用于高強度聯(lián)接。----用于薄壁零件聯(lián)接。矩形花鍵漸開線花鍵三角形花鍵類型1、矩形花鍵（1）矩形花鍵的參數(shù)及尺寸系列

主要參數(shù)及尺寸：鍵齒數(shù)z、小徑d、大徑D、鍵齒寬B輕系列——用于輕載或靜聯(lián)接中系列——用于重載或動聯(lián)接DBd尺寸系列：

花鍵的規(guī)格：用z（齒數(shù)）×d（小徑）×D（大徑）×B（齒寬）表示。（2）矩形花鍵的規(guī)格及標記標記：包括花鍵的參數(shù)、尺寸及其公差帶符號、國標號。例如：

z=6、d=28mm、D=32mm、B=7mm花鍵的表示方法為：花鍵副標記：內花鍵:

6×28H7×32H10×7H11GB1144-87外花鍵:

6×28f7×32a11×7d10GB1144-87（3）矩形花鍵的定心方式矩形花鍵的定心方式有三種a)小徑定心國家標準規(guī)定首先采用，定心精度高。如圖示。b)大徑定心

定心精度不高。c)齒側定心

用于定心精度要求不高，載荷大的情況，要求齒側受力均勻處。2、漸開線花鍵與漸開線齒輪相比，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----具有自動定心作用，受力均勻。α=30?dα=45?d特點：制造工藝性好，精度高，齒根強度高，易于定心。常用于傳遞大扭矩和大軸徑的場合。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。壓力角為30o：齒形定心，承載能力大壓力角為45o：齒數(shù)多，模數(shù)小，用于輕載。特別適用于軸和薄壁零件的連接設各齒壓力的合力作用在平均半徑rm處，用不均勻系數(shù)ψ

修正，則花鍵聯(lián)接的強度條件為：靜聯(lián)接：動聯(lián)接：D/2d/2hrmCCF二、花鍵聯(lián)接強度計算失效形式：工作面被壓潰（靜聯(lián)接）工作面過度磨損（動聯(lián)接）一般只驗算擠壓強度和耐磨性。ψ——各齒載荷分布不均系數(shù)，取ψ=0.7~0.8；z——

花鍵齒數(shù)；L—鍵齒的工作長度，m