轂軸鍵聯(lián)接的剪切和擠壓強度校核- 鍵連接結構及強度校核-1

機械設計基礎教研室轂軸鍵聯(lián)接的剪切和擠壓強度校核——鍵連接結構及強度校核知識目標能力目標素養(yǎng)目標掌握鍵連接的結構以及強度校核的方法能夠利用強度校核條件式判斷鍵連接的強度是否滿足要求增強學生靈活運用所學知識、舉一反三的能力培養(yǎng)學生關注細節(jié)，養(yǎng)成細致嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度教學目標案例導入：減速器中的轂軸鍵連接輪轂鍵軸齒輪輪轂和軸通過鍵連接鍵一、鍵連接結構鍵是一種標準零件，通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的聯(lián)接，其作用主要是用作周向固定或軸向移動的導向裝置。松鍵連接（側(cè)面工作）緊鍵連接（上下面工作）平鍵連接普通平鍵導向平鍵滑鍵半圓鍵連接楔鍵連接切向鍵連接A型B型C型二、強度校核例1：已知軸的直徑d＝70mm，平鍵尺寸為b＝16mm，h＝10mm，L＝50mm，傳遞轉(zhuǎn)矩M＝600N·m。鍵材料為45鋼，鍵的許用切應力[τ]＝60MPa，許用擠壓應力[σjy]＝100MPa。試校核鍵連接的強度。MF解：MF1.計算作用于鍵上的力F根據(jù)平衡條件可得：2.校核鍵的剪切強度根據(jù)平衡條件可得，剪切面的剪力為：鍵的剪切面積為：A=b×l=16mm×50mm=800mm2lb根據(jù)剪切強度計算公式：因此鍵的剪切強度足夠。二、強度校核解：MF3.校核鍵的擠壓強度根據(jù)平衡條件可得，鍵所受擠壓力為：鍵的擠壓面積為：A=l×h/2=50mm×5mm=250mm2根據(jù)擠壓強度計算公式：因此鍵的擠壓強度足夠。FFlbh/2綜上所述，整個鍵的連接強度足夠。二、強度校核千里之堤潰于蟻穴！關注細節(jié)細致嚴謹二、強度校核例2：齒輪和軸由平鍵（b＝16mm，h＝10mm）連接，它傳遞的扭矩M＝1600N·m，軸的直徑d＝50mm。鍵的許用切應力[τ]＝80MPa，許用擠壓應力[σjy]＝240MPa。試設計鍵的長度。mh/2解：MF1.計算作用于鍵上的力F根據(jù)平衡條件可得：lbh二、強度校核2.應用鍵的剪切強度條件根據(jù)平衡條件可得，剪切面的剪力為：根據(jù)剪切強度計算公式：解得：l≥50mm因此為確保鍵的剪切強度滿足條件，鍵長至少為50mm。解：MFlbh二、強度校核3.應用鍵的擠壓強度條件根據(jù)平衡條件可得，鍵所受擠壓力為：根據(jù)擠壓強度計算公式：因此為確保鍵的擠壓強度滿足條件，鍵長至少為53.3mm。解得：l≥53.3mm綜上，為確保鍵的剪切強度和擠壓強度均滿足條件，鍵長至少為53.3mm。解：MFlbh二、強度校核4.確定鍵長由于鍵是標準件，因此鍵長需要參考《機械設計手冊》相關規(guī)定：《機械設計手冊》規(guī)定——鍵的長度系列：6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,160,180,200……在鍵的長度系列中可選擇：l≥53.3mm的鍵長值注意：實際設計中，鍵長還需要參考輪轂的長度，一般鍵長比輪轂長度小5~10mm左右。小結抗剪強度條件：抗擠壓強度條件：鍵連接結構：松鍵連接（側(cè)面工作）緊鍵連接（上下面