《机械设计》-课件-第六章-键连接解析优秀PPT.ppt

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1、第六章第六章 键联接和花接和花键联接接 定定定定义义：用：用：用：用键键作作作作为联为联接件，把接件，把接件，把接件，把轴轴和和和和轴轴上零件的上零件的上零件的上零件的轮毂联轮毂联接起来。接起来。接起来。接起来。作用：作用：作用：作用：传递转传递转矩，矩，矩，矩，实现轴实现轴上零件的周向固定，有上零件的周向固定，有上零件的周向固定，有上零件的周向固定，有时时可可可可实现轴实现轴上上上上零件的零件的零件的零件的轴轴向固定或向固定或向固定或向固定或轴轴向滑向滑向滑向滑动动的的的的导导向。向。向。向。类类型：型：型：型：键联键联接、花接、花接、花接、花键联键联接、接、接、接、过过盈盈盈盈协协作作作作

2、联联接、无接、无接、无接、无键联键联接等。接等。接等。接等。8.1 8.1 键联接接(1)(1)平平键联接：分接：分为一般平一般平键联接、接、导向向平平键一般平一般平键联接接特点：特点：1 1）工作原理：以）工作原理：以键两两侧作工作面，作工作面，依靠工作面上的依靠工作面上的挤压传递转矩；矩；2 2）键的的顶部与槽的底部有部与槽的底部有间隙，因此隙，因此对中性中性较好；好；3 3）结构构简洁，装拆便利；，装拆便利；4 4）轴上零件不能沿上零件不能沿轴线滑移，因此滑移，因此为静静联接。接。类类型型型型：圆头键圆头键（A A A A型）：型）：型）：型）：轴轴上上上上键键槽端部的槽端部的槽端部的槽

3、端部的应应力集中大，力集中大，力集中大，力集中大，键键固固固固定定定定较较好，能好，能好，能好，能传递较传递较大力；大力；大力；大力；平平平平头键头键（B B B B型）：型）：型）：型）：应应力集中小，力集中小，力集中小，力集中小，键键在在在在键键槽中固定槽中固定槽中固定槽中固定较较差，常用差，常用差，常用差，常用在在在在轴轴的中部或端部，的中部或端部，的中部或端部，的中部或端部，对对于尺寸大的于尺寸大的于尺寸大的于尺寸大的键键，宜用，宜用，宜用，宜用紧紧定螺定螺定螺定螺钉钉固定固定固定固定在在在在轴轴上；上；上；上；单圆头键单圆头键（C C C C型）：常用在端部。型）：常用在端部。型）：

4、常用在端部。型）：常用在端部。平平平平键联键联接接接接导导向平向平向平向平键键特点：具有一般平特点：具有一般平特点：具有一般平特点：具有一般平键键特点外，特点外，特点外，特点外，1 1 1 1）轴轴上零件可作上零件可作上零件可作上零件可作轴轴向移向移向移向移动动，键键起起起起导导向作用，向作用，向作用，向作用，动联动联接；接；接；接；2 2 2 2）键较键较一般平一般平一般平一般平键长键长，键键必需用螺必需用螺必需用螺必需用螺钉钉固定在固定在固定在固定在键键槽中；槽中；槽中；槽中；3 3 3 3）有）有）有）有A A A A、B B B B两种型式。两种型式。两种型式。两种型式。(2)(2)(

5、2)(2)半半半半圆键联圆键联接接接接特点：特点：特点：特点：1 1 1 1）工作面）工作面）工作面）工作面为键为键的的的的侧侧面，依靠面，依靠面，依靠面，依靠键键与与与与键键槽槽槽槽侧侧面的面的面的面的挤压传递转挤压传递转矩；矩；矩；矩；2 2 2 2）自）自）自）自动调动调整；整；整；整；3 3 3 3）键键槽槽槽槽对轴对轴的减弱的减弱的减弱的减弱较较大。大。大。大。用途用途用途用途：1 1 1 1）主要用于）主要用于）主要用于）主要用于锥锥形形形形轴轴端端端端联联接；接；接；接；2 2 2 2）轻载联轻载联接。接。接。接。(3)(3)(3)(3)楔楔楔楔键联键联接接接接 特点：特点：特点

6、：特点：1 1 1 1）键顶键顶部和底部作工作面，依靠楔部和底部作工作面，依靠楔部和底部作工作面，依靠楔部和底部作工作面，依靠楔紧产紧产生的生的生的生的摩擦力摩擦力摩擦力摩擦力传递转传递转矩；矩；矩；矩；2 2 2 2）安装后，孔的中心与）安装后，孔的中心与）安装后，孔的中心与）安装后，孔的中心与轴轴的中心有偏心，的中心有偏心，的中心有偏心，的中心有偏心，对对中性中性中性中性不好。不好。不好。不好。用途：用在用途：用在用途：用在用途：用在轻载轻载、对对中性要求不高的中性要求不高的中性要求不高的中性要求不高的联联接。接。接。接。类类型：一般楔型：一般楔型：一般楔型：一般楔键键（圆头圆头、平、平、

7、平、平头头和和和和单圆头单圆头）、）、）、）、钩头钩头楔楔楔楔键键。（4 4 4 4）平）平）平）平键键的尺寸的尺寸的尺寸的尺寸选择选择和和和和强强度度度度计计算算算算 键为标键为标准件，其准件，其准件，其准件，其设计为选择设计为选择性性性性设计设计，包括，包括，包括，包括类类型型型型选择选择和和和和尺寸尺寸尺寸尺寸选择选择。1 1 1 1键联键联接的接的接的接的类类型型型型选择选择依据依据依据依据联联接的工作和运用要求，接的工作和运用要求，接的工作和运用要求，接的工作和运用要求，结结合各合各合各合各类键联类键联接的特点接的特点接的特点接的特点选择键选择键的的的的类类型（型（型（型（传递转传递

8、转矩要求、矩要求、矩要求、矩要求、对对中性要求、中性要求、中性要求、中性要求、轴轴上上上上零件是否要求滑移、零件是否要求滑移、零件是否要求滑移、零件是否要求滑移、轴轴上零件位置要求，是否要求上零件位置要求，是否要求上零件位置要求，是否要求上零件位置要求，是否要求承受承受承受承受轴轴向力），一般向力），一般向力），一般向力），一般优优先先先先选选用一般平用一般平用一般平用一般平键键的的的的A A A A型型型型键键，再，再，再，再考考考考虑虑C C C C型型型型键键 。2 2 2 2键键尺寸的尺寸的尺寸的尺寸的选择选择包括截面尺寸（包括截面尺寸（包括截面尺寸（包括截面尺寸（键键的的的的宽宽度度

9、度度b b b b、高度、高度、高度、高度h h h h）和）和）和）和长长度度度度L L L L。依据依据依据依据轴轴的直径，从的直径，从的直径，从的直径，从标标准中准中准中准中选择选择确定确定确定确定b b b b和和和和h h h h；依据；依据；依据；依据轴轴上零件的上零件的上零件的上零件的轮轮毂宽毂宽度度度度B B B B来初定来初定来初定来初定键键的的的的长长度，再度，再度，再度，再标标准化。准化。准化。准化。但但但但导导向平向平向平向平键则键则按按按按轮毂轮毂的的的的长长度及其移度及其移度及其移度及其移动动距离确定距离确定距离确定距离确定键长键长。键键的的的的标记标记示例：示例：

10、示例：示例：键键（B B B B或或或或C C C C）2090 GB1096-792090 GB1096-792090 GB1096-792090 GB1096-793 3 3 3平平平平键联键联接的接的接的接的强强度校核度校核度校核度校核1 1 1 1）受力状况）受力状况）受力状况）受力状况挤压挤压力：力：力：力：Nd/2=T Nd/2=T Nd/2=T Nd/2=T 2 2 2 2）失效形式及）失效形式及）失效形式及）失效形式及计计算准算准算准算准则则一般平一般平一般平一般平键联键联接（静接（静接（静接（静联联接）接）接）接）：工作面：工作面：工作面：工作面压溃压溃，按，按，按，按挤挤压

11、强压强度准度准度准度准则计则计算，即算，即算，即算，即PpPpPpPp；导导向平向平向平向平键键（动联动联接）：接）：接）：接）：键键工作面的工作面的工作面的工作面的过过度磨度磨度磨度磨损损，按耐磨性准按耐磨性准按耐磨性准按耐磨性准则计则计算，算，算，算，即即即即pp pp pp pp 3 3 3 3）建立）建立）建立）建立计计算公式（假定算公式（假定算公式（假定算公式（假定载载荷在荷在荷在荷在键键的工作面上的工作面上的工作面上的工作面上匀整分布）匀整分布）匀整分布）匀整分布）对对静静静静联联接接接接 对对动联动联接接接接 式中式中式中式中 T T T T为传递为传递的的的的转转矩；矩；矩；矩

12、；k k k k为键为键与与与与轮毂键轮毂键槽的接触高度，槽的接触高度，槽的接触高度，槽的接触高度，k=0.5hk=0.5hk=0.5hk=0.5h，h h h h为键为键的高度；的高度；的高度；的高度；l l l l为键为键的工作的工作的工作的工作长长度，度，度，度，圆头圆头平平平平键键（A A A A型）：型）：型）：型）：l=L-bl=L-bl=L-bl=L-b，平，平，平，平头头平平平平键键（B B B B型）型）型）型）l=Ll=Ll=Ll=L，半，半，半，半圆头圆头平平平平键键（C C C C型）型）型）型）l=L-b/2l=L-b/2l=L-b/2l=L-b/2；p p p p、

13、pppp为许为许用用用用挤压应挤压应力和力和力和力和许许用比用比用比用比压压，应应按按按按键键、轴轴、轮轮毂毂三者中性能最弱的材料三者中性能最弱的材料三者中性能最弱的材料三者中性能最弱的材料选择选择。说说明：若明：若明：若明：若进进行行行行强强度校核后，度校核后，度校核后，度校核后，发觉强发觉强度不度不度不度不够够，可，可，可，可实实行如下措施：行如下措施：行如下措施：行如下措施：增加增加增加增加键键的个数，但是考的个数，但是考的个数，但是考的个数，但是考虑虑到到到到载载荷分布的不匀整性，两荷分布的不匀整性，两荷分布的不匀整性，两荷分布的不匀整性，两键联键联接接接接的的的的强强度只按度只按度只

14、按度只按1.51.51.51.5个个个个键计键计算，即算，即算，即算，即 两个平两个平两个平两个平键键最好布置在沿周向相隔最好布置在沿周向相隔最好布置在沿周向相隔最好布置在沿周向相隔180180180180度，两个半度，两个半度，两个半度，两个半圆键应圆键应布置在布置在布置在布置在轴轴的同一条母的同一条母的同一条母的同一条母线线上。上。上。上。8.2 8.2 花花键联接接花花花花键联键联接是平接是平接是平接是平键联键联接在数目上的接在数目上的接在数目上的接在数目上的发发展，由外花展，由外花展，由外花展，由外花键键和内花和内花和内花和内花键组键组成的成的成的成的联联接，适用于接，适用于接，适用于

15、接，适用于动动、静、静、静、静联联接。接。接。接。一一一一 特点、特点、特点、特点、应应用及分用及分用及分用及分类类 特点：特点：特点：特点：齿齿多，且每个多，且每个多，且每个多，且每个齿齿受力受力受力受力匀整，承匀整，承匀整，承匀整，承载实载实力力力力强强；键键槽浅，槽浅，槽浅，槽浅，齿齿根根根根处应处应力集中小，力集中小，力集中小，力集中小，对轴对轴、毂毂的的的的强强度减弱小；度减弱小；度减弱小；度减弱小；导导向性好，可适向性好，可适向性好，可适向性好，可适应轴应轴上零件上零件上零件上零件的滑移；的滑移；的滑移；的滑移；对对中性好；中性好；中性好；中性好；加工困加工困加工困加工困难难，成本

16、，成本，成本，成本较较高。高。高。高。应应用：用：用：用：传递载传递载荷大，荷大，荷大，荷大，对对中性要中性要中性要中性要求求求求较较高的高的高的高的动动、静、静、静、静联联接。接。接。接。分分分分类类：按：按：按：按齿齿形分形分形分形分 1.1.1.1.矩形花矩形花矩形花矩形花键联键联接接接接 轻轻系列：用于静系列：用于静系列：用于静系列：用于静联联接或接或接或接或轻载联轻载联接接接接 中系列：用于中等中系列：用于中等中系列：用于中等中系列：用于中等载载荷的荷的荷的荷的联联接。接。接。接。定心方式：小径定心（外花定心方式：小径定心（外花定心方式：小径定心（外花定心方式：小径定心（外花键键和内

17、花和内花和内花和内花键键的小径的小径的小径的小径为协为协作面，作面，作面，作面，大径大径大径大径处处有有有有间间隙），定心精度高，隙），定心精度高，隙），定心精度高，隙），定心精度高，稳稳定性好。定性好。定性好。定性好。2.2.2.2.渐渐开开开开线线花花花花键联键联接接接接 特点：特点：特点：特点：齿齿廓廓廓廓为渐为渐开开开开线线，加工便利，加工便利，加工便利，加工便利，齿齿的根部的根部的根部的根部强强度高，度高，度高，度高，应应力力力力集中小，承集中小，承集中小，承集中小，承载实载实力高，力高，力高，力高，对对中性好，适用重中性好，适用重中性好，适用重中性好，适用重载载或或或或轴轴径径径径

18、较较大的大的大的大的联联接。接。接。接。定心方式：定心方式：定心方式：定心方式：齿齿形定心，内、外花形定心，内、外花形定心，内、外花形定心，内、外花键键的的的的齿顶齿顶和和和和齿齿根根根根处处有有有有间间隙。隙。隙。隙。渐渐开开开开线线花花花花键键分度分度分度分度圆压圆压力角有力角有力角有力角有30303030（应应用用用用较较广）和广）和广）和广）和45454545（齿钝齿钝而短，而短，而短，而短，适用于适用于适用于适用于载载荷荷荷荷较较小和直径小和直径小和直径小和直径较较小的静小的静小的静小的静联联接。接。接。接。二、二、二、二、花花花花键联键联接的接的接的接的强强度度度度计计算算算算其其

19、其其设计为选择设计为选择性性性性设计设计，包括，包括，包括，包括类类型型型型选择选择和尺寸和尺寸和尺寸和尺寸选择选择，然，然，然，然后后后后进进行行行行强强度校核。度校核。度校核。度校核。1 1 1 1类类型型型型选择选择 2 2 2 2尺寸尺寸尺寸尺寸选择选择 依据依据依据依据轴轴径径径径D D D D，按，按，按，按标标精确定精确定精确定精确定zxDxdxbzxDxdxbzxDxdxbzxDxdxb（齿宽齿宽），同），同），同），同时时确定定心方式。确定定心方式。确定定心方式。确定定心方式。3 3 3 3强强度校核度校核度校核度校核计计算算算算 受力：与平受力：与平受力：与平受力：与平键键

20、受力相同受力相同受力相同受力相同 失效形式：失效形式：失效形式：失效形式：压溃压溃（静（静（静（静联联接），磨接），磨接），磨接），磨损损（动联动联接）接）接）接）计计算准算准算准算准则则：挤压强挤压强度准度准度准度准则则PpPpPpPp；耐磨性耐磨性耐磨性耐磨性准准准准则则pp pp pp pp。强强度度度度计计算公式算公式算公式算公式假定：假定：假定：假定：工作面上受力匀整，且各个工作面上受力匀整，且各个工作面上受力匀整，且各个工作面上受力匀整，且各个齿齿受力匀整；受力匀整；受力匀整；受力匀整；挤压挤压力力力力N N N N作用在平均直径作用在平均直径作用在平均直径作用在平均直径处处dmd

21、mdmdm。静静静静联联接：接：接：接：动联动联接：接：接：接：9.1 9.1 无无键联接接凡是不用凡是不用键或花或花键的的轴毂联接，接，统称称为无无键联接。接。（1 1）型面）型面联接接型面型面联接装拆便利，能保接装拆便利，能保证良好的良好的对中性；中性；联接面上没有接面上没有键槽及尖角，削减了槽及尖角，削减了应力集力集中，故可中，故可传递较大的大的转矩。矩。9 其它其它联接接（2 2 2 2）弹弹性性性性环联环联接接接接弹弹性性性性环联环联接（亦称接（亦称接（亦称接（亦称胀紧联胀紧联接）是利用接）是利用接）是利用接）是利用轴轴、毂毂孔和孔和孔和孔和锥锥形形形形弹弹性性性性环环之之之之间间接

22、触面上接触面上接触面上接触面上产产生的摩擦力来生的摩擦力来生的摩擦力来生的摩擦力来传递转传递转矩和矩和矩和矩和轴轴向力的。向力的。向力的。向力的。(3)(3)(3)(3)圆锥圆锥面面面面过过盈盈盈盈联联接接接接轴轴端端端端 液液液液压压装卸法：装、卸装卸法：装、卸装卸法：装、卸装卸法：装、卸时时注入高注入高注入高注入高压压油（油（油（油（过过盈量大、重盈量大、重盈量大、重盈量大、重载载）螺螺螺螺纹联纹联接接接接:毂毂微量移微量移微量移微量移动动（过过盈小、盈小、盈小、盈小、轻载轻载）9.2 9.2 销 联 接接 开开尾尾圆锥销在在联接接时的的防防松松效效果果好好，适适用用于于有有冲冲击、振振动的的场合的合的联接。接。圆锥销具有1:50的锥度，安装便利，定位精度高。圆柱销靠过盈协作固定在销孔中，经多次装拆会降低定位精度和牢靠性。定位定位定位定位销销:确定相确定相确定相确定相对对位置位置位置位置 平安平安销:平安装置中的平安装置中的过载剪断元件剪断元件 联联接接接接销销：用于：用于：用于：用于联联接，可接，可接，可接，可传递传递不大的不大的不大的不大的载载荷荷荷荷 特殊特殊特殊特殊圆锥销圆锥销(内螺内螺内螺内螺纹圆锥销纹圆锥销）:端部端部端部端部带带螺螺螺螺纹纹的的的的圆锥销圆锥销可用于盲孔或拆卸困可用于盲孔或拆卸困可用于盲孔或拆卸困可用于盲孔或拆卸困难难的的的的场场合合合合