2022年机械设计键花键附销联接 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第六章：键、花键和销联接 主要内容键连接类型与结构 平键连接的设计 花键连接、销连接及型面连接的基本概念重点难点 键连接的类型与结构 平键连接的选用和强度校核名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6 1 键联接【功能】主要用于实现轴与轴上零件之间的周向固定 ,并且 传递转矩；其中有些类型的键仍可以实现轴上零件的 轴向固定 或轴向 移动；【设计内容】键是标准件；我们的任务是：挑选键的类型、尺寸；键槽的 公差和表面粗糙度；必要时校核键联接的强度；一. 键联接的类型及特点1平键

2、联接【工作原理】键的两侧面是工作面,工作时,靠键与键槽侧 面的挤压来传递转矩；键的上表面与轮毂的键槽底面间就留有 间隙；优点 ：结构简洁、装拆便利、对中性较好,在冲击、变载下 不易松脱,应用广泛；常用于精度和转速较高或承担冲击、变 载的场合；缺点： 不能承担轴向力,对轴上零件不能起到轴向固定的作 用；平键分为：一般平键,薄型平键动联接静联接；导向平键,滑键名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1）一般平键 A 型（圆头） 指状铣刀加工键槽,轴向固定较好；键的圆 头部分不能充分利用,键槽端部应力集中较大；B 型（平头） 圆

3、盘铣刀加工键槽；克服了上述缺点,但键 在键槽中的轴向固定不好；C 型（单圆头） 用于轴端与轴上零件的联接；2）薄型平键键较薄,厚度约为一般平键的 头和单圆头；【特点】传递的转矩较小60% 70% ,也分为圆头、平【应用】常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合；3）导向平键导向平键较长,用螺钉固定在轴上的键槽中,轴上零件 可沿导向键作轴向移动；为了便于装拆,在键上设有起键螺 纹孔；4）滑键当所需导向键太长时,由于制造困难,宜采纳滑键；滑 键固定在轮毂上,轮毂带动滑键在轴槽中移动；2半圆键联接【工作原理】与平键相同,同样是工作面受挤压；【特点】键可以在键槽中摇摆,以适应键槽的斜度；工艺性名师

4、归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 好,装配便利；对轴的强度减弱较大；【应用】适用于轻型机械；特别是锥形轴端联接；3楔键联接【工作原理】键的上下面是工作面；键和键槽均具有 1：100 的斜度；装配后,键就楔紧在轴和轮毂的键槽中；靠键的楔紧 作用来传递转矩；【特点】可承担单向的轴向载荷；联接牢靠；当有较大的冲击、振动转矩时,仍能保证联接的牢靠性；缺点：偏心、偏斜【应用】要求毂类零件定心度不高、低转速的场合 一般楔键 圆头、平头和单圆头 钩头楔键 钩头用于拆卸,安装在轴端时,应加防护罩4切向键联接【工作原理】是由一对楔键组成的

5、；工作面是两个楔键沿斜 面拚和后的相互平行的上下两窄面；装配时,将两个楔键分别 从轮毂的两端打入；工作时,靠工作面上的挤压力和轴与轮毂 间的摩擦力来传递转矩；【特点】能传递很大的转矩；由于工作面上的压力是沿轴的切线方向作用；一个切向键只能传递单向转矩,两个切向键才能传递双向转矩；两个切向键的夹角为120130 ； 缘由是：为了不致严峻减弱轴的强度；【应用】常用于重型机械中,轴的直径 100mm；大型带轮,大型飞轮,大型齿轮及大型绞车的卷筒等；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二. 键的挑选和平键联接的强度运算1. 键

6、的挑选类型：依据键联接的结构特点、使用要求和工作条件；尺寸：截面尺寸 b h 按轴的直径 d 由标准中选定；长度 L 按 轮毂的长度选定 键长等于或略短于轮毂的长度；L 亦应符合标 准规定的长度系列；一般轮毂的长度可取为L 1.5 2 d 2. 键联接的强度运算平键联接的强度运算 主要失效形式是：工作面被压溃；除非严峻过载,一般键不 会被剪断；挤压强度条件：p=F2 Tl4 Tp（61）Sdh 2dhl导向平键和滑键联接的强度运算 主要失效形式是：工作面过渡磨损 强度条件：p=F2 Tl4 Tp（62）Sdh 2dhl（限制压强,防止过度磨损）名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页

7、,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式中：T转矩, N mm d轴的直径, mm h键的高度, mm l键的工作长度, mm；圆头 l = L b；方头 l = L；L 键的公称长度, mm；b 键的宽度, mm；p许用挤压应力, Mpa；键、轴、轮毂三者中的最弱者；p 许用压强, Mpa；键、轴、轮毂三者中的最弱者；【强调】1） 假如一个键不能满意强度条件,可采纳双键；两平键相隔 180 布置；两楔键相隔90120 ；强度运算时按1.5 个键运算； （考虑到载荷分布的不匀称性）2） 键的长度2.25d时,按 2.25d计；一般键长1.6 1.8d 3） 虽然两个式子

8、的形式完全一样,但是表示的物理意义不同；键的材料为强度极限不低于 4） 半圆键的强度运算和平键相同；600 Mpa 的钢, 45 钢；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6 2 花 键 联 接一花键 联接的类型、特点和应用花键联接是由外花键和内花键组成；花键的工作面是齿侧面；靠工作面的相互挤压,传递转矩；【优点】齿数较多而且受力匀称,故承载才能高；槽浅,齿 根应力集中较小,轴与毂的强度减弱较小；对中性好；导向性 较好；可用磨削的方法提高加工精度和联接质量；【缺点】加工时,需专用设备；成本较高；齿根仍有应力集 中；【应用

9、】定心精度要求较高,载荷大或常常滑移的联接；花键按齿形不同分为：矩形花键,渐开线花键；均以标准 化；1矩形花键按齿高不同分：轻系列：承载才能较小,多用于轻载荷的静联接；中系列：多用于中载荷的静联接或零件仅在空载荷下移动的 动联接；定心方式： 小径定心 ；即外花键和内花键的小径为协作面；【特点】定心精度高,能用磨削的方法排除热处理引起的变 形；应用广泛；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2渐开线花键：渐开线花键的齿廓是渐开线；分度圆压力角有 30 和 45两种；齿顶高分别为0.5m,0.4m,m 为模数；【特点】齿根较

10、厚,齿根圆角较大,应力集中较小,故联结 强度较高,寿命长；可以利用加工齿轮的各种加工方法加工渐 开线花键,故工艺性较好,加工精度高；因此,应用日渐广 泛；定心方式： 齿形定心 ；具有自动定心的作用；二、花键联接强度运算主要失效形式：工作面被压溃静联接 工作面过渡磨损 动联接 花键联接的强度运算与键联接相像,通常只进行挤压强度 和耐磨性运算；（课上不讲）名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6 4 销联接销联接也常用于轴毂联接；定位销用来确定零件间的相对位置安全销用作安全爱护作用联接销用于联接,通常只传递不大的载荷 销分为

11、：（自学,简洁明白）圆柱销 多次拆装磨损后,定位精度和牢靠性降低；圆锥销 有 1：50 的锥度；安装便利,定位精度高,可自 锁,多次拆装不影响定位精度；端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的场合；开尾圆锥销适用于有冲击、振动的场合；槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽,将槽销打入销孔 后,由于材料的弹性使销挤紧在销孔中,不易松脱,因而能承 受振动和变载荷；安装槽销的孔不需要铰制,加工便利,可多 次装拆；销轴用于两零件的铰接处,构成铰链联接；销轴通常用开 口销锁定,工作牢靠,拆卸便利；开口销装配时将尾部分开,以防脱出；注：定位销通常不受或只受很小的载荷,其尺寸由体会确 定；同一面上的定位销至少要用两个；销的材料为： 35、45钢；开口销为低碳钢名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页