(6.3)--6-2 花键机械设计概述无键连接.ppt

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1、第第1节键连接节键连接 第第6章键、花键、无键连接和销连接章键、花键、无键连接和销连接第第2节花键连接节花键连接 第第3节无键连接节无键连接 第第4节销连接节销连接 一、花键连接的类型、特点和应用一、花键连接的类型、特点和应用(1)均匀受力；均匀受力；第第2节花键连接节花键连接结构特点：结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。组成：组成：外花键、内花键。外花键、内花键。（花键连接）（花键连接）优点：优点：(2)对轴的削弱程度小对轴的削弱程度小;(3)载能力高载能力高;齿数多，总接触面积大(4)轴上零件与轴的对中性好；轴上零件与轴的对中性好；对高速及精密机器

2、很重要(5)导向性好导向性好;对动连接很重要(6)可用磨削方法提高加工精度可用磨削方法提高加工精度及连接质量。及连接质量。潘存云教授研制潘存云教授研制因齿槽浅，齿根应力集中小轴和轮毂直接而均匀制出齿与槽缺点：缺点：齿根仍有应力集中，需专齿根仍有应力集中，需专 用设备制造，成本高。用设备制造，成本高。应用：应用：定心精度要求高、载荷大，或经常滑移的连接。定心精度要求高、载荷大，或经常滑移的连接。类型类型制造容易，应用最广。制造容易，应用最广。用于高强度连接。用于高强度连接。用于薄壁零件连接。用于薄壁零件连接。矩形花键矩形花键 渐开线花键渐开线花键 三角形花键三角形花键(1)矩形花键矩形花键轻系列

3、：轻系列：轻系列的承载能力较小，多用于静连接和轻系列的承载能力较小，多用于静连接和 轻载连接；轻载连接；按齿高的不同，矩形花键的齿型尺寸在标准中规定了两个系列，中系列：中系列：中系列用于中等载荷的连接。中系列用于中等载荷的连接。定心方式：定心方式：小径定心小径定心精度高，稳定性好。精度高，稳定性好。(2)渐开线花键渐开线花键 分为分为=30 ，=45 两种，对应的齿顶高分别为：两种，对应的齿顶高分别为：与渐开线齿轮相比，花键齿短，齿根宽，不产与渐开线齿轮相比，花键齿短，齿根宽，不产生根切的最小齿数较少。生根切的最小齿数较少。定心方式：定心方式：齿形定心齿形定心具有自动定心作用，受力均具有自动定

4、心作用，受力均匀。匀。=45=30 h*=0.5m,h*=0.4mdfdf特点：特点：制造工艺性好，精度高，齿根强度高，易于定制造工艺性好，精度高，齿根强度高，易于定心。常用于传递大扭矩和大轴径的场合。心。常用于传递大扭矩和大轴径的场合。=45 的花键的花键工作面高度较小，承载能力较低，多用于载荷较轻，直径较小工作面高度较小，承载能力较低，多用于载荷较轻，直径较小的静连接。特别适用于薄壁零件的连接。的静连接。特别适用于薄壁零件的连接。潘存云教授研制设各齿压力的合力作用在平均半径设各齿压力的合力作用在平均半径rm处，取不均匀系处，取不均匀系数数=0.70.8，则花键连接所能传递的扭矩为则花键连接

5、所能传递的扭矩为静连接静连接 T=zhlrmp 动连接动连接 T=zhl rmp l为接触长度；为接触长度；h为齿面工作高度；为齿面工作高度；h=(D d)/2 2Crm=(D+d)/4C为齿顶倒圆半径。为齿顶倒圆半径。D/2d/2hrmCCFt二、花键连接强度计算二、花键连接强度计算失效形式：失效形式：工作面被压溃（静连接）；工作面被压溃（静连接）；工作面过度磨损（动连接）工作面过度磨损（动连接）一般只验算挤压强度和耐磨性。一般只验算挤压强度和耐磨性。静连接静连接动连接动连接花键连接强度条件：花键连接强度条件：p zh ldm2Tp=p=2Tp zh ldm不良不良 3550 4070 表表

6、6-3花键连接的许用挤压应力花键连接的许用挤压应力 p 和许用压强和许用压强 p 连接工作方式连接工作方式齿面未经热处理齿面未经热处理 齿面经热处理齿面经热处理 p 或或 p 中等中等 60100 100140良好良好 80120 120200动连接动连接 p (空载下移动空载下移动)静连接静连接 p 工作条件工作条件动连接动连接 p (在载荷下移动在载荷下移动)不良不良 1520 2535中等中等 2030 3060良好良好 2540 4070不良不良 -310中等中等 -315良好良好 -1020第第3节无键连接节无键连接 型面连接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与型面连接是用非圆截面的柱

7、面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆连接，相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆连接，它是无键连接的一种形式。它是无键连接的一种形式。一、型面连接一、型面连接 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑出各种各样的非圆形孔是毫无困难注塑零件。要注塑出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面连接的应用获得了发展。应用较多的是带的，故型面连接的应用获得了发展。应用较多的是带切口圆形和正六边形型面。切口圆形和正六边形型面。由于由于型面连接型面连接要用到要用到非圆形孔，以前因其加工非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面

8、连接的困难，限制了型面连接的应用。应用。潘存云教授研制配合部配合部分形状分形状柱体柱体锥体锥体只能传递扭矩只能传递扭矩能同时传递扭矩和轴向力，能同时传递扭矩和轴向力，用于用于不允许有间隙和要求高可靠性的场合。不允许有间隙和要求高可靠性的场合。(1)装拆方便，对中性好；装拆方便，对中性好；型面连接的特点：型面连接的特点：(2)连接面上没有应力键槽和尖角，减少了应力集中；连接面上没有应力键槽和尖角，减少了应力集中；(3)可传递较大的扭矩；可传递较大的扭矩；(4)切削加工有难度，不易保证配合精度。切削加工有难度，不易保证配合精度。但随着成型工艺的发展，促进了型面连接的应用。DD常用连接型面有：常用连

9、接型面有：带切口的圆形带切口的圆形电风扇方形方形六边形六边形等距曲线等距曲线胀紧连接是在轴与毂孔之胀紧连接是在轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧连接套，间装配一个或几个胀紧连接套，在轴向力的作用下，同时胀紧在轴向力的作用下，同时胀紧轴与毂产生压紧力，靠摩擦力轴与毂产生压紧力，靠摩擦力传递转矩和轴向力的一种静连传递转矩和轴向力的一种静连接。接。二、胀紧连接二、胀紧连接 结构类型：结构类型：Z1型胀套、型胀套、Z2型胀套型胀套潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制两个胀紧套两个胀紧套1)Z1型胀套型胀套2)Z2型胀套型胀套 Z1型胀套中，与轴或毂孔贴合的套筒均有纵向间隙，以利于变形和

10、胀紧。拧紧连接螺钉，便可以将轴和毂涨紧。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制一个胀紧套一个胀紧套潘存云教授研制潘存云教授研制各种胀套已各种胀套已标准化标准化，可根据轴与毂，可根据轴与毂孔尺寸以及传递载荷的大小，从标准中孔尺寸以及传递载荷的大小，从标准中选用合适的型号与尺寸。选用合适的型号与尺寸。胀套尺寸的选择胀套尺寸的选择Dd选择时应满足：选择时应满足：传递转矩时传递转矩时 传递轴向力时传递轴向力时 同时传递转矩和轴向力时同时传递转矩和轴向力时当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联使用，此时总的额定载荷为使用，此时总的额定载荷为m为额定载荷系数。为额定载荷系数。胀套连接的优点：胀套连接的优点：定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载能力较高，并且有安全保护作用。能力较高，并且有安全保护作用。缺点：缺点：由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时应用受结由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时应用受结构尺寸的限制。构尺寸的限制。