轴毂连接.pptx

键、花键联接的用途键、花键联接的用途用于轴与轮毂之间的用于轴与轮毂之间的 周向固定，并传递运动和转矩。周向固定，并传递运动和转矩。本章主要内容本章主要内容键联接工作能力计算。键联接工作能力计算。键和花键的类型、结构形式选择；键和花键的类型、结构形式选择；键的尺寸选择键的尺寸选择重点；重点；551 1 键联接键联接一、键联接的主要类型及特点一、键联接的主要类型及特点类类 型型及及特特 点点松键联接：松键联接：靠侧面受挤压传递运靠侧面受挤压传递运 动和转矩，键两侧面动和转矩，键两侧面 是工作面是工作面。平键联接平键联接半圆键联接半圆键联接紧键联接：紧键联接：靠键的楔紧作用传递运靠键的楔紧作用传递运 动和转矩，键上下两面动和转矩，键上下两面 是工作面。是工作面。楔键联接楔键联接切向键联接切向键联接平键联接平键联接工作面工作原理工作原理 键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧 面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。优点优点:结构简单，装拆方便，易加工，对中性好结构简单，装拆方便，易加工，对中性好缺点：缺点：不能实现轴上零件的轴向固定。不能实现轴上零件的轴向固定。特点特点应用：应用：广泛广泛工作面工作面半圆键联接半圆键联接工作原理工作原理 键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧 面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。优点优点:轴上键槽用半径与键相同的盘铣刀铣出，键能在轴槽中绕几轴上键槽用半径与键相同的盘铣刀铣出，键能在轴槽中绕几何中心摆动，以适应轮毂槽底面。其优点是工艺性较好，装拆方便，何中心摆动，以适应轮毂槽底面。其优点是工艺性较好，装拆方便，缺点：缺点：键槽较深，对轴的强度削弱较大。键槽较深，对轴的强度削弱较大。特点特点主要用于载荷较轻的静联接，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接。主要用于载荷较轻的静联接，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接。R楔键联接楔键联接工作原理工作原理键的上下两面为工作面，其上表面和轮毂槽底均有键的上下两面为工作面，其上表面和轮毂槽底均有1 1：100100的斜的斜度。装配时，将键沿轴向打入轴和轮槽内，工作表面上产生很大的正压力，度。装配时，将键沿轴向打入轴和轮槽内，工作表面上产生很大的正压力，工作时，依靠工作面上正压力产生摩擦力传递转矩工作时，依靠工作面上正压力产生摩擦力传递转矩T.T.优点优点:能承受单方向的轴向力，对轮毂起到单向轴向固定作用。能承受单方向的轴向力，对轮毂起到单向轴向固定作用。工作面特点特点缺点：缺点：楔紧后会使轴与轮毂产生偏心，且在受到冲击、变载荷楔紧后会使轴与轮毂产生偏心，且在受到冲击、变载荷 时易松脱，时易松脱，应用应用由于故楔键联接仅适用于定心要求不高、载荷平稳的低速场合。由于故楔键联接仅适用于定心要求不高、载荷平稳的低速场合。f NNNf NT普通普通楔键楔键钩头钩头楔键楔键 1100切向键联接切向键联接工作原理工作原理切向键由两个具有切向键由两个具有1 1：100100斜度的楔键组成，装配时，两键斜度的楔键组成，装配时，两键以其斜面相互贴合，键分别从轮毂两端打入，使之楔紧。两键合并后，以其斜面相互贴合，键分别从轮毂两端打入，使之楔紧。两键合并后，上下两面平行为工作面，故轴和轮毂键槽并无斜度。依靠工作面上的挤压力上下两面平行为工作面，故轴和轮毂键槽并无斜度。依靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传递转矩和轴与轮毂间的摩擦力传递转矩T T。工作面工作面a）单向传动）单向传动b）双向传动）双向传动注意：注意：一个切向键只能单向传动，若需双向传动时，必须用两个互成一个切向键只能单向传动，若需双向传动时，必须用两个互成 120分布的切向键。分布的切向键。应用应用切向键联接能传递很大的转矩，但对轴的强度削弱较大，故切向键联接能传递很大的转矩，但对轴的强度削弱较大，故 常用于直常用于直径大于径大于100 mm，对中要求不高而载荷较大的重型机械。，对中要求不高而载荷较大的重型机械。120切向键安装切向键安装 11001.1.普通平键普通平键用于静联接，即轴与轮毂之间无轴向相对运动用于静联接，即轴与轮毂之间无轴向相对运动按其端部形状，有三种结构形式按其端部形状，有三种结构形式 1 1）圆头平键（）圆头平键（A A型）型）L Llhb指状铣刀加工指状铣刀加工键槽键槽但轴上键槽端部应力集但轴上键槽端部应力集中较大，有效接触长度中较大，有效接触长度l比比 键的公称长度键的公称长度L短短l L-bL-b轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与键轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与键的尺寸相符键在轴槽中固定可靠。的尺寸相符键在轴槽中固定可靠。工作面工作面h2)2)方头平键（方头平键（B B型）型）lLbl=L=L其优点是轴上键槽用盘铣刀加工，轴的其优点是轴上键槽用盘铣刀加工，轴的应力集中较小，应力集中较小，键的有效接触长度等于键的有效接触长度等于键的公称长度键的公称长度但对于尺寸较大的键需用紧但对于尺寸较大的键需用紧定螺钉将键固定在轴上键槽定螺钉将键固定在轴上键槽中。中。盘铣刀加工键槽盘铣刀加工键槽 3)3)单圆头平键（单圆头平键（C C型）型）l=L-b/2=L-b/2lLhb单圆头平键具有单圆头平键具有A A、B B键的特点键的特点常用于轴端与轮毂类零件的联接，。常用于轴端与轮毂类零件的联接，。轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与键的尺寸相符键在轴槽中固定可靠键的尺寸相符键在轴槽中固定可靠 导向平键是一种较长的平键，键用螺钉固定在轴的键槽中，轴上零件可沿导向平键是一种较长的平键，键用螺钉固定在轴的键槽中，轴上零件可沿键作轴向滑移。常用于轴上零件轴向位移量不大的场合。键作轴向滑移。常用于轴上零件轴向位移量不大的场合。2.2.导向平键导向平键用于动联接用于动联接（即轴与轮毂之间有轴向相对运动）。（即轴与轮毂之间有轴向相对运动）。滑键滑键用于动联接，轴上铣出较长的键槽，滑键固定在轮毂上，用于动联接，轴上铣出较长的键槽，滑键固定在轮毂上，轴上零件带动键在轴上键槽中作轴向滑移。用于轴上零件轴向位移量较轴上零件带动键在轴上键槽中作轴向滑移。用于轴上零件轴向位移量较大的场合。大的场合。1.键的类型选择键的类型选择键的类型应根据联接的结构特点，使用要求和工键的类型应根据联接的结构特点，使用要求和工 作条件来选择。作条件来选择。键宽键宽b键高键高h根据根据被联接处的轴径被联接处的轴径d按标准选择按标准选择。普通平键普通平键根据根据被联接处轮毂被联接处轮毂长度确定，键长长度确定，键长L轮毂长度轮毂长度B B，一一般可取般可取L=B-L=B-（5 51010）mmmm，并按标，并按标准长度系列确定。准长度系列确定。LB二）键的选择二）键的选择2.键的尺寸选择键的尺寸选择Lhb导向平键导向平键根据被联接处轮毂长根据被联接处轮毂长度及其滑动距离来确定。度及其滑动距离来确定。键公称键公称长度长度Ld键的标准表键的标准表平键联接受力情况平键联接受力情况dFTFkhd/2三三)键联接的强度计算键联接的强度计算 1平键联接受力分析平键联接受力分析 联接工作面（侧面）联接工作面（侧面）受挤压力受挤压力F F式中：式中：T转矩，转矩，Nmm d轴的直径，轴的直径，mm键的截面键的截面受剪力：受剪力：2 2失效形式及计算准则失效形式及计算准则静联接静联接较弱零件（通常是轮毂）被压溃。动联接动联接较弱零件（通常是轮毂）过度磨损。键被剪断失效失效形式形式主要主要失效形式失效形式联接工作面（侧面）对于对于静联接静联接(普通平键联接）普通平键联接）：进行较弱零件工作面挤压强度计算；：进行较弱零件工作面挤压强度计算；对于对于动联接动联接(导向平键联接）导向平键联接）：进行较弱零件工作面耐磨性计算。：进行较弱零件工作面耐磨性计算。计算计算准则准则即：即：即：即：3 3平键联接的强度校核计算平键联接的强度校核计算普通平键联接普通平键联接工作面挤压强度工作面挤压强度条件：条件：导向平键联接导向平键联接工作面耐磨性工作面耐磨性条件：条件：k 键与轮毂接触高度，键与轮毂接触高度，mm，k h/2。式中：式中：p、p联接工作表面挤压应力，许用挤压应力，联接工作表面挤压应力，许用挤压应力，MPap、p 联接工作表面的压强，许用压强，联接工作表面的压强，许用压强，MPal 键的接触键的接触 长度，长度，mmA型键：型键：l=LblB型键：型键：l=LlC型键：型键：l=Lb/2l表表5-1 键联接的许用挤压应力和许用压强键联接的许用挤压应力和许用压强 MPa许用值许用值联接方式联接方式轮毂材料轮毂材料载荷性质载荷性质静载荷静载荷轻度冲击轻度冲击冲冲 击击静联接静联接（普通平键（普通平键半圆键）半圆键）钢钢120 150100 12060 90铸铁铸铁70 8050 6030 45动联接动联接（导向平键（导向平键）钢钢504030单键联接能传递的转矩很有限，当传递的转矩较大、而又不能增加键的长度单键联接能传递的转矩很有限，当传递的转矩较大、而又不能增加键的长度时，可用多键来提高联接的承载能力。如图示双键、三键，但这样会严重削时，可用多键来提高联接的承载能力。如图示双键、三键，但这样会严重削弱轴的强度弱轴的强度两个平键组成的联接两个平键组成的联接三个平键组合三个平键组合的联接的联接例题例题 花键联接是由周向均布多个键齿的轴与带有相应键齿槽轮毂花键联接是由周向均布多个键齿的轴与带有相应键齿槽轮毂孔配合而成的可拆联接。孔配合而成的可拆联接。花花键轴键轴(外外花花键键)轮毂轮毂(内内花花键键)552 2 花键联接花键联接一花键联接的特点及应用一花键联接的特点及应用优点优点1 1）齿槽浅，齿根应力集中小，对轴和轮毂的强度削弱小；）齿槽浅，齿根应力集中小，对轴和轮毂的强度削弱小；特特点点 2 2）键齿对称布置，齿多接触面积大，承载能力高；）键齿对称布置，齿多接触面积大，承载能力高；3 3）定心精度高，对中性和导向性好。）定心精度高，对中性和导向性好。缺点缺点需要专门加工设备和工具，制造成本高。需要专门加工设备和工具，制造成本高。应用应用用于定心精度要求高，载荷大的动、静联接。用于定心精度要求高，载荷大的动、静联接。二花键联接的类型及其选择二花键联接的类型及其选择矩形花键矩形花键键齿两侧面为平面，形状简单，加工方便，可用磨削方法获键齿两侧面为平面，形状简单，加工方便，可用磨削方法获得较高精度，常用于机床、汽车、拖拉机等机械中。得较高精度，常用于机床、汽车、拖拉机等机械中。渐开线花键渐开线花键渐开线花键的齿廓为渐开线，可用切制齿轮的加工方法来加工，渐开线花键的齿廓为渐开线，可用切制齿轮的加工方法来加工，工艺性较好。花键齿根较厚，强度高，寿命长。但加工内花键孔的制造成本较高，工艺性较好。花键齿根较厚，强度高，寿命长。但加工内花键孔的制造成本较高，常用于载荷较大，定心精度要求高，尺寸较大的联接。常用于载荷较大，定心精度要求高，尺寸较大的联接。矩形花键矩形花键渐开线花键渐开线花键按键齿形状可分为：按键齿形状可分为：矩形花键矩形花键和和渐开线花键渐开线花键一）矩形花键的参数及尺寸系列一）矩形花键的参数及尺寸系列 主要参数及尺寸主要参数及尺寸键齿数键齿数N N、小径、小径d d、大径、大径D D、键齿宽键齿宽B B花键的规格花键的规格用用Z Z（齿数）（齿数）dd（小径）（小径）DD（大径）（大径）BB（齿宽）表示。（齿宽）表示。尺寸尺寸 轻系列轻系列用于轻载或静联接用于轻载或静联接系列系列 中系列中系列用于重载或动联接用于重载或动联接二）矩形花键的规格及标记二）矩形花键的规格及标记标记标记包括花键的包括花键的参数、尺寸及其公差带符号、国标号。参数、尺寸及其公差带符号、国标号。例如：例如：N=6N=6、d=28 mmd=28 mm、D=32 mmD=32 mm、B=7 mm B=7 mm 花键的表示方法为：花键的表示方法为：花键副标记：花键副标记：内花键内花键:628H732H107H11 GB1144-87 GB1144-87外花键外花键:628f732d107d11 GB1144-87 GB1144-87DBd三）矩形花键的定心方式三）矩形花键的定心方式矩形花键的定心方式有三种矩形花键的定心方式有三种1、小径定心、小径定心 国家标准规定首先采用国家标准规定首先采用 定心精度高。如图示。定心精度高。如图示。2、大径定心、大径定心 定心精度不高定心精度不高3、齿侧定心、齿侧定心 用于定心精度要求不高，用于定心精度要求不高，载荷大的情况，要求齿侧受载荷大的情况，要求齿侧受力均匀处力均匀处三）渐开线花键的类型及应用三）渐开线花键的类型及应用齿形定心，承载能力大齿形定心，承载能力大齿数多，模数小，用于轻载。特别适齿数多，模数小，用于轻载。特别适用于轴和薄壁零件的连接用于轴和薄壁零件的连接压力角为压力角为30度度压力角为压力角为45度度5-3 其它连接按用途不同，一般分为：定位销、联接销、安全销。按结构形式不同分为：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。销联接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的联接。详细说明详细说明销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢）。槽 销销轴和开口销开尾圆锥销圆柱销圆锥销内螺纹圆锥销 一、销连接一、销连接 型面联接是用非圆截面的柱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联接，它是无键联接的一种型式。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的，故型面联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。由于型面联接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接的应用。二、型面联接二、型面联接无键联接 更多介绍胀套的尺寸选择：无键联接 胀紧联接是在毂孔与轴之间装入胀紧联接套（简称胀套），在轴向力作用下，同时胀紧轴与毂而构成的一种静联接。各型胀套已标准化，选用时可根据轴、毂尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型号和尺寸。选择时应满足：传递转矩时传递轴向力时传递联合作用的转矩和轴向力时三、胀紧联接三、胀紧联接更多介绍 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：m为额定载荷系数。n n本章要点本章要点n n掌握键与花键联接的类型、结构、特点和应用。掌握键与花键联接的类型、结构、特点和应用。掌握键联接的类型和尺寸选择方法以及平键的强掌握键联接的类型和尺寸选择方法以及平键的强度计算方法。度计算方法。n n掌握销的基本类型、结构、特点、用途和选择方掌握销的基本类型、结构、特点、用途和选择方法。法。习题习题:一齿轮装在轴上，采用一齿轮装在轴上，采用A型普通平键连接。齿轮、轴、键均用型普通平键连接。齿轮、轴、键均用45钢，轴径钢，轴径d=80mm，轮毂长度，轮毂长度L=150mm，传递传矩，传递传矩T=2 000 Nm，工作中有轻微冲击。试确定，工作中有轻微冲击。试确定平键尺寸和标记，并验算连接的强度。平键尺寸和标记，并验算连接的强度。1.确定平键尺寸由轴径d=80mm查得A型平键剖面尺寸b=22mm，h=14mm。参照毂长=150mm及键长度系列选取键长L=140mm。2.挤压强度校核计算键与毂接触长度 查得120pa，故，安全。