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1、武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,第6章 键、花键、无键连接和销连接,主要内容：1.键及花键连接的类型、结构、特点键的主要失效形式及强度计算,重点内容：1.键及花键连接的类型、结构、特点键的类型尺寸、选择及强度校核方法,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,61 键连接,第6章 键、花键、无键连接和销连接,62 花键连接,63 无键连接,64 销连接,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,61 键连接和花键连接,作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，或实现零件的轴向固定或移动。,一、键连接的类型,类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。,1.平键连接,特点：定心好、装拆方便
2、。,种类,普通平键,薄型平键,导向平键,滑键,静连接,动连接,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,普通平键结构,单圆头(C型),圆头(A型),平头(B型),用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。,用盘铣刀加工，轴的应力集中小。,用于轴端,普通平键应用最广。,薄型平键的高度为普通平键的6070%，也分圆头、平头、单圆头三种。传递扭矩能力低，常用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的场合。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,导向平键,零件可以在轴上移动，构成动连接。滑移距离较大时，平键过长，制造困难，故可采用滑键。,结构特点：长度较长，需用螺钉固定。,为便于装拆，制有起键螺孔。
3、,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,双勾头滑键,结构特点：两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,单圆勾头滑键,结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,表6-1 普通平键和键槽尺寸（GB1095-2003、GB1096-2003）,A型,B型,C型,标记实例：圆头普通平键(A型):键16100 GB1096-2003,方头普通平键(B型):键B16100 GB1096-2003,单圆头普通平键(C型):键C16100 GB1096-2003,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,
4、潘存云教授研制,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,2.半圆键连接,优点：定心好，装配方便。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。,缺点：对轴的削弱较大，只适 用于轻载连接。,特别适用于锥形轴端的连接。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,3.楔键联接和切向键联接,结构特点：键的上表面有1:100的斜度，轮毂槽的底面也有1:100的斜度。,缺点：定心精度不高。,应用：只能应用于定心精度不高，载荷 平稳和低速的联接。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,类型：普通楔键、钩头楔键。钩头是用来拆卸用的,在重型机械中常采
5、用切向键-一对楔键组成。,装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要两对切向键分布成120130。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,二、平键连接的强度校核,键的材料：B 370 Mpa的碳素钢，常用45钢。,键的截面尺寸b、h查表选取，长度L参照轮毂长度从标准中选取。,键的主要失效形式：压溃、磨损(动连接)、剪断。,1)平键连接的强度,l=L-b,l=L,一般不会出现,挤压应力：,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,对于导向平键连接，计算依据是磨损，应限制压强：,2)半圆键连接强度计算,l近似为公称长度,用于静联接，失效形式为表面压溃,武汉科技
6、大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,若强度不够时，可采用双键连接。考虑到载荷分布的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。,双键布置规则：平键：按180布置；,半圆键：同一条母线上；,楔键：夹角成120 130,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,三、平键的设计方法,平键为标准键，关键是如何正确选取,选取步骤：,根据工作状况确定键的类型,由轴径d查设计手册选定键的横截面尺寸bh,3由轮毂长度选键长L(一般L轮毂长度 510mm)并将L 取标准,4.校核键的强度,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,例：已知齿轮与轴用圆头平键连接，轴径d70mm，齿轮宽为80mm，传递的转矩T=620000
7、N.mm，有轻微冲击，试设计键的尺寸,2)设计键尺寸:由轴径d70mm,查教材P106表6-1得:bh=20 12由轮毂长=80mm;选键长L=70mm工作长度l=70-20=50mm,p p;则键强度合格所选键为:键2070 GB1096-2003,3)校核键的强度:由强度条件:,查表6-2得:p=100120MPa,解:1)选型号:选平键A型,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,一、花键连接的类型、特点和应用,1)均匀受力；,62 花键连接,结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。,组成：外花键、内花键。,优点：,2)对轴的削弱程度小;,3)承载能力高;齿数多，总接触面积大,4)轴上零
8、件与轴的对中性好；对高速及精密机器很重要,5)导向性好;对动联接很重要,6)可用磨削方法提高加工精度及连接质量。,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：齿根仍有应力集中、需专 用设备制造，成本高。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,应用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的连接。,类型,-制造容易，应用最广。,-用于高强度连接。,-用于薄壁零件连接。,矩形花键,渐开线花键,三角形花键,1）矩形花键,轻系列：轻系列的承载能力较小，多用于静连接和 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
9、系列，,中系列：中系列用于中等载荷的连接。,定心方式：小径定心-精度高，稳定性好。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,2）渐开线花键,分为=30，=45 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，不产生根切的最小齿数较少。,定心方式：齿形定心-具有自动定心作用，受力均匀。,h*=0.5m,h*=0.4m,特点：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。=45 的花键工作面高度较小，承载能力较低，多用于载荷较轻，直径较小的静连接。特别适用于薄壁零件的连接。,二、花键连接强度计算（P110）,武汉科技大学专用
10、作者：潘存云教授,潘存云教授研制,63 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型式。,一、型面连接,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。,由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面连接的应用。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,配合部分形状,柱体,锥体,-只能传递扭矩,-能同时传递扭矩和轴向力，用于不允许有间隙和要求高可靠性的场合。,1)装拆方便，
11、对中性好；,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；,3)可传递较大的扭矩；,4)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，促进了型面联接的应用。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,常用连接型面有：,胀紧连接是在轴与毂孔之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接。,二、胀紧连接,结构类型：Z1型胀套、Z2型胀套,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,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,一个胀紧套,1)Z1型胀套,2)Z2型胀套,Z
12、2型胀套中，与轴或毂孔贴合的套筒均有纵向间隙，以利于变形和胀紧。拧紧联接螺钉，便可以将轴和毂长进。,各种胀套已标准化，可根据轴与毂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。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,64 销连接,作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。,按用途分,类型,定位销,按形状分,定位销：用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。通常不受载荷或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于2个。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,64 销连接,作用：固定零件之间的相对位置，并
13、可传递不大的载荷。,按用途分,类型,定位销,连接销,按形状分,连接销：用来实现两零件之间的联接，可用来传递不大的载荷。其类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据连接的结构特点按经验或规范确定。必要时再按剪切和挤压强度条件进行校核计算。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,64 销连接,作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。,按用途分,类型,定位销,安全销,连接销,按形状分,安全销：作为安全装置中的过载剪切元件。安全销在过载时被剪断，因此，销的直径应按剪切条件确定。为了确保安全销被剪断而不提前发生挤压破坏，通常可在安全销上加一个销套。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,
14、潘存云教授研制,64 销连接,作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。,按用途分,类型,定位销,安全销,连接销,按形状分,圆柱销,特点：为过盈配合，经多次拆装后，定位精度会降低；有u8、m6、h8、h11四种直径偏差可供选择，以满足不同要求。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,64 销连接,作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。,按用途分,类型,定位销,安全销,连接销,按形状分,圆柱销,圆锥销,特点：有1:50的锥度，可反复多次拆装。,螺母锁紧抗冲击,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,64 销连接,作用：固定零件之间的相
15、对位置，并可传递不大的载荷。,按用途分,类型,定位销,安全销,连接销,按形状分,圆柱销,圆锥销,槽销,不易松动，能承受振动和变载荷,不铰孔，可多次装拆。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,64 销连接,作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。,按用途分,类型,定位销,安全销,连接销,按形状分,圆柱销,圆锥销,槽销,销轴,开口销,销轴用于两零件铰接处,构成铰链联接。,销的材料：35、45号钢。,武汉科技大学专用 作者：潘存云教授,思考题,1。题6-12。圆头，平头及单圆头普通平键各有何优缺点？分别用在何场 合？轴上的键槽是如何加工的？3。普通平键有哪些失效形式？主要失效形式是什么？如经校核 判定强度不足时，可采取哪些措施？,作业,题6-3,
