已看机械设计第7章轴类连接件

1、第第7章章 轴类连接件轴类连接件7.1 键键7.2 联轴器联轴器 7.1 7.1 键键作用：作用：实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，有实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，有 些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴 向移动。向移动。 1. 1. 键联接的类型和构造键联接的类型和构造类型：类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。平键、半圆键、楔键、切向键等。（1 1） 平键联接平键联接特点：特点： 键的两个侧面是工作面，键的两个侧面是工作面，间隙间隙 结构简单、装拆方便、对中性较好。结构简单、装拆方便、对中性较好。侧壁的挤压传递扭矩。侧壁的挤压传递扭矩。

2、工作时依靠键与键槽工作时依靠键与键槽 不能轴向固定零件。不能轴向固定零件。 平键平键薄型平键薄型平键普通平键普通平键导向平键导向平键滑键滑键轴轴工作面工作面T平键平键薄型平键薄型平键普通平键普通平键导向平键导向平键滑键滑键-用于静联接用于静联接-用于动联接用于动联接 普通平键普通平键单圆头单圆头 ( C 型型 )圆圆 头头 ( A 型型 )平平 头头 ( B 型型 )A型型B型型C型型盘铣刀盘铣刀 -用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。圆头普通平键圆头普通平键-用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。平头普通平键平头普通平键-

3、常用于轴端。常用于轴端。单圆头普通平键单圆头普通平键普通平键应用最广。普通平键应用最广。薄型平键与普通平键的主要区别：薄型平键与普通平键的主要区别： 键的高度约为普通平键的键的高度约为普通平键的70% 60%，因而传递，因而传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受到限制的场合。向尺寸受到限制的场合。起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉潘存云教授研制起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉导向平键导向平键滑键滑键 长度较长，需用螺钉固定。长度较长，需用螺钉固定。特点：特点： 可实现轴上零件的轴向移动，可实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。构成动

4、联接。如变速箱内的滑移齿轮如变速箱内的滑移齿轮导向平键导向平键-用于动联接用于动联接双勾头滑键双勾头滑键结构特点：结构特点：两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。潘存云教授研制单圆勾头滑键单圆勾头滑键结构特点：结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。单圆勾头，嵌入轮毂中。潘存云教授研制（2） 半圆键联接半圆键联接优点：优点：工艺性好，装配方便。工艺性好，装配方便。特别适用于锥形轴端的联接。特别适用于锥形轴端的联接。工作面工作面因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。缺点：缺点：对轴的削弱较大，只适用对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。于轻载联接。安装时用安装时用

5、力打入力打入工作面工作面（3） 楔键联接楔键联接特点：特点： 键的上下两面为工作面。工作时，依靠键的键的上下两面为工作面。工作时，依靠键的楔紧作用来传递扭矩。楔紧作用来传递扭矩。 能承受单方向的轴向力。能承受单方向的轴向力。 对中性较差。对中性较差。键楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜。应用：应用：仅适用于定心精度不高和低转速仅适用于定心精度不高和低转速 的场合的场合工作面工作面斜度斜度 1 1：100100拆卸空间拆卸空间楔键楔键普通楔键普通楔键钩头楔键钩头楔键d斜度斜度1 1：100100在重型机械中常采用在重型机械中常采用切向键切向键 - - 一对楔键组成。一对楔键组成。装配时将两楔键

6、楔紧，键的窄面是工作面，所产生的压力沿切向方向分布，窄面窄面工作面工作面工作面工作面特点：特点： 键的窄面为工作面。工作时，靠工作面上的键的窄面为工作面。工作时，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传递转矩。挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传递转矩。 承载能力很大。承载能力很大。应用：应用： 由于键槽对轴的削弱较大，故常用于直径大于由于键槽对轴的削弱较大，故常用于直径大于 100 mm的轴上。如大型带轮、大型飞轮等。的轴上。如大型带轮、大型飞轮等。T（4） 切向键联接切向键联接120 130 当传递双向扭矩时，需两对切向键分布当传递双向扭矩时，需两对切向键分布成成120 130 T 键的选择键的选

7、择类型选择类型选择尺寸选择尺寸选择-根据联接的特点、使用要求和工作条件选定根据联接的特点、使用要求和工作条件选定剖面尺寸剖面尺寸（bh）键长键长 L L-按轴径按轴径d 从标准中查取从标准中查取-L轮毂长度轮毂长度选定的键长应符合标选定的键长应符合标准规定的长度系列准规定的长度系列导向平键的键长导向平键的键长L-L-按轮毂的长度及其滑动距离而定。按轮毂的长度及其滑动距离而定。6 8 8 10 1012 1217 1722 2230 3038 38442 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 7 10 8 12 8表表 普通平键和普通楔键的主要尺寸普通平键和普通楔键的主要尺寸轴的直径轴的直径d

8、 d 6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200，220，250键的长度键的长度 系列系列L键宽键宽b b键高键高h h轴的直径轴的直径d d 键宽键宽b b键高键高h h4450 5058 5865 6575 7585 8595 95110 110130149 1610 1811 2012 2214 2514 1816 32 18普通平键和键槽尺寸普通平键和键槽尺寸（GB/T1095-2003、GB1096-2003） A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或r1

9、LLLbhbtd- -tbt1d+t1标记实例标记实例： 圆头普通平键圆头普通平键( (A型型):): 键键16100 GB/T 1096-2003 方头普通平键方头普通平键( (B型型):): 键键B16100 GB/T 1096-2003单圆头普通平键单圆头普通平键( (C型型) :) : 键键C16100 GB/T 1096-2003db*L主要失效形式：主要失效形式：导向平键联接导向平键联接（动联接）（动联接）平键联接平键联接普通平键联接普通平键联接（静联接）（静联接）-工作面的压溃工作面的压溃-工作面的磨损工作面的磨损平键联接受力情况平键联接受力情况dTFF2. 平键联接的强度计算平

10、键联接的强度计算 p d h l2T=普通平键联接的挤压强度条件：普通平键联接的挤压强度条件：p =Fk ldbdTFFT=Fd2d2k =h2h-（7-1）式中式中： h-键的高度，键的高度， l -键的工作长度，键的工作长度，Ll=L-bl=LbA型型bB型型l p 、 p -许用挤压应力、许用压力许用挤压应力、许用压力（下页表）（下页表）普通平键联接的挤压强度条件：普通平键联接的挤压强度条件：p d k l2T=p =Fk l计算依据是磨损，应限制压强：-（7-2） 钢钢 125150 100120 6090表表 键联接的许用挤压应力、许用压力键联接的许用挤压应力、许用压力 许用值许用值

11、 轮毂材料轮毂材料静载荷静载荷 轻微冲击轻微冲击 冲冲 击击载载 荷荷 性性 质质 铸铁铸铁 7080 5060 3045 钢钢 50 40 30 p p 见见p224例题例题d 若强度不时，可采用双键联接。考虑到载荷分布的若强度不时，可采用双键联接。考虑到载荷分布的不均匀性，不均匀性，校核强度时按校核强度时按1.5个键计算个键计算。双键布置规则：双键布置规则：平键：平键： 按按180180布置；布置；半圆键：半圆键： 同一条母线上；同一条母线上；楔键：楔键： 夹角成夹角成120 130 120 130 花键联接花键联接-多键联接多键联接组成：组成：外花键、内花键外花键、内花键优点：优点：2)

12、 2) 齿槽浅，对轴的削弱、应力集中小齿槽浅，对轴的削弱、应力集中小; ;1) 1) 多齿传递载荷，承载能力高多齿传递载荷，承载能力高; ;4) 4) 轴上零件与轴的对中性好；导向性好轴上零件与轴的对中性好；导向性好; ; 对动联接很重要3) 3) 可用磨削方法提高加工精度及联接质量。可用磨削方法提高加工精度及联接质量。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。类型、特点和应用类型、特点和应用应用：应用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的联接。定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的联接。-制造容易，应用最广。制造容易，应用最广。-用于高强

13、度联接。用于高强度联接。类型类型矩形花键矩形花键 渐开线花键渐开线花键 1. 矩形花键矩形花键轻系列：轻系列：-承载能力较小，多用于静联接和轻载联接；承载能力较小，多用于静联接和轻载联接；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：-用于中等载荷的联接。用于中等载荷的联接。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 有有=30 ，=45 两种，对应的齿顶高分别为：两种，对应的齿顶高分别为：定心方式：定心方式：齿形定心齿形定心-具有自动定心作用，受力均匀。具有自动定心作用，受力均匀。 h* = 0.5m h*

14、= 0.4m=30 df=45 df特点：特点：制造工艺性好，制造精度较高，齿根强度高，制造工艺性好，制造精度较高，齿根强度高， 易于定心。常用于传递大扭矩和大轴径的场合。易于定心。常用于传递大扭矩和大轴径的场合。2. 渐开线花键渐开线花键 有有=30 ，=45 两种，对应的齿顶高分别为：两种，对应的齿顶高分别为： h*=0.5m h*= 0.4m=30 df=45 df =45=45的花键工作面高度较小，承载能力较低，多的花键工作面高度较小，承载能力较低，多用于载荷较轻，直径较小的静联接。特别适用于薄壁用于载荷较轻，直径较小的静联接。特别适用于薄壁零件的联接。零件的联接。作用：作用： 主要用

15、于将两根轴联接在一起，使它们一起旋转，主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋转，并传递扭矩，有时也可用作安全装置。并传递扭矩，有时也可用作安全装置。 联轴器联轴器-机器运转时两轴不能分离，只有在机器机器运转时两轴不能分离，只有在机器 停车时才可将两轴分离；停车时才可将两轴分离；7.2 联轴器联轴器 联轴器的分类联轴器的分类 无弹性元无弹性元件联轴器件联轴器刚性联轴器刚性联轴器联联轴轴器器套筒联轴器套筒联轴器凸缘凸缘联轴器联轴器夹壳夹壳联轴器联轴器齿式联轴器齿式联轴器十字滑块联轴器十字滑块联轴器挠性联轴器挠性联轴器有弹性元有弹性元件联轴器件联轴器滑块联轴器滑块联轴器万向联轴器万向联轴器滚子链联

16、轴器滚子链联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器梅花形弹性联轴器梅花形弹性联轴器轮胎式联轴器轮胎式联轴器膜片联轴器膜片联轴器1. 固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器（1 1） 套筒联轴器套筒联轴器 结构：结构：用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定 螺钉来实现轴向固定。螺钉来实现轴向固定。套筒套筒联轴器联轴器型式型式：半圆键半圆键普通平键普通平键特点：特点：结构简单、使用方便、结构简单、使用方便、 传递扭矩较大，但不传递扭矩较大，但不 能缓冲减振能缓冲减振 。应用：应用：用于载荷较平稳的用于载荷较平稳的 两轴联接两轴联接 。（

17、2 2）凸缘联轴器）凸缘联轴器 结构：结构：把两个带有凸缘半联轴器用键分别与轴相联，然后用螺把两个带有凸缘半联轴器用键分别与轴相联，然后用螺栓将两个半联轴器联成一体。栓将两个半联轴器联成一体。普通凸缘联轴器普通凸缘联轴器型式型式：有对中榫的凸缘联轴器有对中榫的凸缘联轴器普通凸缘联轴器普通凸缘联轴器 -靠铰制孔螺栓对中靠铰制孔螺栓对中-靠榫头对中靠榫头对中普通螺栓普通螺栓 对中榫对中榫 绞制孔螺栓绞制孔螺栓 特点：特点：结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但因结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但因属于刚性联轴器，对所联两轴间的相对位移属于刚性联轴器，对所联两轴间的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中

18、性的要求很高。缺乏补偿能力，故对两轴对中性的要求很高。应用：应用：用于载荷较平稳、转速低、轴的刚性大、对用于载荷较平稳、转速低、轴的刚性大、对中性较好的两轴联接。中性较好的两轴联接。2. 可移动式刚性联轴器可移动式刚性联轴器1 1、十字滑块联轴器、十字滑块联轴器应用：应用：适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。 结构：结构：与十字滑块联轴器相似，只是沟槽很宽，中间为不带凸与十字滑块联轴器相似，只是沟槽很宽，中间为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。工作特点：工作特点：由于中间滑块质量小，且有弹性，故允许由于中间滑块质量

19、小，且有弹性，故允许较高的极限转速。较高的极限转速。2 2、齿式联轴器、齿式联轴器功用：功用：能补偿轴不对中和偏斜。能补偿轴不对中和偏斜。 结构：结构： 由两个有内齿的外壳和两个有外齿的内套筒组成。外齿做成由两个有内齿的外壳和两个有外齿的内套筒组成。外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓联接。球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓联接。两端密封，空腔内储存润滑油。两端密封，空腔内储存润滑油。优点：优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。传递扭矩大、能补偿综合位移。缺点：缺点：结构笨重、造价高。结构笨重、造价高。应用：应用：用于重型传动。用于重型传动。3 3、十字轴式万向联

20、轴器、十字轴式万向联轴器作用：作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。共轴、 有夹角应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。单万向联轴器单万向联轴器 当当1 1为常数时，为常数时，2 2将在将在一定范围内变化，因而在传一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。动中将产生附加动载荷。3. 弹性联轴器弹性联轴器 因装有弹性元件，不仅可补偿两轴间的相对位移，因装有弹性元件，不仅可补偿两轴间的相对位移，且具有缓冲减振的能力。且具有缓冲减振的能力。 它是依靠弹性元件的弹性变形来补偿两轴间的相它是依靠弹性元件的弹性变形来补偿两轴间的相对位移。对位移。1 1、弹性套柱销联轴器、弹性套