机械设计第6章PPT课件

1、1 1、平键连接、平键连接 装在轴与轮毂的键槽中，两侧面为工作面，装在轴与轮毂的键槽中，两侧面为工作面，靠靠键与槽的键与槽的挤压和键的剪切挤压和键的剪切传递扭矩。传递扭矩。根据用途分为：根据用途分为：普通平键、薄型平键普通平键、薄型平键静连接静连接 导向平键、滑键导向平键、滑键动连接动连接第1页/共23页普通平键普通平键按照构造可分为：按照构造可分为：圆头（圆头（A型，常用）型，常用）平头平头 （B型），常用螺钉固定型），常用螺钉固定半圆头（半圆头（C型），用于轴端与轮毂连接型），用于轴端与轮毂连接 薄型平键薄型平键的键高约为普通平键的的键高约为普通平键的60%70%；用用于薄臂结构、空心轴等

2、径向尺寸受限制的连接。于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的连接。 第2页/共23页导向平键导向平键用于轴与轮毂之间有相对轴向移动。用于轴与轮毂之间有相对轴向移动。 键不动，轮毂轴向移动。键不动，轮毂轴向移动。滑键滑键随轮毂移动。随轮毂移动。第3页/共23页2、半圆键、半圆键 键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递转矩。面，工作时靠其侧面的挤压来传递转矩。 特点：工艺性好，装配方便，适用于特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴锥形轴与轮毂与轮毂缺点：轴槽对轴的强度削弱较大，只适宜轻载连接缺点：轴槽对轴的强度削弱较大，只适宜轻

3、载连接 第4页/共23页 上、下面为工作表面，有上、下面为工作表面，有1:100斜度（侧面有间斜度（侧面有间隙），工作时靠上下面摩擦传递转矩隙），工作时靠上下面摩擦传递转矩;并可传递一定单并可传递一定单向轴向力。向轴向力。适用于低速轻载、精度要求不高、对中性适用于低速轻载、精度要求不高、对中性较差，力有偏心、变载下易松动。较差，力有偏心、变载下易松动。 钩头只用于轴端连接，如在中间用键槽应比键长钩头只用于轴端连接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入，且要安全罩。倍才能装入，且要安全罩。 3、楔键、楔键第5页/共23页将两个斜度为将两个斜度为1：100的楔键拼合后，布置的楔键拼合后，布置（打入）

4、（打入）在圆周的切向在圆周的切向；靠工作面与轴及轮毂相挤压来传；靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递转矩。递转矩。 4、切向键、切向键第6页/共23页、键为标准件，用键宽、键为标准件，用键宽b键高键高h来表示；来表示；、键的规格按照所连接的轴的直径、键的规格按照所连接的轴的直径d来确定；来确定；例如普通平键和楔键的主要尺寸见表例如普通平键和楔键的主要尺寸见表-1，参见国家标准。参见国家标准。、普通键的长度、普通键的长度L按照轮毂的长度按照轮毂的长度L而定；而定； 导向平键按照轮毂长度以及滑移距离来确定。导向平键按照轮毂长度以及滑移距离来确定。一般情况下：一般情况下：L=(1.52)d键的选用方法：键

5、的选用方法： 二、键接的强度校核二、键接的强度校核 失效形式：压溃（静连接失效形式：压溃（静连接键、轴、毂中较弱者）键、轴、毂中较弱者） 磨损（动连接）磨损（动连接） 键的剪断（较少）键的剪断（较少） 第7页/共23页T转矩（转矩（N.m）；）；k键与轮毂键槽的接触高度键与轮毂键槽的接触高度, k=h/2 , h h键的高度键的高度(mm);(mm); d轴径轴径(mm)(mm) ；l键工作长度键工作长度(mm)(mm) ：A型：型：l=L-b ，B型：型：l=L， C型：型：l=Lb/2键公称长度键公称长度(mm)(mm)；p键、轴、轮毂中最弱者的许用挤压应力键、轴、轮毂中最弱者的许用挤压应

6、力, 见表见表6-2;1023PPkldT1、普通平键的强度计算、普通平键的强度计算 第8页/共23页2、导向平键与滑键连接的强度计算、导向平键与滑键连接的强度计算工作面上所承受的压力工作面上所承受的压力1023pkldTpp键、轴、轮毂中最弱者的许用压力键、轴、轮毂中最弱者的许用压力, 见表见表6-2;半圆键连接强度计算同平键半圆键连接强度计算同平键,但注意接触高度和键长度。但注意接触高度和键长度。第9页/共23页强度不够时，措施：强度不够时，措施：1）双键）双键180布置（按布置（按1.5个键计算）个键计算）, 三键三键120布置；布置；2）增大轴径）增大轴径d；3）增长）增长L;4）改用

7、花键。）改用花键。 第10页/共23页 例题：已知：例题：已知： 用键进行静连接，锻钢，齿轮精度为级，用键进行静连接，锻钢，齿轮精度为级， 轴径轴径d d70mm70mm，轮毂宽度为，轮毂宽度为100mm100mm； 转矩转矩T=2200N.m,T=2200N.m,载荷有冲击载荷有冲击, ,设计此连接。设计此连接。 解：第一步，选键类型和尺寸解：第一步，选键类型和尺寸 考虑：考虑：齿轮精度要求高（定心）齿轮精度要求高（定心） 齿轮安装在轴中间部位齿轮安装在轴中间部位 选用圆头普通平键（选用圆头普通平键（A型）。型）。第11页/共23页由轴径由轴径d d70mm70mm，轮毂宽度，轮毂宽度100

8、mm,100mm,查表查表6-16-1，选用键尺寸为：，选用键尺寸为： b=20,h=12,L=90b=20,h=12,L=90第二步，强度校核计算第二步，强度校核计算 根据轴、轮毂及键的材料，根据轴、轮毂及键的材料， 查表查表-得：得：p=110MPa;p=110MPa; 键工作长度键工作长度l=L-b=90-20=70(mm); l=L-b=90-20=70(mm); 键接触高度键接触高度k=0.5h=0.5k=0.5h=0.512=6(mm);12=6(mm); 键的挤压强度按照下式计算：键的挤压强度按照下式计算：第12页/共23页1023PPdlkT将相关数据代入得：将相关数据代入得：

9、)(110)(7 .1497070610220023MPaMPaPP由计算结果知，强度不够，所以重新设计（选键）。由计算结果知，强度不够，所以重新设计（选键）。综合考虑，改用双键，对称布置。综合考虑，改用双键，对称布置。第13页/共23页双键的双键的工作长度工作长度l=1.5l=1.570=105(mm),70=105(mm),代入强度计算式：代入强度计算式：安全）)(110)( 8 .9970105610220023MPaMPaPP键的标记为：键键的标记为：键2012 GB/T 10962003第14页/共23页2 2 花键联接花键联接 用多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成用多个键齿与

10、键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成，齿侧面为工作面。可用于静、动连接。齿侧面为工作面。可用于静、动连接。 一、类型、特点和应用一、类型、特点和应用 1）齿较多、工作面积大、承载能力较高）齿较多、工作面积大、承载能力较高2）键均匀分布，各键齿受力较均匀）键均匀分布，各键齿受力较均匀第15页/共23页3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱小；）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱小；4）轴上零件对中性好；）轴上零件对中性好；5）导向性较好；）导向性较好；6）加工需专用设备、制造成本高。）加工需专用设备、制造成本高。 花键类型（花键类型（按齿形分）按齿形分）： 矩形花键矩形花键 矩形花键按新标准矩

11、形花键按新标准为内径定心，定心精为内径定心，定心精度高，定心稳定性好，度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，削消除热处理后变形，应用广泛。应用广泛。第16页/共23页 渐开线花键渐开线花键 定心方式为定心方式为齿形定心，当齿受载时，齿齿形定心，当齿受载时，齿上的径向力能自动定心，有利于各齿均载，上的径向力能自动定心，有利于各齿均载，应用广泛，优先采用应用广泛，优先采用 。三角形花键三角形花键第17页/共23页3 3 无键连接无键连接 一、型面连接一、型面连接 轴和毂孔有柱形和圆锥形等。轴和毂孔有柱形和圆锥形等。特点：没有应力集中，对中性好，承载能力强，装拆

12、特点：没有应力集中，对中性好，承载能力强，装拆方便，但加工不便，需专用设备，应用较少。方便，但加工不便，需专用设备，应用较少。成形面：方形、六边形及切边圆形等。成形面：方形、六边形及切边圆形等。 第18页/共23页二、胀紧连接二、胀紧连接 利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间，通过摩擦力利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间，通过摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。传递扭矩，有过载保护作用。特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对 中性好，但加工要求较高，应用受限制。中性好，但加工要求较高，应用受限制。第19页/共23页4 4 销接销接 定位销定位销主要用于零件间位置定位，组合加工主要用于零件间位置定位，组合加工 和装配的主要辅助零件；和装配的主要辅助零件；连接销连接销主要用于零件间的连接或锁定，可主要用于零件间的连接或锁定，可 传递不大的载荷；传递不大的载荷；安全销安全销安全保护装置中的过载剪断元件安全保护装置中的过载剪断元件 。第20页/共23页圆柱销：不能多次装拆（定位精度下降）；圆柱销：不能多次装拆（定位精度下降）；圆锥销：圆锥销：1：50锥度，可自锁，定位精度高，锥度，可自锁，定位精度高