机械设计轴毂连接经典课件

1、第六章第六章 轴毂连接轴毂连接6-1 键连接6-2 花键连接6-3 无键连接一、键的功能、分类、结构一、键的功能、分类、结构常用的轴毂联接有键联接、花键联接等。常用的轴毂联接有键联接、花键联接等。 键联接主要用于轴毂间的键联接主要用于轴毂间的周向固定周向固定并传递转矩，其并传递转矩，其中有些类型还能实现中有些类型还能实现轴向固定轴向固定或或轴向滑动轴向滑动。o平键连接平键连接o半圆键连接半圆键连接o楔键连接楔键连接o切向键连接切向键连接1 1、平键连接、平键连接 平键的平键的两侧面是工作面两侧面是工作面，上表面与轮毂上的键槽底部之，上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面

2、。工作时靠键与键间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，故槽侧面的挤压来传递扭矩，故对中性较好对中性较好。 普通平键普通平键薄型平键薄型平键导键导键滑键滑键根据用途，平键又可分为根据用途，平键又可分为组成：组成：键键key、键槽、键槽（轴槽（轴槽/轮毂槽）轮毂槽）o普通平键普通平键 普通平键普通平键应用极为广泛，普通平键与轮毂上键槽应用极为广泛，普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属的配合较紧，属静连接静连接。轮毂上插键槽轮毂上插键槽C型键常用于轴端型键常用于轴端A型键型键B型键型键o导向平键导向平键n导键与轮毂或轴的键槽配合较松，属导键与轮毂或轴的键槽配合较松

3、，属动连接动连接。n应用：双联滑移齿轮应用：双联滑移齿轮o滑键滑键n滑键与轮毂或轴的键槽配合较松，属滑键与轮毂或轴的键槽配合较松，属动连接动连接。滑键固定在轮毂上，用于轴向移动量较大的场合。滑键固定在轮毂上，用于轴向移动量较大的场合。 键呈半圆形，其键呈半圆形，其侧面为工作面侧面为工作面，键能在键槽中绕其，键能在键槽中绕其圆心摆动，以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。圆心摆动，以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。2 2、半圆键连接、半圆键连接 半圆键装配方便，但对半圆键装配方便，但对对轴的强度削弱较大对轴的强度削弱较大。一般用。一般用于轻载静连接，适于于轻载静连接，适于锥形轴端锥形轴端与轮毂的连接

4、。与轮毂的连接。3 3、楔键连接、楔键连接o楔键的楔键的上、下表面为工作面上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。，两侧面为非工作面。o键的上表面与键槽底面键的上表面与键槽底面均有均有1:100 1:100 的斜度的斜度。o工作时，键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面工作时，键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠其压紧，靠其摩擦力和挤压摩擦力和挤压传递扭矩，传递扭矩，对中性不好对中性不好。平头楔键平头楔键圆头楔键圆头楔键钩头楔键钩头楔键o由两个斜度为由两个斜度为1:1001:100的楔键组成。的楔键组成。o工作面工作面是一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。是一对楔键沿斜面拼

5、合后相互平行的两个窄面。o转矩靠工作面上的转矩靠工作面上的挤压力挤压力与轮毂间的与轮毂间的摩擦力摩擦力来传递。来传递。o安装后安装后对中性不好对中性不好。o一个切向键只能传递一个切向键只能传递单方向单方向的转矩，传递的转矩，传递双向转矩双向转矩时，时，须用互成须用互成120120130130角的两个键。角的两个键。4 4、切向键连接、切向键连接二、键的选择与强度计算二、键的选择与强度计算1 1键的选择键的选择截面尺寸截面尺寸b bh h根据轴径根据轴径d d由标准中选取由标准中选取，键的长度参，键的长度参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并

6、符合标准中规定的尺寸系列。规定的尺寸系列。 （2 2）尺寸选择尺寸选择：平键的尺寸主要是键的截面尺寸：平键的尺寸主要是键的截面尺寸b bh h及及键长键长L L。（1 1）类型选择类型选择：根据键的结构特点和使用工况来确定。：根据键的结构特点和使用工况来确定。（3 3）强度校核：重要场合时。）强度校核：重要场合时。n平键的尺寸平键的尺寸键的材料选择：键的材料选择：平键材料的抗拉强度不低于平键材料的抗拉强度不低于600MPa，通常为，通常为45钢。钢。标记示例：标记示例： 键键16x10 x100 圆头普通平键圆头普通平键(A型型)、b=16 、h=10 、L=100键键B16x10 x100

7、平头普通平键平头普通平键(B型型)、b=16 、h=10 、L=100键键C16x10 x100 单圆头普通平键单圆头普通平键(C型型)、b=16 、h=10 、L=100普通平键的标记：普通平键的标记：键键 类型代号类型代号bhL GB/T1096-2003 类型代号类型代号A、B、C，一般，一般A型不标型不标老国标标记：老国标标记：键键bL 2 2键连接的强度校核键连接的强度校核（1 1）静连接：）静连接：对于普通平键，其对于普通平键，其主要失效形式是工作主要失效形式是工作面的压溃面的压溃（键、轴和轮毂中（键、轴和轮毂中强度最弱材料强度最弱材料表面），严重过载表面），严重过载时才会出现键的

8、剪断，一般只作挤压强度校核。时才会出现键的剪断，一般只作挤压强度校核。2ppkldTklF2bLlbLlLl ( (圆头平键圆头平键) )( (平头平键平头平键) )( (单圆头平键单圆头平键) )2hk 式中：式中：接触高度接触高度工作长度工作长度：（2 2）动连接：动连接：对于导向平键连接和滑键连接，其主要对于导向平键连接和滑键连接，其主要失效形式是失效形式是工作面的过度磨损工作面的过度磨损，通常按工作面上的，通常按工作面上的压力压力p p进进行行条件性条件性强度校核计算。强度校核计算。 pkldTklFp2 导向平键和滑键导向平键和滑键连接的强度条件为：连接的强度条件为： 其中：其中：

9、p p 为三者为三者最弱材料的许用压力。最弱材料的许用压力。2ppkldTklF pkldTklFp2半圆键：半圆键：连接强度计算同平键，只适用于静连接。连接强度计算同平键，只适用于静连接。表面表面挤压挤压强度（强度（静连接静连接）表面表面磨损磨损强度（强度（动连接动连接）若强度不足时若强度不足时？平键：按平键：按180布置布置半圆键：同一条母线上半圆键：同一条母线上楔键：夹角成楔键：夹角成90 120 双键的合理布置：双键的合理布置：但：考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校但：考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可核中可按按1.5个键计算个键计算。可适当可适当增加键长增加键长或采

10、用或采用双键布置双键布置。但：当但：当键长大于键长大于2.25d时时，其多出的长度实际上可认为，其多出的长度实际上可认为并不承受载荷，故一般采用的键长不宜超过并不承受载荷，故一般采用的键长不宜超过(1.61.8)d。o例题例题第六章第六章 轴毂连接轴毂连接6-1 键连接6-2 花键连接6-3 无键连接 花键连接花键连接工作面是键齿侧工作面是键齿侧。由。由内花键内花键和和外花键外花键组合而成。组合而成。 花键连接是多齿传递载荷，故比平键连接的花键连接是多齿传递载荷，故比平键连接的受力均匀且受力均匀且应力集中较小应力集中较小（承载能力高承载能力高）、）、对中性好对中性好（定心精度高定心精度高）和）

11、和导向性较好导向性较好（经常滑移经常滑移）。）。但花键的加工需用专门的设备和工具，成本较高。但花键的加工需用专门的设备和工具，成本较高。一、花键的类型、特点一、花键的类型、特点矩形花键副标记：矩形花键副标记：二、花键连接强度计算二、花键连接强度计算 主要失效形式：主要失效形式：工作面被压溃工作面被压溃（静（静连接）连接）或或工作面过度磨损工作面过度磨损（动连接）（动连接）。 pm3p102zhldT静连接：静连接： pzhldTpm3102动连接：动连接：8 . 07 . 0其中，其中，载荷分配不均匀系数载荷分配不均匀系数: :矩形花键矩形花键CdDh22接触高度接触高度为：为：渐开线花键渐开线花键a a=30=30，h h= =m ma a=45=45，h h=0.8=0.8m m第六章第六章 轴毂连接轴毂连接6-1 键连接6-2 花键连接6-3 无键连接型面连接型面连接本章小结本章小结o键的选择依据键的选择依据o双键的合理布置双键的合理布置过盈连接过盈连接当