第九讲其他联接及弹簧

1、 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院2022年2月1日 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院轴毂连接的分类：轴毂连接的分类：轴毂连接的功用：轴毂连接的功用：对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。1键连接键连接2花键连接花键连接3无键连接无键连接4销连接销连接 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院一键连接的类型一键连接的类型：1平键平键（静连接、动连接）：只起（静连接、动连接）：只起周向定位周向定位作用作用不起不起轴向定位轴向定位作用，作用，不能承担轴向力不能承担轴向力。(2)(2)薄型平键薄型平键静连接静连接（薄壁结构、空心轴、尺寸受

2、限制处：承载能力较低）（薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）(1)普通平键普通平键静连接静连接（轮毂在轴上不移动）（轮毂在轴上不移动）圆头圆头(A型型)方头方头(B型型)单圆头单圆头(C型型)平键连接平键连接半圆键连接半圆键连接楔键连接楔键连接切向键连接切向键连接 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院工作面工作面 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院(3)(3)导向平键导向平键动连接动连接：零件滑移距离较小时用螺钉固定在键槽：零件滑移距离较小时用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行

3、(4)(4)滑键滑键动连接动连接：零件滑移距离较大时：零件滑移距离较大时滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在键槽中滑行滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在键槽中滑行工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙。工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙。特点：特点： 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院2 2半圆键半圆键静连接静连接 具有自调整性，装配工艺性好但键槽对轴的强度削弱较大，具有自调整性，装配工艺性好但键槽对轴的强度削弱较大，用于轴端、轻载场合用于轴端、轻载场合工作

4、面为两侧面工作面为两侧面 ，顶面与轮毂间要有间隙，顶面与轮毂间要有间隙 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院3 3楔键：普通楔键、钩头楔键楔键：普通楔键、钩头楔键静连接静连接工作面为上下两面工作面为上下两面 ，侧面与键槽间要有间隙，侧面与键槽间要有间隙能承担能承担轴向力，既起周向定位作用，也起单向轴向力，既起周向定位作用，也起单向轴向定位作用轴向定位作用 。但会引起偏心和偏斜，主要用于定心。但会引起偏心和偏斜，主要用于定心精度要求不高和低转速的场合精度要求不高和低转速的场合。 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院1： 100工作面方

5、头楔键方头楔键 钩头楔键钩头楔键 圆头楔键圆头楔键 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院4 4切向键切向键静连接静连接由一对斜度为由一对斜度为1：100的楔键组成，其的楔键组成，其工作面是由一工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。单个时只单个时只能传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的能传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的双键且夹角为双键且夹角为120。一般用于直径大于。一般用于直径大于

6、100cm的的轴上，如大型带轮、飞轮轴上，如大型带轮、飞轮 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院工 作 面 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院二键连接的设计二键连接的设计1 1类型选择：类型选择：根据键连接的特点、使用要求、工作条件根据键连接的特点、使用要求、工作条件来选择。来选择。2 2尺寸选择：尺寸选择：由轴径由轴径d d确定键剖面尺寸确定键剖面尺寸b bh h。由轮毂宽度由轮毂宽度 ， 确定键长确定键长L L。一般一般L=(1.52)d，且且 ，L为标准系列。为标准系列。LLL 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院3

7、 3强度计算强度计算(1)平键连接平键连接a.静连接静连接失效形式失效形式：工作面压溃、工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）剪切破坏（很少发生） 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院静连接的强度条件：静连接的强度条件：b.动连接动连接失效形式失效形式：工作面过度磨损工作面过度磨损动连接的强度条件：动连接的强度条件：PPlkdT.1023 PlkdTP.1023 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 许用压力轮毂三者中最弱材料的轴键许用挤压应力轮毂三者中最弱材料的轴键轴径半圆头方头圆头键的工作长度键宽键高键与轮毂的接触高度传递转矩,p,d2bLlLlbLllbhh5 .0k,kmN

8、,Tp 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院(2)半圆头键连接半圆头键连接44增加连接强度的措施增加连接强度的措施a. 增加键长：增加键长： L(1.61.8)db. 采用双键连接：采用双键连接：注意布置：注意布置：两个平键两个平键1801800 0布置布置 两个半圆键两个半圆键同一条母线上同一条母线上 两个楔键两个楔键90900 01201200 0布置布置计算时按计算时按1.51.5个键计入个键计入失效形式失效形式：工作面压溃、工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）剪切破坏（很少发生）计算公式与平键静连接一样，但计算公式与平键静连接一样，但k k应查标准，应查标准，Ll 攀枝花学院机械

9、工程学院攀枝花学院机械工程学院一类型（内外之分）一类型（内外之分）.1矩形花键：矩形花键：轻系列用于静连接、轻载轻系列用于静连接、轻载 中系列用于中等载荷中系列用于中等载荷定心方式：定心方式：小径定心小径定心内、外花键均可用磨削的方法加工内、外花键均可用磨削的方法加工。 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院2渐开线花键：渐开线花键： =30=30时齿顶高时齿顶高0.5m，用于较大载荷，静动皆可，用于较大载荷，静动皆可=45=45时齿顶高时齿顶高0.4m，对轴的削弱比，对轴的削弱比30的小，用于的小，用于载荷较小直径较小的静连接、特别是薄壁零件。载荷较小直径较小的静连接、特别是薄壁零件。

10、定心方式：定心方式：齿型定心齿型定心 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院二花键连接的强度计算（介绍）二花键连接的强度计算（介绍）失效形式：失效形式：静连接静连接工作面被压溃工作面被压溃 动连接动连接工作面过度磨损工作面过度磨损 pzhld10T2pzhld10T2m3pm3p强度条件 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 许用压力许用挤压应力分度圆直径渐开线花键矩形花键平均直径时时渐开线花键矩形花键齿侧面的工作高度齿的工作长度花键齿数一般载荷分布不均系数pddd2dDddm8.0h45

11、mh30c22dDhhlz8.07.0,pffmmm00 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 三花键连接的特点（与平键相比）三花键连接的特点（与平键相比）1承载能力强承载能力强 （受力较均匀，应力集中小）（受力较均匀，应力集中小）2导向性好导向性好3对中性好对中性好4互换性好互换性好5加工复杂，成本高加工复杂，成本高 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院无键连接无键连接1型面连接型面连接 装拆方便；对中性好；应力集中小但加工复杂装拆方便；对中性好；应力集中小但加工复杂 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院2. 2. 胀紧连

12、接胀紧连接 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院除槽销外，销孔需要铰制除槽销外，销孔需要铰制1销按作用可分为：定位销、连接销、安全销销按作用可分为：定位销、连接销、安全销2销按形状可分为：圆柱销、圆锥销、槽销等销按形状可分为：圆柱销、圆锥销、槽销等定位销用来固定零件之间的相对位置，是加工、装配时的重定位销用来固定零件之间的相对位置，是加工、装配时的重要辅助零件，一般不受载，数目一般不少于要辅助零件，一般不受载，数目一般不少于2个。个。连接销用来连接零件，可传递不大的载荷，类型由工作要求决连接销用来连接零件，可传递不大的载荷，类型由工作要求决

13、定，必要时作强度计算。定，必要时作强度计算。安全销在机器过载时被剪断，作为安全装置。安全销在机器过载时被剪断，作为安全装置。销连接销连接 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院装拆装拆 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程

14、学院教学要求：教学要求： 了解连轴器和离合器的主要类型、结构、特点和了解连轴器和离合器的主要类型、结构、特点和应用场合，掌握连轴器和离合器的选择及计算方法。应用场合，掌握连轴器和离合器的选择及计算方法。重点、难点：重点、难点： （1 1）连轴器的特性和选择。）连轴器的特性和选择。 （2 2）离合器的特性和选择。）离合器的特性和选择。 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院连轴器的种类和特性连轴器的种类和特性 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院xy yx 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机

15、械工程学院连轴器的选择连轴器的选择 TTKTAcamaxnn 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院离合器离合器 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院弹簧的分类弹簧的分类螺旋弹簧螺旋弹簧碟形弹簧碟形弹簧环形弹簧环形弹簧板簧板簧平面涡卷弹簧平面涡卷弹簧按所承受载荷性质按所承受载荷性质拉伸弹簧拉伸弹簧压缩弹簧压缩弹簧扭转弹簧扭转弹簧弯曲弹簧弯曲弹簧按弹簧形状按弹簧形状一、弹簧的类型及功用一、弹簧的类型及功用 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院54表表16.1 金属弹簧的基本型式金属弹簧的基本型式 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院螺旋弹簧螺旋弹簧用用弹簧丝卷绕弹簧

16、丝卷绕制成；制造简便，价格制成；制造简便，价格较低，易于检测和安装，应用最广。可以制成较低，易于检测和安装，应用最广。可以制成螺旋拉伸弹簧螺旋拉伸弹簧螺旋压缩弹簧螺旋压缩弹簧螺旋扭转弹簧螺旋扭转弹簧 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 圆锥形圆锥形圆柱形圆柱形腰鼓形腰鼓形沙漏形沙漏形 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院弹簧丝的形状弹簧丝的形状园形园形矩形矩形 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院58 碟形弹簧和环形弹簧碟形弹簧和环形弹簧可以承受很大的冲击可以承受很大的冲击载荷，具有良好的吸振能力，常用作缓冲减振弹簧。载荷，具有良好的吸振能力，常用作缓冲减振弹簧。 在

17、载荷相当大和弹簧轴向尺寸受限制的地方，在载荷相当大和弹簧轴向尺寸受限制的地方，可以采用碟形弹簧。可以采用碟形弹簧。环形弹簧是目前减振缓冲能力最强的弹簧，常用作环形弹簧是目前减振缓冲能力最强的弹簧，常用作近代重型机车、锻压设备和飞机起落装置中的缓冲近代重型机车、锻压设备和飞机起落装置中的缓冲零件。零件。 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院平面涡卷弹簧平面涡卷弹簧具有较多的圈数、变形较大、具有较多的圈数、变形较大、储存能量也较大的特点，多用于压紧及仪表、钟储存能量也较大的特点，多用于压紧及仪表、钟表的动力装置。表的动力装置。板簧板簧能承受较大的弯曲作用，常用于受载方能承受较大的弯曲作用，

18、常用于受载方向尺寸有限制而变形量又较大的场合。由于板弹向尺寸有限制而变形量又较大的场合。由于板弹簧有较好的消振能力，所以在汽车、拖拉机和铁簧有较好的消振能力，所以在汽车、拖拉机和铁路车辆的悬挂装置中均普遍使用这种弹簧。路车辆的悬挂装置中均普遍使用这种弹簧。 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院二、弹簧的功用二、弹簧的功用控制机械的运动控制机械的运动吸收振动和冲击能量吸收振动和冲击能量如内燃机中控制气缸阀门启闭如内燃机中控制气缸阀门启闭的弹簧、离合器中的控制弹簧；的弹簧、离合器中的控制弹簧；如各种车辆中的减振弹簧如各种车辆中的减振弹簧及各种缓冲器的弹簧等；及各种缓冲器的弹簧等； 攀枝花学

19、院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院存储和释放能量存储和释放能量测量力的大小测量力的大小例如钟表弹簧、枪栓弹簧等；例如钟表弹簧、枪栓弹簧等；如弹簧秤和测力器中的弹簧如弹簧秤和测力器中的弹簧等。等。测力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手测力矩扳手定力矩扳手测力矩扳手测力矩扳手 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院材料要求材料要求除应满足具有较高的强度极限和屈服除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。 应用最广泛的材料应用最广泛的材料

20、弹簧钢弹簧钢，其品种又有，其品种又有碳素碳素弹簧钢弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。1、弹簧材料、弹簧材料三、弹簧的材料和制造三、弹簧的材料和制造 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院2 2、弹簧制造、弹簧制造螺旋弹簧的制造工艺过程：螺旋弹簧的制造工艺过程： 绕制；绕制； 钩环制造；钩环制造； 端部的制作与精加工；端部的制作与精加工； 热处理；热处理； 工艺试验等，重要的弹簧还要进行强压处理。工艺试验等，重要的弹簧还要进行强压处理。 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院圆柱弹簧的参数及几何尺寸圆柱弹簧的参数及几何尺寸 圆柱弹簧的主要尺寸圆柱弹簧的主要尺寸DD2dtH0D1 DD2dtH0D1 弹簧丝直径弹簧丝直径 d弹簧圈外径弹簧圈外径 D弹簧圈内径弹簧圈内径 D1弹簧圈中径弹簧圈中径 D2节距节距 t螺旋升角螺旋升角 自由长度自由长度 H0四、四、圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的设计圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的设计 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院(或称或称), C=D2/d 是最重要的参是最重要的参数之一。弹簧指数愈小，其刚度愈大，弹簧愈硬，数之一。弹簧指数愈小，其刚度愈大，弹簧愈硬，弹