机械设计第9章：轴类连接零件2016

1、第九章第九章F键联接概述键联接概述F平键联接及其设计平键联接及其设计F花键联接及其设计花键联接及其设计F其它类型的键联接其它类型的键联接F联轴器联轴器第一节第一节F键联接概述键联接概述F平键联接及其设计平键联接及其设计F花键联接及其设计花键联接及其设计F其它类型的键联接其它类型的键联接F联轴器联轴器功用功用n标准件标准件n实现带毂零件在轴上的周向固定并实现带毂零件在轴上的周向固定并传递转矩（静联接）传递转矩（静联接）n实现轴上零件的轴向固定或引导零实现轴上零件的轴向固定或引导零件作轴向移动（动联接）件作轴向移动（动联接）键联接的分类（键联接的分类（1）形状形状 键键 平键平键半圆键半圆键楔键楔

2、键花键花键键联接的分类（键联接的分类（2）工作面工作面松联接松联接紧联接紧联接n 上表面与毂槽底面有间隙上表面与毂槽底面有间隙n 侧面为工作面侧面为工作面n 工作前无需预紧工作前无需预紧n 上表面与毂槽底面无间隙上表面与毂槽底面无间隙n 上下表面为工作面上下表面为工作面n 工作前需预紧工作前需预紧键联接的分类（键联接的分类（3）轴向运动轴向运动工作面间为间隙配合，工作面间为间隙配合，毂可轴向移动毂可轴向移动动联接动联接静联接静联接工作面间为过渡配合，工作面间为过渡配合，毂不可轴向移动毂不可轴向移动第二节第二节F键联接概述键联接概述F平键联接及其设计平键联接及其设计F花键联接及其设计花键联接及其

3、设计F其它类型的键联接其它类型的键联接F联轴器联轴器平键联接的一般特点平键联接的一般特点n 结构结构：键两侧面为工作面，与键槽相配合；：键两侧面为工作面，与键槽相配合； 上表面与轮毂键槽底面有间隙上表面与轮毂键槽底面有间隙n 原理原理：靠键两侧面与键槽的挤压传递转矩：靠键两侧面与键槽的挤压传递转矩n 特点特点：结构简单、装拆方便、定心性好、：结构简单、装拆方便、定心性好、 成本低、应用最广成本低、应用最广平键联接的分类平键联接的分类 键键 平键平键半圆键半圆键楔键楔键花键花键普通平键普通平键导向平键导向平键滑键滑键普通平键普通平键用于静联接用于静联接( (圆头圆头) )型型立铣刀，键定位好，立

4、铣刀，键定位好，轴应力集中大轴应力集中大( (平头平头) )型型盘铣刀，轴向键无盘铣刀，轴向键无定位，应力集中小定位，应力集中小( (单圆头单圆头) )型型立铣刀加工，用于立铣刀加工，用于轴端轴端导向平键（导键）导向平键（导键）用于动联接用于动联接n键与轴用螺钉固定键与轴用螺钉固定n毂沿键作轴向移动毂沿键作轴向移动n移动距离小移动距离小滑键滑键用于动联接用于动联接n键嵌在毂上键嵌在毂上n键与毂沿轴上键槽键与毂沿轴上键槽作轴向移动作轴向移动n移动距离大移动距离大平键联接的设计计算（平键联接的设计计算（1）静联接静联接：工作面挤溃，：工作面挤溃， 键剪断键剪断动联接动联接：工作面磨损：工作面磨损失

5、效形式失效形式 p pp p平键联接的设计计算（平键联接的设计计算（2）键的选择键的选择键的类型键的类型键的键的b bh h选键长选键长L L工作要求工作要求 轴径轴径dd轮毂宽度轮毂宽度BB(L(LB Ba)a)( (取标准取标准) )强度校核强度校核（查标准）（查标准）转矩、转速、载荷性质、转矩、转速、载荷性质、是否移动、对中性是否移动、对中性平键联接的设计计算（平键联接的设计计算（3）强度校核强度校核键的材料键的材料：拉伸强度极限：拉伸强度极限B B600MPa600MPa，常用，常用4545钢钢2ppTl hdss轾=犏臌 2Tppl h d=压溃压溃挤压强度校核挤压强度校核磨损磨损压

6、强校核压强校核许用挤压应力与许用压强见教材许用挤压应力与许用压强见教材p224p224表表7-17-1材料不同时，如何选取？材料不同时，如何选取？平键联接的提高强度措施平键联接的提高强度措施增大轴径增大轴径改变材料改变材料加大键长加大键长加大键宽加大键宽增加键高增加键高采用双键采用双键过盈配合过盈配合 n承载能力不够承载能力不够时采用双键时采用双键n按按 180180布置布置n按按1.51.5个键计算个键计算 ?第三节第三节F键联接概述键联接概述F平键联接及其设计平键联接及其设计F花键联接及其设计花键联接及其设计F其它类型的键联接其它类型的键联接F联轴器联轴器花键联接的一般特点花键联接的一般特

7、点n 结构结构：轴上有周向均布的键：轴上有周向均布的键齿，轮毂孔上有周向均布的齿，轮毂孔上有周向均布的键槽，对应配合，形成联接。键槽，对应配合，形成联接。可视为平键在数量上的发展可视为平键在数量上的发展n 原理原理：键侧面是工作面，靠：键侧面是工作面，靠与键槽的挤压传递转矩；可与键槽的挤压传递转矩；可用于静联接或动联接用于静联接或动联接n 特点特点：对中性、导向性好；：对中性、导向性好；各键齿承载均匀，承载力大，各键齿承载均匀，承载力大，键槽浅，对轴损伤较小；加键槽浅，对轴损伤较小；加工需专用设备，成本高工需专用设备，成本高花键联接的分类花键联接的分类 键键 平键平键半圆键半圆键楔键楔键花键花

8、键渐开线花键渐开线花键矩形花键矩形花键矩形花键与渐开线花键矩形花键与渐开线花键侧面平行易加工侧面平行易加工内径定心内径定心键齿根厚承载大键齿根厚承载大齿形定心齿形定心花键联接的设计计算（花键联接的设计计算（1）静联接静联接：齿面压溃，：齿面压溃， 齿根剪断或弯曲折断齿根剪断或弯曲折断动联接动联接：工作面磨损：工作面磨损失效形式失效形式 p pp p花键联接的设计计算（花键联接的设计计算（2）静联接：静联接：动联接：动联接：mpTkzhl r mTkzhl rp pkzhlp载荷不均匀系数齿数齿面工作高度齿的接触长度花键联接的许用挤压应力； 花键联接的许用压强。2 ,24mDdDdhC r对于矩

9、形花键，,2mddhmrz对于渐开线花键，为分度圆直径。为模数，dm为齿顶的倒圆半径。C强度校核强度校核第四节第四节F键联接概述键联接概述F平键联接及其设计平键联接及其设计F花键联接及其设计花键联接及其设计F其它类型的键联接其它类型的键联接F联轴器联轴器半圆键半圆键n 结构结构：键为半圆板键为半圆板, 键两侧键两侧与键槽配合与键槽配合, 键上端面与轮毂键上端面与轮毂键槽底面有间隙键槽底面有间隙, 键在轴上键键在轴上键槽中能绕其圆心转动槽中能绕其圆心转动n 原理原理：键侧面是工作面，靠：键侧面是工作面，靠与键槽的挤压传递转矩；可与键槽的挤压传递转矩；可用于静联接或动联接用于静联接或动联接n 特点

10、特点：便于安装：便于安装, 对中好对中好, 用用于锥形轴端于锥形轴端, 但对轴削弱大；但对轴削弱大；承载能力不够时承载能力不够时, 沿同一母线沿同一母线布置双键布置双键？楔键楔键n 结构结构： 1.键的上表面及键槽底面有键的上表面及键槽底面有1:100 斜度斜度 2.键侧与键槽有间隙键侧与键槽有间隙 , 上下面楔紧上下面楔紧 3.可实现单向轴向固定可实现单向轴向固定n 原理原理：靠上下工作面挤紧的摩擦力传递转矩；只可用：靠上下工作面挤紧的摩擦力传递转矩；只可用于静联接于静联接n 特点特点：可实现轮毂在轴上单向轴向固定；但楔紧产生：可实现轮毂在轴上单向轴向固定；但楔紧产生偏心，对中性差，不适于高

11、速及对中要求高的场合偏心，对中性差，不适于高速及对中要求高的场合第五节第五节F键联接概述键联接概述F平键联接及其设计平键联接及其设计F花键联接及其设计花键联接及其设计F其它类型的键联接其它类型的键联接F联轴器联轴器功用功用n 联接两轴使之同步回转并传递力矩联接两轴使之同步回转并传递力矩n 有时也可用作安全装置有时也可用作安全装置分类分类凸缘联轴器凸缘联轴器 套筒联轴器套筒联轴器 夹壳联轴器夹壳联轴器盘销联轴器盘销联轴器 滑块联轴器滑块联轴器 万向联轴器万向联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器弹性圆盘联轴器弹性圆盘联轴器 金属弹性元件联轴器金属弹性元件联轴器 无弹性元件无弹性元件有弹性元件有弹

12、性元件联轴器联轴器刚性联轴器刚性联轴器挠性联轴器挠性联轴器y径向位移yx轴向位移 x角位移xy综合位移 x、y、两轴的相对位移两轴的相对位移刚性联轴器刚性联轴器VS挠性联轴器挠性联轴器传递的转矩大、运转可靠、寿命长传递的转矩大、运转可靠、寿命长对冲击载荷较敏感、要求两轴对中对冲击载荷较敏感、要求两轴对中适用于两轴严格对中的场合适用于两轴严格对中的场合具有缓冲、吸振性具有缓冲、吸振性强度低、寿命短强度低、寿命短适用于频繁启动、高速及双向运转的场合适用于频繁启动、高速及双向运转的场合刚性联轴器（刚性联轴器（1）凸缘联轴器凸缘联轴器结构结构：由具有凸肩的半联轴器和具有凹槽的半联轴器：由具有凸肩的半联

13、轴器和具有凹槽的半联轴器相嵌合而对中；用铰制孔和受剪螺栓对中。相嵌合而对中；用铰制孔和受剪螺栓对中。特点特点：对中精度可靠，传递转矩较大，但要求两轴同：对中精度可靠，传递转矩较大，但要求两轴同轴度好，主要用于载荷平稳的联接中。轴度好，主要用于载荷平稳的联接中。刚性联轴器（刚性联轴器（2）套筒联轴器套筒联轴器结构结构：由联接两轴轴端的套筒和轴类联接零件（键、：由联接两轴轴端的套筒和轴类联接零件（键、销钉）组成。销钉）组成。特点特点：结构简单，径向尺寸小，传递转矩较小，多用：结构简单，径向尺寸小，传递转矩较小，多用于机床。于机床。刚性联轴器（刚性联轴器（3）夹壳联轴器夹壳联轴器结构结构：纵向剖分的

14、两半桶形夹壳和联接螺栓组成。：纵向剖分的两半桶形夹壳和联接螺栓组成。特点特点：装拆时不用移动轴；大尺寸夹壳联轴器靠键传：装拆时不用移动轴；大尺寸夹壳联轴器靠键传递力矩，中小尺寸的夹壳联轴器主要依靠夹壳与轴之递力矩，中小尺寸的夹壳联轴器主要依靠夹壳与轴之间的摩擦力传递力矩。间的摩擦力传递力矩。无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器齿式联轴器齿式联轴器滑块联轴器滑块联轴器双向联轴器双向联轴器万向联轴器万向联轴器弹性联轴器弹性联轴器弹性套柱销弹性套柱销联轴器联轴器尼龙柱销尼龙柱销联轴器联轴器金属弹性联轴器金属弹性联轴器联轴器的选择联轴器的选择1.1.根据工作条件确定类型根据工作条件确定类型 对中性？转速对中性？转速? ? 转矩？转矩？ 载荷平稳性？载荷平稳性？2.2.由轴径由轴径d d、转矩、转矩T T、转速、