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文档简介

1、12345678 第六章第六章 轴毂联接轴毂联接6 61 1 键联接键联接 键是一种标准件,通常用于联接轴与轴上旋转零件,键是一种标准件,通常用于联接轴与轴上旋转零件,起起周向固定周向固定零件的作用以传递旋转运动或转矩,而导向键、零件的作用以传递旋转运动或转矩,而导向键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。 一、键联接的类型与构造一、键联接的类型与构造 主要类型:平键、半圆键、主要类型:平键、半圆键、楔键、切向键楔键、切向键9 构造:两侧面为工作面,靠键与槽的挤压和键的剪切构造:两侧面为工作面,靠键与槽的挤压和键的剪切传递转矩传递转矩; 轴轴上的槽用盘铣

2、刀或指状铣刀上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工加工; 轮毂轮毂上的槽用拉刀或插刀上的槽用拉刀或插刀加工加工。 1、平键、平键 1)普通平键普通平键 圆圆 头头 A型(型(常用常用)键顶上面与毂不接触有间隙键顶上面与毂不接触有间隙 方方 头头 B型型常用螺钉固定常用螺钉固定单圆头单圆头C型型用于轴端与轮毂联接用于轴端与轮毂联接 工作面( b )( a )( c )( d )工作面( b )( a )( c )( d )工作面( b )( a )( c )( d )工作面(b)(a)(c)(d)102)薄型平键)薄型平键键高约为普通平键的键高约为普通平键的60%70%:圆头、:圆头、方头、单圆头方头、单

3、圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接 3)导向平键与滑键)导向平键与滑键用于动联接,即轴与轮毂之间有相用于动联接,即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接对轴向移动的联接 滑键滑键键随轮毂移动键随轮毂移动导向键导向键键不动,轮毂轴向移动键不动,轮毂轴向移动特点:装拆方便,对零件对中性无影响,容易制造,作用可靠,特点:装拆方便,对零件对中性无影响,容易制造,作用可靠,多用于高精度联接。但只能圆周固定,不能承受轴向力多用于高精度联接。但只能圆周固定,不能承受轴向力 112、半圆键、半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工,键能在槽中绕几何轴槽用与半圆

4、键形状相同的铣刀加工,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扭矩。扭矩。 d特点:工艺性好,装配方便,适用于锥形轴与轮毂的联接特点:工艺性好,装配方便,适用于锥形轴与轮毂的联接缺点:轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。缺点:轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。 12普通楔键:普通楔键:上、下面为工作表面上、下面为工作表面,有,有1:100斜度(侧面有斜度(侧面有间隙),工作时打紧,靠上下面间隙),工作时打紧,靠上下面摩擦摩擦传递转矩,并传递转矩,并可传递小部分单向可传递小部分单向轴向力轴向力 特特 点

5、点 :适用于低速轻载、精度要求不高。:适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差对中性较差,力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接,变载下力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接,变载下易松动。钩头只用于轴端联接,如在中间用键槽应易松动。钩头只用于轴端联接,如在中间用键槽应比键长比键长2倍才能装入。且要罩安全罩倍才能装入。且要罩安全罩 1 :1 0 0工 作 面1 :1 0 03、楔键楔键联接联接 13120btdb1:100rbtC45两个斜度为两个斜度为1:100的楔键联接,上、下两面为工作面(打的楔键联接,上、下两面为工作面(打入)布置在圆周的切向入)布置在圆周的切向工作原理:靠工作面与轴及轮毂

6、相挤压来传递扭矩工作原理:靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩 4、切向键、切向键14二、键联接的强度校核二、键联接的强度校核失效形式:压溃(静联接失效形式:压溃(静联接键、轴、毂中键、轴、毂中最弱者最弱者) 磨损(动联接)磨损(动联接) 键的剪断(较少)键的剪断(较少) 1、平键、平键联接联接的强度校核的强度校核 a) 挤压强度条件为:挤压强度条件为: 2000/10002pdPkldTlkTlkFb)耐磨强度条件为耐磨强度条件为: T转矩(转矩(Nm) L公称长度公称长度d轴径(轴径(mm) k工作高度工作高度 k=h/2l工作长度工作长度 A型:型:l=L-b B型:型:l=L C型:型:

7、l=L-b/2p键、轴、毂中最弱者材料的许用挤压应力键、轴、毂中最弱者材料的许用挤压应力MPap 键、轴、毂中最弱者材料的许用压力键、轴、毂中最弱者材料的许用压力MPa2000/10002pkldTlkTlkFpd15c)剪切强度条件)剪切强度条件 2000/10002bldTblTblNd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,但轮毂长,但轮毂长受力不利受力不利 4)改用花键)改用花键 1617186 62 2 花键联接花键联接 花键联接是由多个键齿与键槽

8、在轴和轮毂孔的周向均布而成花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成花键齿侧面为工作面花键齿侧面为工作面适用于动、静联接适用于动、静联接 Dd一、类型、特点和应用一、类型、特点和应用 1、特点:、特点: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193)齿槽浅、齿根应力集中小,对轴的强度削弱减少)齿槽浅、齿根应力集中小,对轴的强度削弱减少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2、花键类型、花键类型 按齿形分:按齿形

9、分:d 矩形花键矩形花键 矩形花键联接按新标矩形花键联接按新标准为准为小径定心小径定心,定心精,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,磨削配合面均要研磨,磨削消除热处理后变形,应消除热处理后变形,应用广泛用广泛20 渐开线花键渐开线花键30df定心方式为定心方式为齿形定心齿形定心,当齿,当齿受载时,齿上的径向力能自受载时,齿上的径向力能自动定心,有利于各齿均载,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齿数较多,齿较小,对轴强度削弱小。齿数较多,齿较小,对轴强度削弱小。适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的适于轻载、直径较小时及轴与

10、薄壁零件的联接应用较少联接应用较少 二、花键联接的设计计算二、花键联接的设计计算 设计:选花键类型设计:选花键类型按轴径定花键尺寸按轴径定花键尺寸验算联接强度验算联接强度 21失效形式:失效形式:键齿的压溃(静联接)键齿的压溃(静联接) 磨损(动联接)磨损(动联接) 齿根剪断齿根剪断 hCCdmNdD设:工作载荷沿键的工作长度设:工作载荷沿键的工作长度l均匀均匀分布。且各齿面上压力的合力分布。且各齿面上压力的合力N作用在平均半径作用在平均半径dm处,如图处,如图 挤压强度条件:挤压强度条件: PmPdlhzT2000动联接(耐磨性条件)动联接(耐磨性条件): 2000PdlhzTPm T传递扭

11、矩(传递扭矩(N.m) Z花键齿数花键齿数 l 键齿工作长度(键齿工作长度(mm) dm花键的平均直径花键的平均直径载荷分布不均系数载荷分布不均系数 h键齿侧面工作高度(键齿侧面工作高度(mm) 根据齿数多少可取根据齿数多少可取: 0.70.8。许用挤压应力与压力见表许用挤压应力与压力见表6-3 226 63 3 无键联接无键联接 用轴与毂的联接不用键或花键时,统称无键联接用轴与毂的联接不用键或花键时,统称无键联接 一、型面联接一、型面联接 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:没有应力集中源,对中性好,承载能力强,装拆方便,特点:没有应力集中源,对中性好,承载能力强,装

12、拆方便,但加工不方便,需用专用设备,应用较少。另外成形面但加工不方便,需用专用设备,应用较少。另外成形面还有方形、六边形及切边圆形等,但对中性较差。还有方形、六边形及切边圆形等,但对中性较差。 23二、胀紧联接二、胀紧联接 如图为弹性环联接如图为弹性环联接利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩,有过载保护作用。擦力传递扭矩,有过载保护作用。弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢(弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢(65,70,55Cr2、60Cr2)并经热处理。锥角一般为)并经热处理。锥角一般为12.517,另外要求内、外,另外要求内、外环锥面配合良好。环锥面配合

13、良好。特点:可传递较大扭矩和轴向力,无应力集中,对中性好,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。但加工要求较高,应用受限制。dLDl246 64 4 销联接销联接 定位销定位销主要用于零件间位置定位,左图,常用作组合加主要用于零件间位置定位,左图,常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。工和装配时的主要辅助零件。联接销联接销主要用于零件间的联接或锁定,中图,可传递不主要用于零件间的联接或锁定,中图,可传递不大的载荷大的载荷安全销安全销主要用于安全保护装置中的过载剪断元件主要用于安全保护装置中的过载剪断元件 ,右图右图销套安全销25圆柱销圆柱销不能多于装拆

14、(否则定位精度下降)不能多于装拆(否则定位精度下降)圆锥销圆锥销1:50锥度,可自锁,定位精度较高,允许多于锥度,可自锁,定位精度较高,允许多于装拆,且便于拆卸装拆,且便于拆卸特殊型式销特殊型式销带螺纹锥销,开尾锥销(右图)弹性销,开带螺纹锥销,开尾锥销(右图)弹性销,开口销,口销,槽销和开口销等多种形式槽销和开口销等多种形式 266 65 5 过盈联接过盈联接 一、过盈联接的类型与应用一、过盈联接的类型与应用 利用两个被联接件本身的过盈配合来实现,一为包容利用两个被联接件本身的过盈配合来实现,一为包容件,另一为被包容件件,另一为被包容件 2728二、过盈联接的工作原理与装配方法二、过盈联接的

15、工作原理与装配方法 工作原理:利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产工作原理:利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产生很大压力,从而靠摩擦力来传递载荷生很大压力,从而靠摩擦力来传递载荷装配方法:装配方法:1 1)压入法)压入法利用压力机将被包容件压入包容件中,由于压利用压力机将被包容件压入包容件中,由于压入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平,因而降入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平,因而降低了联接的紧固性低了联接的紧固性2 2)温差法)温差法加热包容件,冷却被包容件。可避免擦伤联加热包容件,冷却被包容件。可避免擦伤联接表面,联接牢固。接表面,联接牢固。 29键联接习题键联接习题3031326-4 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键联接。已知轴传递的转矩轮之间分别采用键联接。已知轴传递的转矩T=1000Nm,齿轮的材料为锻钢,凸缘联轴器材,齿轮的材料为锻钢,凸缘联轴器材料为料为HT200,工作时有轻微冲击,联接处轴及轮,工作时有轻微冲击,联接处轴及轮毂尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸,并校核毂尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸,并校核联接的强度。联接

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