第11章 轴的连接及制动

1、第第1111章轴的连接与制动章轴的连接与制动键是一种标准件，通常用于连接轴与轴上零件，键是一种标准件，通常用于连接轴与轴上零件，起周向固定零件的作用，在轴与轴上零件间传递运动起周向固定零件的作用，在轴与轴上零件间传递运动或扭矩；而导键、滑键、花键还可作为轴上移动零件或扭矩；而导键、滑键、花键还可作为轴上移动零件的导向装置。的导向装置。11.1 11.1 轴毂连接轴毂连接一、一、 键连接键连接1.1.键联接的类型和工作原理键联接的类型和工作原理 平键的两侧面是工作面，平键的两侧面是工作面，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、下表面间留有间隙，键的上、下表面为非

2、工作面。工作时靠键与键为非工作面。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，故定心性较好。定心性较好。 （1 1）平键联接平键联接根据用途，平键又可分为根据用途，平键又可分为w 普通平键普通平键w 导向平键导向平键 滑键滑键1 1）普通平键普通平键 用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动。用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动。 构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩；递扭矩； 轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插刀加工。刀加工。2 2）导向平键导向

3、平键用于动联接，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。 3 3）滑键滑键用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接。滑键固定在轮毂上，轴上零件能带动滑键在动的联接。滑键固定在轮毂上，轴上零件能带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移，因此轴上要铣出较长的键槽。轴上的键槽中作轴向滑移，因此轴上要铣出较长的键槽。滑键用于轴上零件轴向移动量较大的场合。滑键用于轴上零件轴向移动量较大的场合。 （2 2）半圆键半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的

4、侧面为工作面，工作时靠其侧面绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。的挤压来传递扭矩。 特点：工艺性好，装配方便，特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接。适用于锥形轴与轮毂的联接。缺点：轴槽对轴的强度削缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。弱较大。只适宜轻载联接。如果需要用两个半圆键时，如果需要用两个半圆键时，一般安置在轴的同一条母一般安置在轴的同一条母线上。线上。（3 3）斜键斜键 常用的斜键有楔键和切向键，用于静联接。常用的斜键有楔键和切向键，用于静联接。 普通楔键：上、下面为工作表面，有普通楔键：上、下面为工作表面，有1 1：100100斜度

5、（侧面有斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力。可传递小部分单向轴向力。 特特 点点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易有偏心。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 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 01 1）楔键楔键 2 2）切向键）切向键 由两个斜度为

6、由两个斜度为1:1001:100的楔键组成。一个切向键只的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120120130130角的两个键。角的两个键。2.2.键的选择键的选择 （1 1）键的类型寸选择）键的类型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及键长及键长L L。（2 2）键的尺寸选择）键的尺寸选择键的类型可根据联接的结构特点、使用要求键的类型可根据联接的结构特点、使用要求和工作条件选定。和工作条件选定。 b bh h根据根据轴径轴径d d由标准中查得，键的长度参由标准中查得，键的长度

7、参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。合标准中规定的尺寸系列。3.3.键联接的强度校核键联接的强度校核 （1 1）平键联接的强度校核）平键联接的强度校核 1）平键联接的失效形式平键联接的失效形式 对于普通平键联接（静联接），其主要失效形对于普通平键联接（静联接），其主要失效形式是工作面的式是工作面的压溃压溃，有时也会出现键的剪断，但一，有时也会出现键的剪断，但一般只作联接的般只作联接的挤压强度校核挤压强度校核对于导向平键联接和滑键联接，其主要失效形对于导向平键联接和滑键联接，其主要失效形式是工作面的式是工作面的过度磨损过度

8、磨损，通常按，通常按工作面上的压力工作面上的压力进进行条件性的强度校核计算。行条件性的强度校核计算。2）平键联接的强度条件平键联接的强度条件 设键侧面的作用力沿键的工作长度设键侧面的作用力沿键的工作长度和高度均匀分布，则普通平键的强度条和高度均匀分布，则普通平键的强度条件为件为: : 当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180180布置。考虑到两布置。考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.51.5个键计算。个键计算。 pkldTp 2000导向平键和滑键联接的强度条件为：导向平键和滑键联接的强

9、度条件为：2bLlbLlLl （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： p p 、 p p 为许用应力与许用压力为许用应力与许用压力 ppdlkTlkdT 2000/2000（2 2）半园键联接的强度校核）半园键联接的强度校核 1）半园键联接的失效形式半园键联接的失效形式 失效形式可能是被失效形式可能是被剪断剪断与工作面被与工作面被压溃压溃。 2）半园键联接的强度条件半园键联接的强度条件 剪切强度条件剪切强度条件 ： dblT2000挤压强度条件为挤压强度条件为: : ppdlkTlkdT 2000/20003）平键联接计算实例平键联接计

10、算实例 1.1.花键联接的特点与类型选择花键联接的特点与类型选择 花键联接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹花键联接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成的联接。其工作面是键齿侧。槽中所构成的联接。其工作面是键齿侧。 花键联接是多齿传递载荷，故比平键联接的承载能力高，花键联接是多齿传递载荷，故比平键联接的承载能力高，定心性和导向性好，对轴的削弱小定心性和导向性好，对轴的削弱小( (齿浅、应力集中小齿浅、应力集中小) )； 花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。 花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。花键加工需用专

11、门的设备和工具，成本较高。（1 1）花键联接的特点）花键联接的特点二、二、 花键联接花键联接（2 2）花键联接的类型）花键联接的类型按齿形不同，分为按齿形不同，分为矩形花键矩形花键、渐开线花键渐开线花键两种。两种。 1 1）矩形花键联接）矩形花键联接 q规格代号规格代号：NdDB按键齿高不同分轻、中两个系列按键齿高不同分轻、中两个系列 。轻系列常用于轻载或轻系列常用于轻载或静联接，中系列多用于载荷较大或动联接。矩形花键的基本静联接，中系列多用于载荷较大或动联接。矩形花键的基本尺寸系列见尺寸系列见GB1144GB11448787。 q定心方式定心方式小径小径、齿宽齿宽和和大径大径等三种等三种 。

12、国家标准规定为国家标准规定为小径定心小径定心 。q应用应用 应用广泛。如飞机、汽车、拖应用广泛。如飞机、汽车、拖拉机、机床制造业及一般机械拉机、机床制造业及一般机械传动装置等。传动装置等。2 2）渐开线花键联接）渐开线花键联接 q特点特点：渐开线花键的齿廓为：渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角有渐开线，分度圆压力角有30 及及45 两种。两种。后者齿数多、模后者齿数多、模数小，多用于轻载和直径小的数小，多用于轻载和直径小的静联接，特别适用于轴与薄壁静联接，特别适用于轴与薄壁零件的联接。零件的联接。 可以利用制造齿轮的加工可以利用制造齿轮的加工方法来加工，工艺性较好。方法来加工，工艺性较好。

13、 q应用应用：它常用于载荷较大，定心精度要求高及尺寸较大的联接。：它常用于载荷较大，定心精度要求高及尺寸较大的联接。2.2.花键联接的强度校核花键联接的强度校核 花键联接的受力情况如右图。其主花键联接的受力情况如右图。其主要失效形式仍是工作面被压溃（静联接）要失效形式仍是工作面被压溃（静联接）或工作面过度磨损（动联接）。或工作面过度磨损（动联接）。 强度计算时，假定载荷在键的工作强度计算时，假定载荷在键的工作面上均匀分布，且压力的合力面上均匀分布，且压力的合力F F作用在作用在平均直径平均直径d dm m处，并引入载荷分配不均匀处，并引入载荷分配不均匀系数系数 ，则花键联接的强度校核式为：，则

14、花键联接的强度校核式为： pm3p102 zhldT静联接：静联接： pzhldTp m3102 动联接：动联接：8 . 07 . 0 上两式中上两式中: :矩形花键矩形花键CdDh22键的工作高度为：键的工作高度为：渐开线花键渐开线花键 =30=30，h h= =m m =45=45，h h=0.8=0.8m m三、三、 销联接销联接 根据销的用途不同，一般有：定位销、联接销、安全销。根据销的用途不同，一般有：定位销、联接销、安全销。根据销的结构形式有：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和根据销的结构形式有：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。开口销等。销联接销联接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的联接。的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的联接。槽槽 销销销轴和开口销销轴和开口销开尾圆锥销开尾圆锥销圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销内螺纹圆锥销内螺纹圆锥销销联接的类型：销联接的类型： 型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆联接，它是无键联接的一的毂孔配合以传