第四章 轴毂连接课件

1、机械设计机械设计第四章第四章 轴轴 毂毂 连连 接接 第一节第一节 键连接键连接 第二节第二节 花键连接花键连接 第三节第三节 销连接销连接 第四节第四节 过盈连接过盈连接 第五节第五节 型面连接型面连接 第六节第六节 弹性环连接弹性环连接返回章目录返回章目录第一节第一节 键连接键连接一、键连接的类型、特点和应用一、键连接的类型、特点和应用 轴毂连接的功能轴毂连接的功能主要是实现轴与轴上零件的周主要是实现轴与轴上零件的周向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。固定或轴向移动。 轴毂连接的轴毂连接的主要形式主要形式键连接键连接花键连

2、接花键连接销连接销连接型面连接型面连接过盈连接过盈连接弹性环连接弹性环连接平键平键 半圆键半圆键 楔键楔键 切向键切向键 类型：类型：工作面工作面 A型型 B型型 C型型1 1、平键连接、平键连接原理：原理：靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。工作面：工作面：两侧面。两侧面。轴向承载情况：轴向承载情况：不能承受轴向力。不能承受轴向力。特点：特点：结构简单，拆装方便，对中性好，应用广泛。结构简单，拆装方便，对中性好，应用广泛。普通平键普通平键 用于轴毂间无相对轴向运动的静联接。用于轴毂间无相对轴向运动的静联接。按端部形状分圆头（按端部形状分圆头（A型）、型）、平头（平头（

3、B型）型）单圆头（单圆头（C型）型） 轴上键槽的轴上键槽的加工方法加工方法 用盘铣刀用盘铣刀 用端铣刀用端铣刀端铣刀键槽，应力集中较大端铣刀键槽，应力集中较大盘铣刀键槽，应力集中较小盘铣刀键槽，应力集中较小薄型平键薄型平键 h较小，适用于空心轴、薄壁轮毂或传较小，适用于空心轴、薄壁轮毂或传递小转矩的场合递小转矩的场合 导向平键与滑键导向平键与滑键 动联接用动联接用 导向平键导向平键滑键滑键2 2、半圆键连接、半圆键连接 半园键联接半园键联接工作面：工作面：两侧面。两侧面。轴向承载情况：轴向承载情况：不能承受轴向力。不能承受轴向力。特点：特点：制造简单，拆装方便，对中性好，不能承受轴制造简单，拆

4、装方便，对中性好，不能承受轴向力。可自动适应轮毂键槽的斜度。缺点是轴上键槽向力。可自动适应轮毂键槽的斜度。缺点是轴上键槽较深，对轴削弱较大。适用与锥形轴端或小转矩场合。较深，对轴削弱较大。适用与锥形轴端或小转矩场合。原理：原理：靠键与靠键与键槽侧面的挤键槽侧面的挤压传递转矩。压传递转矩。3 3、楔键连接、楔键连接工作面工作面 圆头圆头 方头方头 钩头钩头 原理：原理：靠键与键槽面间及轴与轮毂之间的摩擦靠键与键槽面间及轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。力来传递转矩。 工作面：工作面：上下两底面。上下两底面。 轴向承载情况：轴向承载情况：能轴向固定零件，承受单方向能轴向固定零件，承受单方向的轴向力。

5、的轴向力。 特点：特点：结构简单，但结构简单，但对中性差。对中性差。 适用于低速、轻适用于低速、轻 载和对载和对传动精度要求不高的联接。传动精度要求不高的联接。4 4、切向键连接、切向键连接原原 理：理：靠工作面上的挤压力来传递转矩。靠工作面上的挤压力来传递转矩。工作面：工作面：两键沿斜面拼接后相互平行的两个窄面。两键沿斜面拼接后相互平行的两个窄面。轴向承载情况：轴向承载情况：能轴向固定零件，承受能轴向固定零件，承受单方向单方向的的轴向力。轴向力。 特点：特点：适用于大载荷，对中要求不严的场合。适用于大载荷，对中要求不严的场合。一组切向键一组切向键只能只能 传递传递单向转矩单向转矩，传递双向转

6、矩传递双向转矩必须采用必须采用两组切向键。两组切向键。按按 120 130 布置。布置。二、键的选择和键连接的强度计算二、键的选择和键连接的强度计算键的材料键的材料：键是标准件，一般采用：键是标准件，一般采用B 600MPa的的碳钢制造，如碳钢制造，如45钢。钢。 类型选择类型选择1.键的选择键的选择尺寸选择尺寸选择根据结构，使用特性根据结构，使用特性及工作条件选择及工作条件选择按按d选取选取bh；按被联接件长度选取按被联接件长度选取L 2.2.平键联接的强度计算平键联接的强度计算400022000pphldTlhdT（1）普通平键和薄型平键）普通平键和薄型平键（静联接）（静联接）对按标准选的

7、平键联接，主要对按标准选的平键联接，主要失效形式是失效形式是工作面的压溃工作面的压溃，故，故进行挤压强度校核计算：进行挤压强度校核计算：可能的失效形式可能的失效形式 工作面压溃或键被剪断。工作面压溃或键被剪断。 （2 2）导向平键、滑键）导向平键、滑键（动联接）（动联接） 4000phldTpA型型:l =LbB型型:l =LC型型:l =Lb/2许用挤压应力许用挤压应力p 和许用压强和许用压强p查表查表4-1 4-1 。l 是工作长度是工作长度失效形式：失效形式：工作面磨损工作面磨损。故进行耐磨性的条件性计算：故进行耐磨性的条件性计算： 3.3.半圆键联接的强度计半圆键联接的强度计算算200

8、0dblT许用切应力许用切应力 查表查表4-1。l为工作长度近似取为工作长度近似取lL。由于键宽由于键宽b较小，主要失效形式是较小，主要失效形式是键被剪断键被剪断。故进行键的剪切强度故进行键的剪切强度校核计算：校核计算： 4.4.提高键联接强度的措施提高键联接强度的措施 采用双键（注意合理布置）采用双键（注意合理布置） 普通平键，上下普通平键，上下1800布置布置 半圆键半圆键 左右并排布置左右并排布置加长轮毂以增加键长加长轮毂以增加键长L 增大轴径增大轴径d 以增大键截面尺寸以增大键截面尺寸bh第二节第二节 花键连接花键连接 由具有多个由具有多个周向均布键齿周向均布键齿和有相应凹槽和有相应凹

9、槽的毂孔组成的的毂孔组成的联接。联接。特点：特点：承载能力高，定心性好，导向性好，强度高；承载能力高，定心性好，导向性好，强度高；专门加工，成本高。专门加工，成本高。内花键内花键外花键外花键花键连接花键连接一、花键连接的类型、特点和应用一、花键连接的类型、特点和应用1.1.矩形花键矩形花键 结构简单，加工方便，加结构简单，加工方便，加工精度和定心精度高；小径工精度和定心精度高；小径定心。定心。2.2.渐开线花键渐开线花键 齿形自动定心、强度高，可用齿形自动定心、强度高，可用齿轮加工方法加工，工艺性好，齿轮加工方法加工，工艺性好，精度高，适用于载荷大，定心要精度高，适用于载荷大，定心要求高，尺寸

10、较大的场合。求高，尺寸较大的场合。三、花键联接的强度设计三、花键联接的强度设计1.设计内容设计内容 类型选择类型选择2.强度校核强度校核 工作面：工作面：侧面侧面尺寸选择尺寸选择强度校核强度校核失效形式：失效形式：静联接为静联接为齿面压溃齿面压溃 动联接为动联接为齿面磨损齿面磨损 按挤压强度或耐磨性计算（同平键）：按挤压强度或耐磨性计算（同平键）：2000mpzhldTp2000pmpzhldT 齿间载荷分布不均匀系数，一般取齿间载荷分布不均匀系数，一般取0.70.8；h齿的工作高度，齿的工作高度， 矩形：矩形：h=(D-d)/2-C；渐开线：；渐开线：h=m；dm平均直径，平均直径， 矩形：

11、矩形：dm =(D+d)/2，渐开线：，渐开线： dm =df p 和和p查表查表42。静联接静联接动联接动联接第三节第三节 销连接销连接 一、销的作用一、销的作用 定位销定位销联接销联接销安全销安全销用于固定零件之间的相对位置用于固定零件之间的相对位置用于轴毂联接用于轴毂联接用于安全装置中的过载剪断元件（安全销）用于安全装置中的过载剪断元件（安全销）二、销的种类及应用二、销的种类及应用 圆锥销圆锥销圆柱销圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，经多次拆卸靠过盈配合固定在销孔中，经多次拆卸会降低其定位精度和可靠性。会降低其定位精度和可靠性。具有具有1:50的锥度，在受横向力时可以自的锥度，在受横向力时可

12、以自锁。它安装方便，定位精度高，可多次锁。它安装方便，定位精度高，可多次装拆而不影响定位精度。装拆而不影响定位精度。端部带螺纹的圆锥销可用端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的场合于盲孔或拆卸困难的场合开尾圆锥销适用于有冲击、开尾圆锥销适用于有冲击、振动的场合振动的场合小端螺尾销装配后拧紧螺母可小端螺尾销装配后拧紧螺母可防止销松脱防止销松脱 槽销槽销弹性圆柱销弹性圆柱销开口销开口销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽，上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽，将槽销打入销孔后，由于材料的弹性将槽销打入销孔后，由于材料的弹性使销挤压在销孔中，不易松脱，因而使销挤压在销孔中，不易松脱，因而能承受振动和变载荷。能

13、承受振动和变载荷。用弹簧钢带卷制而成，具有很好的弹用弹簧钢带卷制而成，具有很好的弹性，可以均匀地挤紧在孔中，对配合性，可以均匀地挤紧在孔中，对配合精度要求不高，可多次装拆。但刚性精度要求不高，可多次装拆。但刚性差，不适于高精度定位用。差，不适于高精度定位用。结构简单，工作可靠，装拆方便。主结构简单，工作可靠，装拆方便。主要用于螺纹联接的防松，还用于轴销要用于螺纹联接的防松，还用于轴销端部锁定零件。端部锁定零件。三、销的强度校核三、销的强度校核 22224T DdTd D ZdF24 DZdTZdDT22842第四节第四节 过盈连接过盈连接 一、工作原理一、工作原理 利用过盈配合，配合面间有压力

14、，靠摩擦力传递转利用过盈配合，配合面间有压力，靠摩擦力传递转矩和轴向力。矩和轴向力。 蜗轮的轮缘与蜗轮的轮缘与齿圈的过盈连接齿圈的过盈连接 滚动轴承内孔滚动轴承内孔与轴的过盈连接与轴的过盈连接 圆锥面圆锥面过盈连接过盈连接二、特点二、特点 结构简单，定心性好，轴上不开槽，对结构简单，定心性好，轴上不开槽，对轴削弱小，承载能力高轴削弱小，承载能力高, ,承受变载性能好，承受变载性能好，但对配合表面加工精度要求高，装配不便。但对配合表面加工精度要求高，装配不便。 装配方法：装配方法：压力法、压力法、温差法。温差法。 过盈量较大过盈量较大时常用时常用温差法，温差法，过盈量较小过盈量较小时常用时常用压

15、力法！压力法！第五节第五节 型面连接型面连接 一、工作原理一、工作原理 型面联接是轴型面联接是轴与相应的轮毂由与相应的轮毂由光滑非圆截面的光滑非圆截面的表面构成的联接。表面构成的联接。 轴和毂孔可做成柱体或锥体，前者只能传递转矩，用于不受轴和毂孔可做成柱体或锥体，前者只能传递转矩，用于不受载荷时移动的动联接；后者在传递转矩的同时还可传递轴向力。载荷时移动的动联接；后者在传递转矩的同时还可传递轴向力。二、特点二、特点 对中好对中好, ,没有键槽引起的应力没有键槽引起的应力集中，可传递大的转矩，装拆方集中，可传递大的转矩，装拆方便，但加工复杂，应用不普遍。便，但加工复杂，应用不普遍。 第六节第六节 弹性环连接弹性环连接 一、工作原理一、工作原理 利用以锥面贴合并挤紧在轴毂之间的内外钢环构成利用以锥面贴合并挤紧在轴毂之间的内外钢环构成的联接。的联接。下，内、外环互相楔紧，内环缩小箍紧轴，外环胀大而下，内、外环互相楔紧，内环缩小箍紧轴，外环胀大而撑紧轮毂，使接触面间产生压紧力。工作时，由此压紧撑紧轮毂，使接触面间产生压紧力。工作时，由此压紧力所产生的摩擦力矩和摩擦力来传递转矩和轴向力。力所产生的摩擦力矩和摩擦力来传递转矩和轴向力。 当拧紧螺当拧紧螺母或螺钉时，母或螺钉时，在轴向力作用