机械设计基础轴毂连接

5.1键和花键连接设计5.1.1

键连接

1.平键连接平键的两侧面是工作面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。平键连接结构简单、装拆方便、对中性较好，应用广泛。但这种键不能承受轴向力，因而对轴上零件不能起到轴向固定的作用。第五章轴毂连接1

分类：普通平键、导向平键和滑键三种。普通平键按端部形状可分为圆头(A型)、方头(B型)和单圆头(C型)三种，用于静连接。

a）平键连接b）圆头(A型)c）方头(B型)d）单圆头(C型)2

导向平键和滑键用于动连接。导向平键(图a)是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，而轴上的传动零件则可沿导键作轴向滑移。当零件滑移的距离较大时，因所需导向平键的长度过大，制造困难，故宜采用滑键(图b)。a）导向平键b）滑键32.半圆键连接半圆键也是以两侧面为工作面。优点：定心较好。缺点：轴上键槽较深，对轮的强度削弱较大，故一般只用于轻载静连接中。锥形轴端采用半圆键连接在工艺上较为方便。43.楔键连接和切向键连接楔镀的上、下面为工作面，分别与轮毂和轴上的键槽底面贴合。键的上表面和轮毂键槽底面各有1：100的斜度，工作时主要靠摩擦力传递转矩，并能承受单方向的轴向力。5在重型机械中常采用切向键连接。切向键由一对楔键组成装配时将两键楔紧，键的窄面是工作面，工作面上的压力沿轴表面的切线方向作用，能传递很大的转矩。65.1.2平键连接的强度校核键的横截面尺寸(键宽b×键高h)按轴的直径d从键的标准中选取；键的长度L可参照轮毂的长度从标准长度系列中选取，一般略短于轮毂长度。首要的键还应进行强度校核。普通平键主要的失效形式是工作面被压溃，严重过载时可能还会出现键的剪断。一般情况下只需按工作面的挤压应力进行强度校核即可。7静连接时：动连接时：8表5–1键连接的许用应力[p]、[]和许用压强[p]

MPa

许用应力和许用压强连接工作方式连接中较弱零件的材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击[p]静连接钢120~150100~12060~90铸铁70~8050~6030~45[p]动连接钢504030[]静连接钢1209060注：1．[p]、[p]应按连接中力学性能较弱的材料选取；

2．如有与键相对滑动的被连接件表面经过淬火，则动连接的许用压强[p]可提高2~3倍。95.1.3花键连接

轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的连接称为花键连接，它由外花键和内花键组成。齿的侧面为工作面。承载能力高、对轴强度削弱小(齿浅、应力集中小)、对中性和导向性好。10

1.矩形花键连接

根据GB/T

1144－2001矩形花键规格，用N×d×D×B分别表示键数、小径、大径和键齿宽。矩形花键连接的定心方式有按小径、齿宽和大径等三种。112.渐开线花键连接渐开线花键的齿廓为渐开线，可以利用制造齿轮的加工方法来加工，工艺性较好。它的齿根较厚，强度高，寿命长。但加工花键孔的拉刀制造成本较高，尺寸较小时，受到一定限制。125.1.4花键连接的强度校核

花键连接的主要失效形式是齿面的压溃（静连接）或磨损（动连接），通常只进行连接的挤压强度或耐磨性计算。13表5–2花键连接的许用挤压应力[p]和许用压强[p]

MPa许用挤压应力和许用压强连接工作方式使用和制造情况齿面未经热处理齿面经热处[p]静连接不良35~5040~70中等60~100100~140良好80~120120~200[p]空载下移动的动连接不良中等良好15~2020~3520~3030~6025~4040~70在载荷作用下移动的动连接不良––3~10中等––5~15良好––10~20注：1．使用和制造情况不良系指受变载、有双向冲击、振动频率高和振幅大、润滑不良（对动连接）、材料硬度不高或精度不高等；

2．同一情况下，[p]和[p]的较小值用于工作时间长和比较重要的场合。145.2销连接5.2.1

销的作用及类型

销主要用于定位、连接、传递运动和不大的载荷，还可以作为安全装置。定位销连接销

安全销15

根据不同的需要，销还有许多特殊形式：为便于拆卸带有内螺纹或外螺纹的圆锥销，可用于盲孔或拆卸困难的场合。开尾圆锥销和小端带外螺纹圆锥销，可保证销在冲击、振动或变载下不致松脱。a)内螺纹圆锥销b)外螺纹圆锥销

a)开尾圆锥销

b)小端带外螺纹圆锥销带内、外螺纹的圆锥销开尾和小端带外螺纹圆锥销16

槽销用弹簧钢滚压或模锻而成。槽常有三条，其形状有：沿销全长的平行直槽；沿销全长的楔形槽；一端有短楔槽及中部有短凹槽等。弹性圆柱销由弹簧钢带卷制的纵向开缝的圆管，借助于弹性，均匀挤紧在销孔中，对销孔精度要求较低，可多次装拆，用于有冲击、振动的场合。但刚性较差，不适用于高精度定位。槽销弹性圆柱销

开口销175.2.2销连接的结构设计

1.选定销类型根据具体结构要求，结合各种类型销的特点，进行选择。

2.确定销尺寸用作连接零件的销，其尺寸通常按结构条件选定。

3.销连接的防松由于振动和冲击、温度急剧变化以及装配质量不好等原因，圆柱销和圆锥销都可能产生松脱，为防止这种现象的发生，必要时应采用防松结构。采用防松环的防松结构185.3型面连接

轮毂与轴沿光滑非圆表面接触而构成的连接，称为型面连接。它们均能传递转矩，前者还可用作不带载荷下移动的动连接，后者还能承受单方向的轴向力。（a）轴和毂孔是柱形b)轴和毂孔是锥形型面连接195.4过盈配合连接

利用零件间的过盈配合来实现的连接，称为过盈配合连接。优