《齿轮键公差与配合》课件

齿轮键公差与配合课程目标理解齿轮键公差的概念掌握齿轮键公差的定义、分类、标准等基本知识。学习齿轮键配合的原理了解齿轮键配合的类型、特点、选择依据等方面内容。掌握齿轮键连接的设计方法能够根据实际应用场景设计合理的齿轮键连接，并进行强度校核。齿轮键基础知识定义齿轮键是用于连接齿轮和轴的一种机械零件，它通过键槽和键的配合来传递扭矩，保证齿轮和轴之间相对转动。作用齿轮键的作用是将齿轮固定在轴上，防止齿轮在轴上滑动或旋转。类型齿轮键的常见类型包括平键、楔键、花键、圆键和销键等。齿轮键的作用传递转矩齿轮键可以将轴的转矩传递给齿轮，保证齿轮的同步旋转，实现动力传动。连接固定齿轮键可以将齿轮牢固地连接在轴上，防止齿轮在轴上滑动或脱落。承受轴向力齿轮键可以承受齿轮轴向力的冲击，防止齿轮在轴上移动。齿轮键的形状与尺寸齿轮键的形状主要有三种:矩形键、楔形键和圆键。矩形键是最常见的形状，结构简单、加工方便。楔形键可以实现自锁，适合于承受较大的轴向载荷。圆键适用于承受较小的轴向载荷，通常用于轴向移动的场合。齿轮键的尺寸是指键的长度、宽度和高度。键的长度应与轴的长度相匹配，宽度应与键槽的宽度相匹配，高度应与键槽的高度相匹配。键的尺寸应根据齿轮的尺寸、工作载荷和工作条件进行选择。齿轮键的材料与热处理1材料选择齿轮键材料通常采用优质碳素钢或合金钢，以确保足够的强度和耐磨性。2热处理常见的热处理方法包括淬火和回火，提高键的硬度和耐磨性，延长使用寿命。3表面处理表面处理可以进一步提高键的耐腐蚀性和抗磨损性能，如镀铬、磷化等。齿轮键的公差等级IT7IT8IT9IT10齿轮键公差等级决定了键槽和键的尺寸精度齿轮键公差的GB/T标准GB/T1096-1988标准编号适用于一般机械制造GB/T1097-1988标准编号适用于重型机械制造GB/T1098-1988标准编号适用于精密机械制造GB/T1099-1988标准编号适用于航空航天制造齿轮键配合的标准国家标准GB/T1096-2009《齿轮键配合》主要内容定义了齿轮键配合的类型、尺寸、公差等级和配合代号应用范围适用于各种机械传动系统中齿轮键配合的设计和制造齿轮键配合的分类过盈配合孔径大于轴径，常用于需要较大装配力和传递较大转矩的场合。间隙配合轴径大于孔径，常用于需要自由装配和相对运动的场合。过渡配合孔径和轴径之间存在间隙，但间隙大小不确定，根据实际情况选择。缺点配合的特点与应用1松配合在装配后，孔的尺寸大于轴的尺寸，存在间隙。由于配合面之间存在间隙，该配合允许一定的相对运动。2过渡配合在装配后，孔的尺寸和轴的尺寸之间存在微小的间隙或过盈。这种配合允许有限的相对运动。3应用场景缺点配合通常用于需要一定程度的相对运动或需要易于拆卸的连接，例如轴承、滑动轴承和联轴器。过盈配合的特点与应用特点过盈配合是指孔的尺寸比轴的尺寸小，连接后产生一定的压力。过盈配合可以提高连接的强度和刚度，防止零件松动，但会增加装配难度。常用的过盈配合类型包括过盈配合、过盈配合、干涉配合等。应用过盈配合常用于连接需要承受较大载荷的零件，例如齿轮、轴承等。过盈配合的应用范围较广，但要根据实际情况选择合适的过盈量，以确保连接的强度和可靠性。干涉配合的特点与应用紧密连接干涉配合使零件之间形成紧密连接，不易松动，适用于承受较大载荷和振动的工作条件。精确配合干涉配合能够保证零件之间的精确位置关系，适用于对精度要求较高的场合，例如精密仪器和设备。承受较大载荷干涉配合能够承受较大的载荷，适用于承受冲击载荷和循环载荷的工作条件，例如轴承和齿轮。标准配合的特点与应用尺寸公差为零齿轮与轴之间配合精度较高广泛应用于一般机械零件的连接推荐配合值的选择轴的尺寸根据轴的尺寸选择合适的公差等级，以确保键的连接强度和精度。键的材料根据键的材料和强度，选择合适的配合等级，以满足连接的力学性能要求。工作环境根据工作环境的温度、湿度和振动等因素，选择合适的配合等级，以确保连接的可靠性和耐久性。公差配合的选择依据功能要求保证零件之间的正常工作，如间隙配合用于轴承，过盈配合用于紧固连接。制造精度选择合适的公差等级，以确保零件加工的实际精度满足设计要求。装配要求考虑零件装配的难易程度，以及装配后是否需要调整，选择合适的配合类型。经济因素选择经济合理的公差等级和配合类型，以降低生产成本。公差配合的确定方法1设计要求功能、强度、刚度2加工精度加工设备、工艺3装配条件装配方法、环境4经济因素成本、周期公差配合的实际应用1轴承配合确保轴承在轴上旋转流畅，并承受负载。2齿轮配合实现齿轮之间精确啮合，保证传动效率。3紧固件配合确保螺栓、螺母等紧固件可靠连接，避免松动。齿轮键连接的设计键槽尺寸键槽尺寸应根据键的尺寸和轴的直径确定。键尺寸键的尺寸应根据轴的直径和传递的扭矩确定。键槽的尺寸设计键槽宽度键宽+0.1mm键槽深度键高+0.1mm键槽长度根据轴径和键长计算键槽圆角R=0.2mm键的尺寸设计1长度与轴颈长度一致2宽度根据受力情况确定3高度符合标准尺寸键的强度计算剪切强度F=τ*A压应力σ=F/A键的剪切强度校核剪切强度是材料抵抗剪切破坏的能力键的压力校核1接触面积计算键与键槽接触面积2最大压力计算键的许用压力3校核结果确保实际压力小于许用压力键的轴向力校核允许值实际值轴向力校核确保键承受的轴向载荷不超过其允许值.键的转动力矩校核步骤公式确定轴上所受转动力矩T=F*r计算键所能承受的最大转动力矩Tmax=[τ]*A*l进行校核Tmax≥T键的变形校核校核内容计算公式允许值键的剪切变形δ=F*L/(G*A)δ≤0.01*L键的压缩变形δ=F*L/(E*A)δ≤0.01*L键的制造工艺铣削铣床加工，精度高，效率高冲压冲床加工，效率高，成本低磨削磨床加工，表面光洁度高键的装配工艺压入式安装利用液压机或其他专用设备将键压入键槽中，适用于过盈配合的键连接。螺栓固定式安装使用螺栓将键固定在轴或轮毂上，适用于标准配合或间隙配合的键连接。焊接式安装将键焊接在轴或轮毂上，适用于需要高强度和可靠性的键连接。键连接的质量控制1尺寸精度确保键和键槽尺寸符合设计要求，以保证配合精度和连接强度。2表面质量键和键槽表面应光洁平整，无毛刺和划痕，以避免应力集中和连接失效。3装配质量键的装配应紧密，无松动或过紧现象，以确保连接的可靠性和稳定性。4检验测试对键连接进行必要的检验测试，例如强度测试、疲劳测试等，以验证连接的可靠性和耐久性。本课程总结1齿轮键公差配