第 十章軸及軸轂聯(lián)接

1、第十章第十章 軸及軸轂聯(lián)接軸及軸轂聯(lián)接 101 概述概述 一、軸的用途與分類一、軸的用途與分類 1、功用：、功用：1）支承回轉(zhuǎn)零件；）支承回轉(zhuǎn)零件；2）傳遞運動和動力）傳遞運動和動力 2、分類：、分類： 按承載情況分：按承載情況分： 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸扭矩和彎矩扭矩和彎矩 心軸心軸只受彎矩只受彎矩 傳動軸傳動軸主要受扭矩主要受扭矩 按軸線形狀分按軸線形狀分 直軸：直軸：階梯軸階梯軸 光軸光軸曲軸：曲軸： 空心軸空心軸和鋼絲軟軸和鋼絲軟軸(變速器的轉(zhuǎn)速傳變速器的轉(zhuǎn)速傳到儀表板到儀表板) 二二. .軸的材料軸的材料軸的材料種類很多，選擇時應(yīng)主要考慮如下因素：軸的材料種類很多，選擇時應(yīng)主要考慮如下因素：1.1

2、.軸的強度、剛度及耐磨性要求；軸的強度、剛度及耐磨性要求；2.2.軸的熱處理方法及機加工工藝性的要求；軸的熱處理方法及機加工工藝性的要求；3.3.軸的材料來源和經(jīng)濟性等。軸的材料來源和經(jīng)濟性等。軸的常用材料是碳鋼和合金鋼。軸的常用材料是碳鋼和合金鋼。碳鋼比合金鋼價格低廉，對應(yīng)力集中的敏感性低，可通過熱處理改善其綜合碳鋼比合金鋼價格低廉，對應(yīng)力集中的敏感性低，可通過熱處理改善其綜合性能，加工工藝性好，故應(yīng)用最廣，一般用途的軸，多用含碳量為性能，加工工藝性好，故應(yīng)用最廣，一般用途的軸，多用含碳量為0.250.250.5%0.5%的的中碳鋼。尤其是中碳鋼。尤其是4545號鋼，對于不重要或受力較小的軸

3、也可用號鋼，對于不重要或受力較小的軸也可用Q235AQ235A等普通碳素鋼。等普通碳素鋼。合金鋼具有比碳鋼更好的機械性能和淬火性能，但對應(yīng)力集中比較敏感，且價格合金鋼具有比碳鋼更好的機械性能和淬火性能，但對應(yīng)力集中比較敏感，且價格較貴，多用于對強度和耐磨性有特殊要求的軸。如較貴，多用于對強度和耐磨性有特殊要求的軸。如20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi等低碳合金鋼，等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳處理后可提高耐磨性；經(jīng)滲碳處理后可提高耐磨性；20CrMoV20CrMoV、38CrMoAl38CrMoAl等合金鋼，有良好的高溫機械等合金鋼，有良好的高溫機械性能，常用于在高溫、高速和重載條件下工

4、作的軸。性能，常用于在高溫、高速和重載條件下工作的軸。值得注意的是：由于常溫下合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不多，因此當(dāng)其他值得注意的是：由于常溫下合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不多，因此當(dāng)其他條件相同時，如想通過選用合金鋼來提高軸的剛度是難以實現(xiàn)的。條件相同時，如想通過選用合金鋼來提高軸的剛度是難以實現(xiàn)的。球墨鑄鐵和高強度鑄鐵因其具有良好的工藝性，不需要鍛壓設(shè)備，吸振性好，球墨鑄鐵和高強度鑄鐵因其具有良好的工藝性，不需要鍛壓設(shè)備，吸振性好，對應(yīng)力集中的敏感性低，近年來被廣泛應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲軸等。只是對應(yīng)力集中的敏感性低，近年來被廣泛應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲軸等。只是鑄件質(zhì)量難于控制。

5、鑄件質(zhì)量難于控制。軸的毛坯多用軋制的圓鋼或鍛鋼。鍛鋼內(nèi)部組織均勻，強度較好，因此，重軸的毛坯多用軋制的圓鋼或鍛鋼。鍛鋼內(nèi)部組織均勻，強度較好，因此，重要的大尺寸的軸，常用鍛造毛坯。要的大尺寸的軸，常用鍛造毛坯。二二. .設(shè)計軸的要求：設(shè)計軸的要求：足夠的強度，剛度足夠的強度，剛度合理的結(jié)構(gòu)合理的結(jié)構(gòu)有的還要求有良好的振動穩(wěn)定性有的還要求有良好的振動穩(wěn)定性軸設(shè)計的主要內(nèi)容軸設(shè)計的主要內(nèi)容 ：結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計 工作能力計算工作能力計算 102 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 要求：要求： 軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置 軸上零件應(yīng)有可靠的相對固定軸上零件應(yīng)有可靠的相對固定

6、軸應(yīng)具有良好的制造工藝性和安裝工藝性等軸應(yīng)具有良好的制造工藝性和安裝工藝性等 形狀和尺寸應(yīng)有利于避免應(yīng)力集中形狀和尺寸應(yīng)有利于避免應(yīng)力集中 軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決于下面幾個因素：（軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決于下面幾個因素：（1 1）軸的毛坯種類：）軸的毛坯種類：（2 2）軸上作用力的大小及其分布情況；（）軸上作用力的大小及其分布情況；（3 3）軸上零件的）軸上零件的位置、配合性質(zhì)及其聯(lián)接固定的方法；（位置、配合性質(zhì)及其聯(lián)接固定的方法；（4 4）軸承的類型、）軸承的類型、尺寸和位置；（尺寸和位置；（5 5）軸的加工方法、裝配方法以及其他特殊）軸的加工方法、裝配方法以及其他特殊要求?？梢娪绊戄S的結(jié)構(gòu)與尺寸的因

7、素很多，設(shè)計軸時要要求。可見影響軸的結(jié)構(gòu)與尺寸的因素很多，設(shè)計軸時要全面綜合的考慮各種因素。全面綜合的考慮各種因素。軸身軸身 1、零件的軸向定位和固定、零件的軸向定位和固定 1）軸肩和軸環(huán)）軸肩和軸環(huán) 定位軸肩：定位軸肩：r r軸軸RR孔孔或或r r軸軸CC孔孔軸肩或軸環(huán)的高度軸肩或軸環(huán)的高度h h必須大于必須大于 R R孔孔或或 C C孔孔軸肩高度軸肩高度 滾動軸承內(nèi)圈高度滾動軸承內(nèi)圈高度h=h=（0.07d0.07d3 3）（）（0.1d0.1d5 5）mm mm 軸環(huán)寬度軸環(huán)寬度 bl.4h bl.4h 非定位軸肩：非定位軸肩：h=1.5-2mm,r=(D-d)/2h=1.5-2mm,r

8、=(D-d)/2二、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定二、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定2）套筒）套筒 軸用圓螺母軸用圓螺母 錯錯誤誤 正正確確要求軸肩高度要求軸肩高度滾動軸承內(nèi)圈高度滾動軸承內(nèi)圈高度當(dāng)用軸肩、軸環(huán)、套當(dāng)用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、軸端擋圈筒、圓螺母、軸端擋圈進行零件的軸向定位時，進行零件的軸向定位時，為保證軸向定位可靠，為保證軸向定位可靠，要求要求L軸軸 L轂轂4）軸端擋圈）軸端擋圈 錯誤錯誤 正確正確正確正確5）軸承端蓋）軸承端蓋 6）彈性擋圈）彈性擋圈 7）鎖緊擋圈、緊定螺釘或銷）鎖緊擋圈、緊定螺釘或銷 軸承端蓋與機座間加軸承端蓋與機座間加墊片，以調(diào)整軸的位置墊片，以調(diào)整

9、軸的位置 8）圓錐面（）圓錐面（+擋圈、螺母）擋圈、螺母） 2、零件的周向定位、零件的周向定位 1）鍵）鍵2）花鍵）花鍵3）緊定螺釘、銷）緊定螺釘、銷 4）過盈配合）過盈配合三、良好的制造工藝性和裝配工藝性三、良好的制造工藝性和裝配工藝性 1）軸肩圓角）軸肩圓角r和倒角高度和倒角高度C 2）軸端倒角）軸端倒角 3）砂輪越程槽）砂輪越程槽 4）螺紋退刀槽）螺紋退刀槽 5）多個鍵槽）多個鍵槽 軸系結(jié)構(gòu)改錯軸系結(jié)構(gòu)改錯四處錯誤四處錯誤正確答案正確答案三處錯誤三處錯誤正確答案正確答案兩處錯誤兩處錯誤1.左側(cè)鍵太長，套筒左側(cè)鍵太長，套筒無法裝入無法裝入2.多個鍵應(yīng)位于同一多個鍵應(yīng)位于同一母線上母線上請完

10、成如圖所示的軸系設(shè)計。請完成如圖所示的軸系設(shè)計。請選擇齒輪的裝配方向請選擇齒輪的裝配方向10103 3 軸的設(shè)計計算軸的設(shè)計計算設(shè)計軸的一般步驟為：設(shè)計軸的一般步驟為：1 1）選材）選材2 2）按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑）按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑3 3）設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)，繪出軸的結(jié)構(gòu)草圖（確定軸上零件的位置和固）設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)，繪出軸的結(jié)構(gòu)草圖（確定軸上零件的位置和固定方法；確定各軸段直徑、長度。）定方法；確定各軸段直徑、長度。）4 4）按彎扭合成進行軸的強度校核。一般選）按彎扭合成進行軸的強度校核。一般選2 23 3個危險截面進行校個危險截面進行校核。若危險截面強度不夠或強度裕度太大，則必須重新

11、修改軸的結(jié)核。若危險截面強度不夠或強度裕度太大，則必須重新修改軸的結(jié)構(gòu)。構(gòu)。一、軸的基本直徑估算及各段直徑和長度的確定一、軸的基本直徑估算及各段直徑和長度的確定開始設(shè)計軸時，通常還不知道軸上零件的位置及支點情況，無法確開始設(shè)計軸時，通常還不知道軸上零件的位置及支點情況，無法確定軸的受力情況，只有待軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本完成后，才能對軸進行定軸的受力情況，只有待軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本完成后，才能對軸進行受力分析及強度計算。因此，一般在進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計前先按純扭受力分析及強度計算。因此，一般在進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計前先按純扭轉(zhuǎn)受力情況對軸的直徑進行估算轉(zhuǎn)受力情況對軸的直徑進行估算( (后結(jié)構(gòu)設(shè)計強度校核后結(jié)構(gòu)設(shè)計強

12、度校核) )。 1.按扭轉(zhuǎn)強度初步估算軸徑：按扭轉(zhuǎn)強度初步估算軸徑： 強度條件強度條件 2 . 01055. 936dnPWTp設(shè)計公式設(shè)計公式 336 2 . 01055. 9nPCnPd放大軸徑：一個鍵槽：放大軸徑：一個鍵槽：35% 二個鍵槽：二個鍵槽：710% 軸上有鍵槽時：軸上有鍵槽時：取標(biāo)準(zhǔn)植取標(biāo)準(zhǔn)植用于：用于：只受扭矩或主要承受扭矩的傳動軸的強度計算只受扭矩或主要承受扭矩的傳動軸的強度計算 結(jié)構(gòu)設(shè)計前按扭矩初估軸的直徑結(jié)構(gòu)設(shè)計前按扭矩初估軸的直徑d dmin 2、各軸段直徑確定、各軸段直徑確定 軸上螺紋及花鍵部分直徑應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)軸上螺紋及花鍵部分直徑應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)零件相配合

13、軸徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)植與標(biāo)準(zhǔn)零件相配合軸徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)植 (如軸承如軸承)2、各軸段長度、各軸段長度 轉(zhuǎn)動零件與靜止零件之間必須有一定的間隙轉(zhuǎn)動零件與靜止零件之間必須有一定的間隙軸頭長度比相應(yīng)零件輪轂寬度小軸頭長度比相應(yīng)零件輪轂寬度小1-2mm1-2mm 各軸段與其上相配合零件寬度相對應(yīng)各軸段與其上相配合零件寬度相對應(yīng)與一般零件配合部分直徑應(yīng)與配合零件孔一致，并取標(biāo)準(zhǔn)尺與一般零件配合部分直徑應(yīng)與配合零件孔一致，并取標(biāo)準(zhǔn)尺寸寸按軸上零件安裝、定位要求確定各段軸徑，經(jīng)驗值按軸上零件安裝、定位要求確定各段軸徑，經(jīng)驗值 通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、

14、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強度條件對軸進行強度校核計算。以求得，因而可按彎扭合成強度條件對軸進行強度校核計算。對于鋼制的軸，按第三強度理論，強度條件為對于鋼制的軸，按第三強度理論，強度條件為 beedTMdTMWM1 . 0)(321)(1322322設(shè)計公式：設(shè)計公式：beMd1.013（mmmm）ee為當(dāng)量應(yīng)力，為當(dāng)量應(yīng)力，MpaMpa。 d d為軸的直徑，為軸的直徑，mm; mm; 22)( TMMe為當(dāng)量彎矩；為當(dāng)量彎矩；M M為危險截面的合成彎矩；為

15、危險截面的合成彎矩；22VHMMMM MH H為水平面上的彎矩；為水平面上的彎矩；M MV V為垂直面上的彎矩；為垂直面上的彎矩； 為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)W W為軸危險截面抗彎截面系數(shù)；為軸危險截面抗彎截面系數(shù)；二、按彎扭合成強度條件計算二、按彎扭合成強度條件計算彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對稱循環(huán)變應(yīng)力轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對稱循環(huán)變應(yīng)力 與扭矩變化情況有關(guān)與扭矩變化情況有關(guān) 111bb 扭矩對稱循環(huán)變化扭矩對稱循環(huán)變化 = =6 . 001bb扭矩脈動循環(huán)變化

16、扭矩脈動循環(huán)變化3 . 011bb不變的扭矩不變的扭矩b1b0b1分別為對稱循環(huán)、脈動循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。分別為對稱循環(huán)、脈動循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。對于重要的軸，還要考慮影響疲勞強度的一些因素而作精確驗對于重要的軸，還要考慮影響疲勞強度的一些因素而作精確驗 算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。三、軸的剛度計算概念三、軸的剛度計算概念軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C器應(yīng)有的工作限度，就會影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C器應(yīng)有的工作性能

17、。軸的彎曲剛度是以撓度性能。軸的彎曲剛度是以撓度y y或偏轉(zhuǎn)角或偏轉(zhuǎn)角以及扭轉(zhuǎn)角以及扭轉(zhuǎn)角來度量，來度量，其校核公式為：其校核公式為：yy; ; yy; ; 。式中：式中：yy、 、 分別為軸的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許分別為軸的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角用扭轉(zhuǎn)角 四、軸的設(shè)計步驟：四、軸的設(shè)計步驟：設(shè)計軸的一般步驟為：設(shè)計軸的一般步驟為：（1 1）選擇軸的材料）選擇軸的材料 根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟性，選擇合適的根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟性，選擇合適的材料和熱處理工藝。材料和熱處理工藝。（2 2）初步確定軸的直徑）初步確定軸的直徑 按扭轉(zhuǎn)強度計算公式，計算出軸的最細(xì)部分的直

18、徑按扭轉(zhuǎn)強度計算公式，計算出軸的最細(xì)部分的直徑。（3 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 要求：要求：軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；軸上零件裝拆、調(diào)整方便；軸上零件裝拆、調(diào)整方便；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。盡量避免應(yīng)力集盡量避免應(yīng)力集中；根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)特點，首先要預(yù)定出主要零件的裝配方向、順序和相互中；根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)特點，首先要預(yù)定出主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，它是軸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，擬定裝配方案，應(yīng)先考慮幾個方案，進行分關(guān)系，它是軸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，擬定裝配方案，應(yīng)先考慮幾個方案，進行分析比較后再選優(yōu)

19、。析比較后再選優(yōu)。原則：原則：1 1）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理；）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理；2 2）裝配越簡單越合理。）裝配越簡單越合理。（4 4）軸的強度設(shè)計）軸的強度設(shè)計1 1、作軸的空間受力簡圖（將分布看成集中力，）軸的支承看成簡支梁，支點、作軸的空間受力簡圖（將分布看成集中力，）軸的支承看成簡支梁，支點作用于軸承中點，將力分解為水平分力和垂直分力作用于軸承中點，將力分解為水平分力和垂直分力2 2、求水平面支反力、求水平面支反力R RH1H1、R RH2H2作水平內(nèi)彎矩圖作水平內(nèi)彎矩圖3 3、求垂直平面內(nèi)支反力、求垂直平面內(nèi)支反力R RV1V1、R RV2V2，作垂直平面內(nèi)的彎矩圖，作垂直平面內(nèi)

20、的彎矩圖4 4、作合成彎矩圖、作合成彎矩圖22VHMMM5 5、作扭矩圖、作扭矩圖T6 6、作當(dāng)量彎矩圖、作當(dāng)量彎矩圖22)( TMMca為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)7 7、校核軸的強度、校核軸的強度M Mcamaxcamax 處；處；M Mcaca較大，軸徑較大，軸徑d d較小處。較小處。8 8、校核軸的剛度、校核軸的剛度 yy; ; yy; ; 。（需要剛度計算的軸類零件要進行剛度計算）（需要剛度計算的軸類零件要進行剛度計算）如果計算所得如果計算所得d d大于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計大于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計d d結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)重新設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)。，則應(yīng)重新設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)。bee

21、dTMWM1 . 0)(1322條件：已知支點、扭距，彎矩條件：已知支點、扭距，彎矩 步驟：步驟： 1、作軸的空間受力簡圖、作軸的空間受力簡圖2、求水平面支反力、求水平面支反力RH1、RH2作水平面彎矩圖作水平面彎矩圖 3、求垂直平面內(nèi)支反力、求垂直平面內(nèi)支反力RV1、RV2，作垂直平面內(nèi)的彎矩圖，作垂直平面內(nèi)的彎矩圖 4、作合成彎矩圖、作合成彎矩圖 22VHMMM5、作扭矩圖、作扭矩圖 6、作當(dāng)量彎矩圖、作當(dāng)量彎矩圖 22)( TMMe為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù) 7、校核、校核 危險截面軸的強度危險截面軸的強度bcaeeedMdMWM1.03211333

22、11.0beMd設(shè)計公式設(shè)計公式 例例13.1 13.1 圖示為一電動機通過一級直齒圓柱齒輪減圖示為一電動機通過一級直齒圓柱齒輪減速器帶動帶傳動的簡圖。已知電動機功率為速器帶動帶傳動的簡圖。已知電動機功率為30KW,30KW,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n=970r/min,n=970r/min,減速器效率為減速器效率為0.920.92，傳動比，傳動比i=4,i=4,單向傳動，從動齒輪分度圓直徑單向傳動，從動齒輪分度圓直徑d d2 2=410mm,=410mm,輪輪轂長度轂長度105mm,105mm,采用深溝球軸承。試設(shè)計從動齒輪采用深溝球軸承。試設(shè)計從動齒輪軸的結(jié)構(gòu)和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)和尺寸。 單級齒輪減速器簡圖

23、單級齒輪減速器簡圖解：（解：（1 1）求輸出軸的轉(zhuǎn)速與輸出功率。）求輸出軸的轉(zhuǎn)速與輸出功率。 n n2 2=n=n1 1/i=970/4=242.5r/min/i=970/4=242.5r/min P P2 2=0.92=0.92* *P P1 1=0.92=0.92* *30=27.6KW30=27.6KW （2 2）選擇軸的材料和熱處理方法。）選擇軸的材料和熱處理方法。 軸采用軸采用4545鋼正火處理。查表鋼正火處理。查表b b=600MP=600MPa a。 （3 3）估算軸的最小直徑）估算軸的最小直徑 (4) (4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制結(jié)構(gòu)草圖軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制結(jié)構(gòu)草圖(5)(5)按彎、

24、扭組合作用驗算軸的強度按彎、扭組合作用驗算軸的強度(6)(6)鍵槽設(shè)計及其公差鍵槽設(shè)計及其公差(7)(7)確定軸的各處倒角、圓角，公差確定軸的各處倒角、圓角，公差(8)(8)繪制軸的工作圖繪制軸的工作圖軸轂聯(lián)接：實現(xiàn)軸和軸上零件周向固定的聯(lián)接軸轂聯(lián)接：實現(xiàn)軸和軸上零件周向固定的聯(lián)接鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與擺動零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運動成扭矩，擺動零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運動成扭矩，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導(dǎo)向裝置。而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導(dǎo)向裝置。 1 1、平鍵、平鍵 平鍵的兩

25、側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故定上、下表面為非工作面。工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故定心性較好。心性較好。 普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合較緊，屬靜聯(lián)接。較緊，屬靜聯(lián)接。導(dǎo)向平鍵和滑鍵與輪轂的鍵槽導(dǎo)向平鍵和滑鍵與輪轂的鍵槽配合較松，屬動聯(lián)接。配合較松，屬動聯(lián)接。 根據(jù)用途，平鍵又可分為根據(jù)用途，平鍵又可分為 普通平鍵普通平鍵 導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵 滑鍵滑鍵軸上鍵槽可用指狀銑刀或盤狀銑刀加工，軸上鍵槽可用指狀銑刀或盤狀

26、銑刀加工，輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。一、鍵聯(lián)接的類型特點和應(yīng)用一、鍵聯(lián)接的類型特點和應(yīng)用 平鍵聯(lián)接的標(biāo)準(zhǔn)、尺寸和公差平鍵聯(lián)接的標(biāo)準(zhǔn)、尺寸和公差 注：注：1 1、表中的基本尺寸系原標(biāo)準(zhǔn)中的公稱尺寸。、表中的基本尺寸系原標(biāo)準(zhǔn)中的公稱尺寸。 2 2、（、（d-td-t）和（）和（d+td+t）兩組組合尺寸的偏差按相應(yīng)的）兩組組合尺寸的偏差按相應(yīng)的t t和和t1t1偏差選取，但（偏差選取，但（d-td-t）偏差應(yīng)取負(fù)號；）偏差應(yīng)取負(fù)號； 3 3、鍵的長度系列：、鍵的長度系列：6 6、8 8、1010、1212、1414、1515、1818、2020、2222、2525、2

27、828、3232、3636、4040、4545、5151、5656、6363、7070、8080、9090、100100、 110 110、125125、140140、160160、180180、200200、220220、250250、320320、360mm360mm。 4 4、普通平鍵標(biāo)記示例：平頭普通平鍵（、普通平鍵標(biāo)記示例：平頭普通平鍵（B B型）型）b=18mm,h=11mm,L=100mm,b=18mm,h=11mm,L=100mm,標(biāo)記：鍵標(biāo)記：鍵B18B18100 GB1096-79100 GB1096-79。A A型的型的A A可可省去不寫。省去不寫。2 2半圓鍵聯(lián)接半圓鍵

28、聯(lián)接 鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動，上的鍵槽中繞其圓心擺動， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端漁輪故的聯(lián)接。斜度，安裝方便。常用與錐形軸端漁輪故的聯(lián)接。4 4切向鍵切向鍵由兩個斜度為由兩個斜度為1:1001:100的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120120130130角的兩個鍵。角的兩個鍵。詳細(xì)說明詳細(xì)說明楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上

29、表面與鍵槽底面均有為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100 1:100 的斜度。工作時，鍵的上下兩工作的斜度。工作時，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。3 3楔鍵楔鍵聯(lián)接聯(lián)接詳細(xì)說明詳細(xì)說明詳細(xì)說明詳細(xì)說明1.1.尺寸選擇：尺寸選擇：1)1)根據(jù)鍵聯(lián)接的工作要求和使用特點，選擇平鍵的類型根據(jù)鍵聯(lián)接的工作要求和使用特點，選擇平鍵的類型2)2)按照軸的公稱直徑按照軸的公稱直徑d d，從國家標(biāo)準(zhǔn)中選擇平鍵的尺寸，從國家標(biāo)準(zhǔn)中選擇平鍵的尺寸bXhbXh3)3)根據(jù)輪轂長度選擇鍵長根據(jù)輪轂長度選擇鍵

30、長L:L:鍵的長度鍵的長度L L應(yīng)略小于輪轂的長度應(yīng)略小于輪轂的長度B B，L=B-(510)mmL=B-(510)mm。鍵長。鍵長L L應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)長度系列應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)長度系列二二. .平鍵聯(lián)接的選擇和計算平鍵聯(lián)接的選擇和計算2.2.強度計算：強度計算：1)1)失效形式：鍵與被聯(lián)接件較弱工作面被壓潰（一般沒有剪切）失效形式：鍵與被聯(lián)接件較弱工作面被壓潰（一般沒有剪切） 磨損（動聯(lián)接）磨損（動聯(lián)接）2)2)強度計算強度計算擠壓強度條件：擠壓強度條件：PPhldThldTAF42/2 pdhlTp4耐磨性計算：耐磨性計算：l:l:鍵的工作長度：鍵的工作長度：A A型型 B B型型 C C型型 T-T

31、-軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩（軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.mmN.mm） d-d-軸的直徑軸的直徑(mm)(mm)h-h-鍵的高度鍵的高度 - -鍵、軸和輪轂中擠壓強度最低的材料的許用應(yīng)力鍵、軸和輪轂中擠壓強度最低的材料的許用應(yīng)力如果計算鍵的強度不夠，在結(jié)構(gòu)允許的條件下，可適當(dāng)增加輪轂和鍵的長度如果計算鍵的強度不夠，在結(jié)構(gòu)允許的條件下，可適當(dāng)增加輪轂和鍵的長度或間隔布置或間隔布置180180兩個鍵?？紤]到兩個鍵的載荷分配不均勻性，在驗算鍵的兩個鍵?？紤]到兩個鍵的載荷分配不均勻性，在驗算鍵的強度時只按強度時只按1 15 5個鍵計算。個鍵計算。P例例 選擇如圖所示的減速器輸出軸與齒輪間的平鍵聯(lián)接。已知傳遞選擇如圖所示的減速器輸出軸與齒輪間的平鍵聯(lián)接。已知傳遞的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩=600N.m=600N.m，齒輪材料為鑄鋼，齒輪材料為鑄鋼， 載荷有輕微沖擊。載荷有輕微沖擊。 解：（解：（1 1）尺寸選擇。由軸徑）尺寸選擇。由軸徑d=75mmd=75mm及輪轂寬度及輪轂寬度80mm