第六章 鍵聯(lián)接

1、 第六章第六章 鍵、花鍵與銷聯(lián)接鍵、花鍵與銷聯(lián)接 61 61 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接 62 62 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接63 63 銷聯(lián)接銷聯(lián)接6 61 1 鍵聯(lián)接鍵聯(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。 一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造 主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵1 1、平鍵、平鍵 1 1）普通平鍵

2、）普通平鍵用途：用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動用途：用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動 兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩；兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩； 軸上的槽用盤銑刀或指狀銑刀加工；軸上的槽用盤銑刀或指狀銑刀加工； 輪轂槽用拉刀或插刀加工。輪轂槽用拉刀或插刀加工。 構(gòu)構(gòu)造造指狀銑刀銑鍵槽圓盤銑刀銑鍵槽工作面普通平鍵：鍵頂上面與轂不接觸有間隙，普通平鍵：鍵頂上面與轂不接觸有間隙，兩側(cè)面為工作面兩側(cè)面為工作面 圓圓 頭頭 A A型型（常用）（常用） 方方 頭頭 B B型型（常用螺釘固定）（常用螺釘固定） 半圓頭半圓頭C C型型（端銑刀加工，用于軸

3、端（端銑刀加工，用于軸端與輪轂聯(lián)接）與輪轂聯(lián)接） 2 2）薄型平鍵）薄型平鍵鍵高約為普通平鍵的鍵高約為普通平鍵的60%70%60%70%：圓頭、方：圓頭、方頭、單圓頭頭、單圓頭，用于薄臂結(jié)構(gòu)、空心軸等徑用于薄臂結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的聯(lián)接向尺寸受限制的聯(lián)接 3 3）導(dǎo)向平鍵與滑鍵）導(dǎo)向平鍵與滑鍵用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對軸向移動的聯(lián)接對軸向移動的聯(lián)接 滑鍵滑鍵鍵隨輪轂移動鍵隨輪轂移動導(dǎo)向鍵導(dǎo)向鍵鍵不動，輪轂軸向移動鍵不動，輪轂軸向移動特點：裝拆方便，對零件對中性無影響，容易制造，作用可靠，特點：裝拆方便，對零件對中性無影響，容易制造，作用可靠，多用于高

4、精度聯(lián)接。但只能圓周固定，不能承受軸向力多用于高精度聯(lián)接。但只能圓周固定，不能承受軸向力 2 2、半圓鍵、半圓鍵 軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中繞幾何軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中繞幾何中心擺動，鍵的側(cè)面為工作面，工作時靠其側(cè)面的擠壓來傳遞中心擺動，鍵的側(cè)面為工作面，工作時靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。扭矩。 d特點：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接特點：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接缺點：軸槽對軸的強(qiáng)度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。缺點：軸槽對軸的強(qiáng)度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。 普通楔鍵：上、下面為工作表面，有普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1

5、1：100100斜度（側(cè)面有斜度（側(cè)面有間隙），工作時打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并間隙），工作時打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力可傳遞小部分單向軸向力特點：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差，力特點：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易松動。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應(yīng)比松動。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長鍵長2 2倍才能裝入。且要罩安全罩。倍才能裝入。且要罩安全罩。 1:100工作面1:1003 3、楔鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接 普通楔鍵勾頭楔鍵楔鍵聯(lián)接兩個斜

6、度為兩個斜度為1 1：100100的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打入）布置在圓周的切向入）布置在圓周的切向工作原理：靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞扭矩工作原理：靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞扭矩 4 4、切向鍵、切向鍵工作面二、平鍵聯(lián)接的尺寸選擇二、平鍵聯(lián)接的尺寸選擇( (表表6 62)2)類型的選擇：類型的選擇：尺寸的選擇：尺寸的選擇： 按照軸徑按照軸徑d d選擇鍵的結(jié)構(gòu)尺寸。選擇鍵的結(jié)構(gòu)尺寸。尺寸：尺寸： b bh hL L 截面尺寸：截面尺寸：bh 長度尺寸：長度尺寸：L=L=（1.51.51.81.8）d d（不可過長或過短）（不可過長或過短） L=

7、BL=B轂轂- -（5 51010）標(biāo)記：鍵標(biāo)記：鍵b bL GB1096-79L GB1096-79三、鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核三、鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 失效形式：壓潰（靜聯(lián)接失效形式：壓潰（靜聯(lián)接鍵、軸、轂中較弱者）鍵、軸、轂中較弱者） 磨損（動聯(lián)接）磨損（動聯(lián)接） 鍵的剪斷（較少）鍵的剪斷（較少） 1 1、平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核、平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 a) a) 強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件： 2000/10002PdPkldTlkTlkN 允許傳遞的扭矩：允許傳遞的扭矩： 21PkldT TT扭矩（扭矩（NmmNmm）k k工作高度工作高度 k k=h/2 =h/2 dd軸徑（軸徑（mmmm） l l工作長度工作

8、長度 A A型鍵：型鍵：l l=L-b B=L-b B型鍵：型鍵：l l=L C=L C型鍵：型鍵：l l=L-b/2 =L-b/2 LL公稱長度公稱長度靜聯(lián)接（擠壓強(qiáng)度） b b）剪切強(qiáng)度條件（少見）剪切強(qiáng)度條件（少見） 2000/10002 bldTblTblNd2 2、半圓鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核、半圓鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 2000/10002 bldTblTblNd許用應(yīng)力見表許用應(yīng)力見表6 62 2強(qiáng)度不夠時，措施：強(qiáng)度不夠時，措施：1 1）雙鍵，雙鍵，180180布置（按布置（按1.51.5個鍵計算）個鍵計算） 三鍵，三鍵，120120布置布置 2 2）增大軸徑增大軸徑dd 3 3）增長增長LL，

9、但輪轂長，但輪轂長受力不利受力不利 4 4）改用花鍵改用花鍵 動聯(lián)接（耐磨性計算）動聯(lián)接（耐磨性計算）pkldTp210103 362 62 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接 花鍵聯(lián)接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成花鍵聯(lián)接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成花鍵齒側(cè)面為工作面花鍵齒側(cè)面為工作面適用于動、靜聯(lián)接適用于動、靜聯(lián)接 Dd一、類型、特點和應(yīng)用一、類型、特點和應(yīng)用 1 1、特點：、特點：1 1）齒較多、工作面積大、承載能力較高齒較多、工作面積大、承載能力較高2 2）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻花鍵聯(lián)接3 3）齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強(qiáng)度削弱減少齒槽

10、線、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強(qiáng)度削弱減少4 4）軸上零件對中性好軸上零件對中性好5 5）導(dǎo)向性較好導(dǎo)向性較好6 6）加工需專用設(shè)備、制造成本高加工需專用設(shè)備、制造成本高2 2、花鍵類型、花鍵類型 按齒形分：按齒形分：d 矩形花矩形花鍵鍵 矩形花鍵聯(lián)接按新標(biāo)矩形花鍵聯(lián)接按新標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)徑定心，定心精準(zhǔn)為內(nèi)徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨削配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，應(yīng)消除熱處理后變形，應(yīng)用廣泛。用廣泛。 漸開線花鍵漸開線花鍵30df定心方式為齒形定心，當(dāng)齒定心方式為齒形定心，當(dāng)齒受載時，齒上的徑向力能自受載時，齒上的徑向力能自動定心，有利于各齒均載，動

11、定心，有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用 。三角形花鍵三角形花鍵齒數(shù)較多，齒較小，對軸強(qiáng)度削弱小。適齒數(shù)較多，齒較小，對軸強(qiáng)度削弱小。適于輕載、直徑較小時及軸與薄壁零件的聯(lián)于輕載、直徑較小時及軸與薄壁零件的聯(lián)接接, ,應(yīng)用較少。應(yīng)用較少。 二、花鍵聯(lián)接的設(shè)計計算二、花鍵聯(lián)接的設(shè)計計算 l設(shè)計：選花鍵類型設(shè)計：選花鍵類型按軸徑定花鍵尺寸按軸徑定花鍵尺寸驗算聯(lián)接強(qiáng)度驗算聯(lián)接強(qiáng)度 失效形式：失效形式：鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接）鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接） 磨損（動聯(lián)接）磨損（動聯(lián)接） 齒根剪斷齒根剪斷 hCCdmNdD設(shè)：工作載荷沿鍵的工作長度設(shè)：工作載荷沿鍵的工作長度l l均勻均勻分布。且各齒

12、面上壓力的合力分布。且各齒面上壓力的合力N N作用在平均半徑作用在平均半徑d dm m處，如圖處，如圖 擠壓強(qiáng)度條件：擠壓強(qiáng)度條件： 2000PmPdlhzT 動聯(lián)接（耐磨性條件）：動聯(lián)接（耐磨性條件）： 2000PdlhzTPm TT傳遞扭矩（傳遞扭矩（N.mN.m） ZZ花鍵齒數(shù)花鍵齒數(shù) l l 鍵齒工作長度（鍵齒工作長度（mmmm） d dm m花鍵的平均直徑花鍵的平均直徑載荷分布不均系數(shù)載荷分布不均系數(shù) hh鍵齒側(cè)面工作高度（鍵齒側(cè)面工作高度（mmmm） 見表見表6 63 3P P63 63 銷聯(lián)接銷聯(lián)接 定位銷定位銷主要用于零件間位置定位，左圖，常用作組合加主要用于零件間位置定位，左

13、圖，常用作組合加工和裝配時的主要輔助零件。工和裝配時的主要輔助零件。聯(lián)接銷聯(lián)接銷主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，中圖，可傳遞不主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，中圖，可傳遞不大的載荷大的載荷安全銷安全銷主要用于安全保護(hù)裝置中的過載剪斷元件，如圖主要用于安全保護(hù)裝置中的過載剪斷元件，如圖銷套安全銷圓柱銷圓柱銷 圓錐銷圓錐銷定位銷定位銷連接銷連接銷安全銷安全銷圓柱銷圓柱銷不能多次裝拆（否則定位精度下降）不能多次裝拆（否則定位精度下降）圓錐銷圓錐銷11：5050錐度，可自鎖，定位精度較高，允許多次裝錐度，可自鎖，定位精度較高，允許多次裝拆，且便于拆卸拆，且便于拆卸特殊型式銷特殊型式銷帶螺紋錐銷、開尾錐銷（右圖

14、）、彈性銷、開帶螺紋錐銷、開尾錐銷（右圖）、彈性銷、開口銷、槽銷、等多種形式口銷、槽銷、等多種形式 螺尾圓錐銷螺尾圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷開尾圓錐銷開尾圓錐銷(a)正確(b)不正確開口銷與開槽螺母配用開口銷與開槽螺母配用軸銷連接軸銷連接1.1.定位銷定位銷：不受載荷，不做強(qiáng)度校核，直徑根據(jù)結(jié)構(gòu)確定，不少于：不受載荷，不做強(qiáng)度校核，直徑根據(jù)結(jié)構(gòu)確定，不少于2 2個；個；2.2.連接銷連接銷：根據(jù)工作要求選定，直徑根據(jù)經(jīng)驗確定，必要時按剪切、擠壓進(jìn)：根據(jù)工作要求選定，直徑根據(jù)經(jīng)驗確定，必要時按剪切、擠壓進(jìn) 行強(qiáng)度校核；行強(qiáng)度校核；3.3.安全銷安全銷：過載時剪斷，直徑按過載時被剪斷條件確定。：過載時剪斷，直徑按過載時被剪斷條件確定。銷的選用銷的選用 例題：例題： 有一有一9 9級精度的鑄鐵齒級精度的鑄鐵齒輪，輪轂寬輪，輪轂寬B=90mmB=90mm，軸孔，軸孔直徑直徑d=55mmd=55mm，傳遞扭距，傳遞扭距T=600N.mT=600N.m，載荷平穩(wěn)，試，載荷平穩(wěn)，試選擇此鍵聯(lián)接。選擇此鍵聯(lián)接。 7518.6864105510600423MPaMPadklTpp 鍵鍵161680 GB1096-7980 GB1096-79如果載荷有沖擊則如果載荷有沖擊則 p p= 55MPa= 55MPa，該如何解決？，該如何解決？選平鍵，試選選平鍵，試