《機(jī)械基礎(chǔ)》課件 學(xué)習(xí)情境三 軸轂連接

學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握鍵連接的類型及其應(yīng)用；熟悉銷連接的類型及應(yīng)用了解其它連接方式。學(xué)習(xí)情境三軸轂連接DAYINTEMPLATE導(dǎo)入

如圖1所示，齒輪通過平鍵與軸連接來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞；圖2所示，套筒聯(lián)軸器通過銷連接實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)零件間的軸向固定和周向固定，并可以承受較小的載荷。鍵連接與銷連接分別有哪些類型和應(yīng)用？齒輪軸平鍵圖1鍵連接

圓柱銷從動(dòng)軸套筒主動(dòng)軸圖2銷連接

一、鍵連接基本知識(shí)

軸和軸上零件在圓周方向上形成的連接稱為軸轂連接。其功能是使軸與軸上零件作周向定位和固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩。對(duì)軸上零部件進(jìn)行周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩。有的鍵還可起軸向固定或軸向滑動(dòng)的作用。作用：（一）鍵連接的類型

松鍵聯(lián)接

緊鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）（動(dòng)聯(lián)接）（靜聯(lián)接）（靜聯(lián)接，單向軸向固定）普通平鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵花鍵半圓鍵--楔鍵和切向鍵（靜聯(lián)接）普通平鍵單圓頭(C型)圓頭(A型)方頭(B型)用指狀銑刀加工，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。用于軸的中部。用盤銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。用于軸的端部普通平鍵應(yīng)用最廣。A型B型C型用于軸的中部或端部。導(dǎo)向平鍵：鍵固定于軸上,滑移距離小?；I：鍵固定于輪轂上,滑移距離大設(shè)計(jì)：孟瑩設(shè)計(jì)：孟瑩設(shè)計(jì)：孟瑩三、花鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沿周向均布多個(gè)鍵齒。齒側(cè)為工作面。優(yōu)點(diǎn)：承載能力高、對(duì)軸的削弱程度小、定心好、導(dǎo)向性好。類型：矩形花鍵、鍵開線花鍵、三角形花鍵。制造容易最常用用于高強(qiáng)度聯(lián)接用于薄壁零件聯(lián)接鍵為半圓板,鍵兩側(cè)與鍵槽配合,鍵上端面與輪轂鍵槽底面有間隙,鍵在軸上鍵槽中能繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)。與平鍵連接相同。鍵剪斷,工作面壓潰。便于安裝,對(duì)中好,用于錐形軸端,但對(duì)軸削弱大。承載能力不夠時(shí)用,沿同一母線布置結(jié)構(gòu):┌鍵：用圓鋼切制或沖壓后磨削└鍵槽:盤狀銑刀加工構(gòu)造與加工:失效形式:特點(diǎn):采用雙鍵：工作原理:設(shè)計(jì)孟瑩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂槽的底面也有1:100的斜度。缺點(diǎn)：定心精度不高。應(yīng)用：只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)接。工作面ddd類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。拆卸空間120?~130?在重型機(jī)械中常采用切向鍵----一對(duì)楔鍵組成。裝配時(shí)將兩楔鍵楔緊，鍵的窄面是工作面，所產(chǎn)生的壓力沿切向方向分布，當(dāng)雙向傳遞扭矩時(shí)，需要兩對(duì)切向鍵分布成120~130?。鉤頭是用來拆卸用的（二）普通平鍵連接的設(shè)計(jì)1.普通平鍵連接的標(biāo)記與尺寸選擇鍵5×5×20鍵B5×5×20鍵C5×5×20b=5mm,h=5mmL=20mmb=5mm,h=5mmL=20mmb=5mm,h=5mmL=20mm（二）普通平鍵連接的設(shè)計(jì)1.普通平鍵連接的標(biāo)記與尺寸選擇

(工作要求)鍵的類型→按軸徑d選鍵的b×h→選鍵長(zhǎng)L(標(biāo)準(zhǔn);短于軸的長(zhǎng)度5~10mm)

普通平鍵和普通楔鍵的主要尺寸軸的直徑d6～88～1010～1212～1717～2222～3030～3838～44鍵的尺寸b×h2×23×34×45×56×68×710×812×8軸的直徑d44～5050～5858～6565～7575～8585～9595～110

鍵的尺寸b×h14×916×1018×1120×1222×1425×1428×16

鍵的長(zhǎng)度系列L6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，18，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，…

2.平鍵連接的強(qiáng)度校核（1）平鍵連接的失效形式①對(duì)于靜連接，一般是鍵、軸或輪轂中較弱的零件的工作面被壓潰；②對(duì)于動(dòng)連接，一般是鍵、軸或輪轂中較弱的零件的工作面的磨損。兩種失效形式：→壓潰→擠壓強(qiáng)度靜聯(lián)接→磨損→壓強(qiáng)動(dòng)聯(lián)接圓頭:

l=L-b平頭:

l=L單圓頭:

l=L-b/2［σ］，［P］——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力和許用壓力（MPa）T——傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·mm;k——鍵與輪轂的接觸高度，mm;許用擠壓應(yīng)力及許用壓力連接工作方式被連接零件材料不同載荷性質(zhì)的許用值靜載輕微沖擊沖擊許用擠壓應(yīng)力［σ］靜連接鋼125～150100～12060～90鑄鐵70～8050～6030～45許用壓力［P］動(dòng)連接鋼504030

鍵的許用壓力

如果驗(yàn)算結(jié)果強(qiáng)度不夠，可適當(dāng)增加鍵和輪轂的長(zhǎng)度，但鍵的長(zhǎng)度一般不超過2.25d，或采用雙鍵，兩平鍵應(yīng)間隔180°布置，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵連接的強(qiáng)度是按1.5個(gè)鍵計(jì)算的。例題

在一減速器中，一個(gè)7級(jí)精度的直齒圓柱齒輪安裝在軸徑為60mm的軸上，齒輪與軸的材料都為鍛鋼，齒輪輪轂寬85mm。連接傳遞的轉(zhuǎn)矩為1.6×106N·mm，載荷有輕微沖擊。試設(shè)計(jì)此鍵連接。解：（1）選擇鍵的類型、型號(hào)及材料

因?yàn)辇X輪是7級(jí)精度，因此有一定的定心要求，可選用平鍵連接，故選用普通平鍵。齒輪不在軸端，選用定位好的A型普通平鍵，取鍵的材料為45鋼。

據(jù)安裝齒輪處軸徑d=60mm，由表6.1中可查得，鍵寬b=18mm，高度h=11mm，基于鍵長(zhǎng)略小于輪轂寬度的原則，在鍵長(zhǎng)系列值中選取鍵長(zhǎng)L=80mm。（2）校核鍵連接的強(qiáng)度鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=80-18=62mm接觸高度k=0.5h=0.5×11=5.5mm查表取許用應(yīng)力［σ］=110MPa，由式可得所以，鍵連接滿足擠壓強(qiáng)度條件。鍵18×11×80GB/T1096-2003二、

銷連接

（一）按用途分定位銷連接銷安全銷

銷的主要作用為機(jī)械零件定位、接合、傳動(dòng)、封閉等。（二）按現(xiàn)狀分銷根據(jù)形狀不同，常用的銷可分為圓柱銷、圓錐銷和開口銷等三大類類型圖例標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)應(yīng)用圓柱銷普通圓柱銷GB/T119.1～119.2—2000銷孔精度較高，需要鉸制，多次裝卸會(huì)降低定位精度和連接緊固性，只能傳遞不大的載荷主要用于定位，也可用于連接螺紋圓柱銷GB/T878—2007由于定位精度要求不高、經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合內(nèi)螺紋圓柱銷GB/T120.2—2000多用于不通孔間的定位彈性圓柱銷

GB/T879.1—2000多用于存在沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合，可代替部分圓柱銷、圓錐銷等圓錐銷普通圓錐銷GB/T117—2000有1：50的錐度，便于安裝；定位精度比圓柱銷高，橫向受力時(shí)能自鎖，銷孔需鉸制主要由于定位，也可用于固定零件或者傳遞動(dòng)力內(nèi)螺紋圓錐銷GB/T118—2000用于帶不通孔的連接件開口銷GB/T

91—2000工作可靠，拆卸方便用于鎖定其他固定件，需于槽型螺母配合使用