机械设计 第四章 轴毂连接

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1、机械设计万小利博士、教授2006.02轴毂连接的功能主要是实现轴与轴上零件的周向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。第二章轴毂连接第一节键连接一、键连接的类型、特点和应用平键半圆键楔键切向键类型：工作面A型（圆头）B型（平头）C型（单圆头）1、平键连接类型：3种原理：靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。工作面：两侧面。轴向承载情况：不能承受轴向力(不能轴向固定)。特点：结构简单，拆装方便，对中性好，应用广泛。普通平键用于轴毂间无相对轴向运动的静联接。轴上键槽的加工方法用盘铣刀（B型）应力集中较小用端铣刀（A、C型）应力集中较大薄型平键h较小，适用于空心轴、薄壁轮毂或传递小转

2、矩的场合导向平键与滑键动连接用导向平键与轴固定轴向滑动距离较小滑键与轮毂固定轴向滑动距离较大导向平键滑键2、半圆键连接半园键联接工作面：两侧面。轴向承载情况：不能承受轴向力。特点：制造简单，拆装方便，对中性好，不能承受轴向力。可自动适应轮毂键槽的斜度。缺点是轴上键槽较深，对轴削弱较大。适用与锥形轴端或小转矩场合。原理：靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。3、楔键连接工作面圆头方头钩头原理：靠键与键槽面间及轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。工作面：上下两底面。轴向承载情况：能轴向固定零件，承受单方向的轴向力。特点：结构简单，但对中性差。适用于低速、轻载和对传动精度要求不高的联接。4、切向键连接原理：

3、靠工作面上的挤压力来传递转矩。工作面：两键沿斜面拼接后相互平行的两个窄面。轴向承载情况：能轴向固定零件，承受单方向的轴向力。特点：适用于大载荷，对中要求不严的场合。一组切向键只能传递单向转矩，传递双向转矩必须采用两组切向键。双键布置：平键：周向180°半圆键：轴向同一条直线切向键：周向120～135°强度计算按1.5个键二、键的选择和键连接的强度计算键的材料：键是标准件，一般采用σB≥600MPa的碳钢制造，如45钢。类型选择1.键的选择尺寸选择根据结构，使用特性及工作条件选择按轴径d选取截面尺寸b×h；按被联接件长度选取键长度L2.平键联接的强度计算（1）普通平键和薄型平键（静联接）对按

4、标准选的平键联接，一般不会出现剪断失效，主要失效形式是工作面的压溃，故进行挤压强度校核计算：可能的失效形式工作面压溃或键被剪断。（2）导向平键、滑键（动联接）许用挤压应力[σp]和许用压强[p]查表4-1。失效形式：工作面磨损。故进行耐磨性的条件性计算：A型:l=L－bB型:l=LC型:l=L－b/2l是工作长度3.半圆键联接的强度计算许用切应力[]查表4-1。l为工作长度近似取l≈L。由于键宽b较小，主要失效形式是键被剪断。故进行键的剪切强度校核计算：4.提高键联接强度的措施采用双键（注意合理布置）加长轮毂以增加键长L增大轴径d以增大键截面尺寸b×h第二节花键连接由具有多个周向均布键齿

5、和有相应凹槽的毂孔组成的联接。特点：承载能力高，定心性好，导向性好，强度高；专门加工，成本高。内花键外花键一、花键连接的类型、特点和应用1.矩形花键结构简单，加工方便，加工精度和定心精度高；小径定心。2.渐开线花键齿侧定心，齿形自动定心、强度高，可用齿轮加工方法加工，工艺性好，精度高，适用于载荷大，定心要求高，尺寸较大的场合。三、花键联接的强度设计1.设计内容类型选择2.强度校核工作面：侧面尺寸选择强度校核失效形式：静联接为齿面压溃动联接为齿面磨损按挤压强度或耐磨性计算：——齿间载荷分布不均匀系数，一般取0.7～0.8；h——齿的工作高度，矩形：h=(D-d)/2-2C；渐开线：h=m；

6、dm——平均直径，矩形：dm=(D+d)/2，渐开线：dm=d[p]和[p]查表1－2。静联接动联接第三节销连接一、销的作用定位销联接销安全销用于固定零件之间的相对位置（定位）用于轴毂连接（连接）用于安全装置中的过载剪断元件（安全销）二、销的种类及应用圆锥销圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，经多次拆卸会降低其定位精度和可靠性。具有1:50的锥度，在受横向力时可以自锁。它安装方便，定位精度高，可多次装拆而不影响定位精度。端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的场合开尾圆锥销适用于有冲击、振动的场合小端螺尾销装配后拧紧螺母可防止销松脱槽销弹性圆柱销开口销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽，将槽销打入

7、销孔后，由于材料的弹性使销挤压在销孔中，不易松脱，因而能承受振动和变载荷。用弹簧钢带卷制而成，具有很好的弹性，可以均匀地挤紧在孔中，对配合精度要求不高，可多次装拆。但刚性差，不适于高精度定位用。结构简单，工作可靠，装拆方便。主要用于螺纹联接的防松，还用于轴销端部锁定零件。第四节过盈连接一、工作原理利用过盈配合，配合面间有压力，靠摩擦力传递转矩和轴向力。蜗轮的轮缘与齿圈的过盈连接滚动轴承内孔与轴的过盈连接圆锥面过盈连接二、