机械设计-第五章轴毂连接

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1、机械设计（5）思考与练习销连接花键连接第五章轴毂连接其他轴毂连接键连接键连接11．平键连接§5.1键连接一、键连接及其应用键是一种标准件，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。键的类型：平键、半圆键、楔键、切向键原理：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。特点：结构简单，拆装方便，对中性好，应用广泛。普通平键薄平键导向平键滑键平键的类型：§5.1键连接（1）普通平键用于轴毂间无相对轴向运动的静联接。按端部形状分圆头（A型）、平头（B型）、单圆头（C型）轮毂上的键槽加工方法：可用插

2、刀或拉刀加工。轴上键槽的加工方法指状铣刀加工盘状铣刀加工（2）薄型平键：结构特点：键高约为普通平键的60%~70%。传递转矩较小。分类：分为圆头、平头、单圆头。用途：适用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接。（3）导向平键动联接（4）滑键§5.1键连接导向键——键不动，轮毂轴向移动滑键——键随轮毂移动§5.1键连接2、半圆键半圆键联接缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大。只适用于轻载连接。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。特点：制造简单，工艺性好，拆装方便，对中性好，可自动适应轮毂键槽的斜度。适用于锥形轴与轮毂

3、的联接。§5.1键连接3、楔键连接原理：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，有1：100斜度（侧面有间隙）。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。应用：适用于低速、轻载和对传动精度要求不高的连接。钩头只用于轴端联接，且要装安全罩；如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。普通楔键钩头楔键§5.1键连接4、切向键原理：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平面。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

4、转矩，传递双向转矩必须采用两组切向键。二、键的选择和强度校核1．键的选择b×h根据轴径d由标准中查得，键的长度参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。键的截面尺寸b×h及键长L。2．平键连接的失效和强度校核对于普通平键连接（静连接），其主要失效形式是工作面的压溃，很少会出现键的剪断，故一般只作连接的挤压强度校核。对于导向平键连接和滑键连接，其主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。§5.1键连接(1)类型(2)尺寸根据键连接的结构特点、使用要求、工作条件设键侧面的作用力沿键的工作长度和高度均匀分布，

5、则普通平键的强度条件为:当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180º布置。考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。(双圆头平键)(平头平键)(单圆头平键)导向平键和滑键连接的强度条件为：式中：[sp]、[p]为许用挤压应力与许用压力§5.1键连接§5.1键连接例题：试设计减速器中直齿圆柱齿轮与轴的键连接。已知，装齿轮处的轴直径d=70mm，齿轮的轮毂宽度为100mm，齿轮传递的转矩T=2200N·mm，载荷有轻微的冲击，设计此键连接。解：(1)确定键连接的类型(2)确定键的尺寸(3)校核键的强度(4)键的标准标记选择A型双圆头普通平键

6、连接根据轴的直径d=70mm，查表5-1得b×h=20×12mm；根据齿轮轴毂宽度100mm，查表5-1，取L=90mm。轴和键都选用钢材，其许用挤压应力[σp]=100~120MPa，在此取[σp]=110MPa。此键强度不够，现采用双键连接，相隔180°布置，考虑到两个键的载荷分布不均匀性，键的工作长度为1.5×70=105mm，重新校核强度：键20×90GB/T1096-1977花键连接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成的连接。花键连接是多齿传递载荷，故比平键连接的承载能力高，定心性和导向性好，对轴的削弱小(齿浅、应力集中小)；花键连接一般

7、用于定心精度要求高和载荷较大的地方。花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。§5.2花键连接一、花键的类型与应用工作面：键齿两侧面特点：分类：矩形花键渐开线花键小径定心，定心精度较高；性质简单，加工方便。齿形定心，自动定心；与渐开线齿轮相比，齿高较小，压力角较大。内花键外花键二、花键连接的强度计算失效形式：假定载荷在键的工作面上均匀分布，且压力的合力F作用在平均直径dm处，并引入载荷分配不均匀系数y，则花键连接的强度校核式为：静连接：动连接：上两式中:[σp]、[p]为花键连接的许用挤压应力和许用压力§5.2花键连接工作面过度磨损（动连接）。工作面被压溃（静连接）

8、花键的工作