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1、第四章键和花键联接4-1 键联接轴毂联接：轴与轮状零件的轮毂的联接。作用：实现轴与轮毂之间的周向固定以传递扭矩，有的还能实现轴向固定或轴向导向移动。一键联接分类和构造键是标准件，属可拆联接。实现轴轮毂轴向联接和周向联接，传递运动和动力。设计时，根据轴的结构和传力大小确定轴径d选择键的尺寸(b*h,L) 、键数等。根据受力状态，键联接分为松键联接和紧键联接。1松键联接1）平键联接平键联接分为普通平键联接、薄型平键联接、导向平键联接和滑键联接。普通平键联接和薄型平键联接属于静联接，导向平键联接和滑键联接属于动联接。（1）普通平键联接特点：结构简单、装拆方便、对中性好，应用广泛。但不能承受轴向力，对
2、轴上零件不能起轴向固定作用。普通平键两侧面是工作面，工作时，靠键与键槽侧面的挤压传递扭矩。键的上表面与轮毂上键槽底面间留有间隙。(a)普通平键按构造可分为圆头平键（A 型） 、方头平键（ B 型） 、半圆头平键（C 型） 。A 型平键轴上键槽用指状铣刀加工，键在键槽中固定良好，但键的头部侧面与轮毂键槽不接触，所以圆头部分不能充分利用，且轴上键槽端部应力集中较大。B 型平键轴上键槽用盘型铣刀加工，轴上键槽端部应力集中小，键长充分利用。但对大尺寸键，宜用紧定螺钉固定在轴上键槽中以防松动。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
3、 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - C 型键用于轴端与轮状零件的联接。平键联接对中性好，适用于高速、 要求传动精度高的场合。（b）选择：由轴径d-b*h 键长略小于轮毂长L=（1.52）d，L 应符合标准中规定的长度系列。（c）强度计算受力：键侧面受挤压，a-a截面受剪切。失效：键和轴与轮毂上的键槽三者中最弱的工作面压溃。所以对采用常见材料组合和按标准选取的平键联接，只按工作面上的挤压应力进行条件性强度计算。计算时，假定载荷沿键的两侧工作面均匀分布，将挤压力看成均匀力，集中力N 的作用位置近似于d/2。强度条件为)(10*2.
4、23MPadklTlkdTpp或 键 联 接 所 能传 递 的 扭矩T为：mmNdklTp.2式中： k-键与轮毂键槽的接触高度。k=h-t 0.5h h-键高， mm。d-轴径， mm。l -键工作长度， mm。A:l=L-b B:l=L C:l=L-b/2 L- 键的公称长度，mm。b-键宽， mm。p-许用挤压应力，MPa，表（ 6-1） 。计算后若发现键的余量很大，可减小L 或选较小尺寸的键。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - -
5、- - - - - 若发现强度不足：若轮毂可加长，增加L；若允许键的尺寸加大，增大键的尺寸；并非增大L- 增大传力，由于误差，当dl25.2时，再增大L，并不能增大承载能力。dl8. 16 .1max若用单键不足， 可用双键 180 布置或三键120 布置。这样布置， 制造方便， 对受力有利，对中性好。计算时，二键、三键因受力不均，每键只75%承受载荷。平键联接标注示例：A 型，b=16mm,h=10mm,L=100mm 键 16*100 GB109679 B 型键 B 16*100 GB109679 C 型键 C 16*100 GB109679 （2）薄型平键薄型平键与普通平键的区别是：键高
6、是普通平键的6070%，也分 A、B、C 型，但传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。当被联接零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时，须用导向平键或滑键组成动联接。（3）导向平键导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上传动零件可沿键作轴向滑移。若零件滑移距离较大时，所需导向平键长度过大，制造困难，宜用滑键。型号：A、B 型，适用与移动距离不大的场合。（4）滑键滑键固定在轮毂上，轴上零件带动键在轴上的键槽中作轴向滑移，适用与移动距离较大的场合。轴上需铣出较长的键槽。导向平键、滑键受力同普通平键。失效形式为：键、轴与轮毂上键槽三者中较弱零件工作面的磨损失
7、效。强度计算：MPapkldTp210*3p-许用压强，表6-1。2)半圆键铣刀直径名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，所以键在键槽中能绕其几何中心摆动以适应轮毂中键槽斜度，工作时靠其侧面传递扭矩T。优点：工艺性好，装配方便，尤其适用与锥形轴与轮毂的联接。缺点：轴上键槽较深，对轴强度削弱较大，一般只用于轻载联接中。强度条件：MPadklTpp310*2式中： k-半圆键与
8、轮毂键槽的接触高度，根据键的尺寸从标准中查取。l=L 标记示例：半圆键b=6mm,h=10mm,d1=25mm 键 6*10*25 GB1099-79 二紧键联接2楔键楔键分为普通楔键和钩头楔键。普通楔键有圆头、平头和半圆头三种型式。楔键上下两面是工作面，键上表面和与它相配合的轮毂键槽底面均有1：100 的斜度。装配时，圆头楔键先放入键槽，后打紧轮毂。方头、半圆头及钩头楔键在轮毂装到适当位置后才将键打紧。半圆头楔键多用于轴端与轮毂的联接。装配后，键即楔紧在轴和轮毂的键槽里。工作时，靠键的楔紧作用来传递扭矩，同时还可以承受单向的轴向载荷，对轮毂起单向的轴向固定作用。但楔紧时， 破坏了轴与轮毂的对
9、中性，产生偏心。所以不宜用于对中要求严格或高速、精密的配合，只适用与对中性要求不高，低速、轻载、载荷平稳的场合。为便于拆卸， 楔键最好用于轴端。 若用于轴中部又不能先装键时，轴上键槽至少应为2L。钩头楔键拆卸较方便，但注意加安全罩。失效：相互楔紧的工作面被压溃。所以应校核各工作面的抗挤压强度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 强度计算：MPafdbblTpp610*1234-2 花键联接花键联接由外花键和内花键组成
10、。一、花键联接优缺点1优点：因为在轴上和轮毂孔上直接而匀称地制出较多的齿与槽，故联接受力较均匀；（2）因槽较浅，齿根处应力集中较小，轴与毂强度削弱较少；（3）齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大载荷；（5）轴上零件与轴的对中性好；（6）导向性好；（7）可用磨削的方法提高加工精度及联接质量。2缺点：（1）齿根仍有应力集中；（2）需用专门机床加工，成本较高。花键联接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接。花键已标准化，花键联接的齿数、尺寸、配合等均应按标准选取。二 花键联接的类型、特点和应用花键联接可用于静联接或动联接。按齿形不同， 分为矩形花键和渐开线花键，均已标准化。1矩形花键按齿高
11、不同，矩形花键的齿形尺寸在标准中规定了两个系列：轻系列承载能力小，多用于静联接或轻载联接；中系列用于中等载荷的静联接或仅在空载下移动的动联接。矩形花键以小径定心，即外花键和内花键的小径为配合面。特点：定心精度高，对中稳定，能用磨削方法消除热处理引起的变形。应用广泛。矩形花键规格：N*d*D*B，例： 6*23*26*6 GB1144-87 花键付：10116*111026*7723*6dHaHfH内花键：116*1026*723*6HHH外花键： 6*23f7*26a11*6d10 GB1144-87 2.渐开线花键渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角有300和 450两种。渐开线花键可用加
12、工齿轮的方法加工，工艺性好，制造精度高，花键齿根应力集中小，L工作长度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 强度高，易定心。渐开线花键由齿形自动定心。适用于载荷大、对中性要求高、轴径大时。渐开线花键与直齿的区别：分度圆压力角：300和 450； （2）齿顶高0.5m 、 0.4m ； （3）不发生根切的最少齿数可达4个。参数：齿数z（1150） ；模数m（0.2510） ；分度圆压力角300、450；工作齿高h=m,h
13、=0.8m；齿侧间隙：用齿厚公差控制。标注：规定： （ 1）内花键 INT ，外花键 EXT ，花键付 INT/EXT ； （2）齿数 z（前加数字），模数 m（前加数字），300压力角：平齿根30P，圆齿根 30R，450圆齿根 45；精度等级：4、5、6、7； （3）配合类别： 内花键 H，外花键： k、js、h、f、e、d；标准 : GB3478.1-83 标注： z=24，m=25，300圆齿根，公差等级5 级，配合H/h。花键付： INT/EXT 24z*2.5m*30R*5H/5h GB3478.1-83 内花键： INT 24z*2.5m*30R*5H GB3478.1-83 外
14、花键： EXT 24z*2.5m*30R*5h GB3478.1-83 压力角为450的渐开线花键 ,齿形钝而短 ,对联接件的削弱小,但齿的工作面高度小,故承载能力低 ,用于载荷轻直径较小的静联接,特别适用于薄壁零件的轴毂联接。三花键联接强度计算设计时，选定花键类型和尺寸-强度校核。失效：工作面的压溃（静联接）或工作面的过度磨损（动联接）。因此，键联接按工作面上的挤压应力进行强度计算；动联接按工作面上的压强进行条件性的计算。计算时，假定载荷在键的工作面上均匀分布，各齿面上压力的合力N 作用在平均直径处，并引入系数来考虑实际载荷在各花键齿处分配不均的影响。强度条件为：静联接M P azh l d
15、Tpmp310*2动联接M P apzh l dTpm310*2式中： - 载荷分布不均系数，一般 =0.7-0.8 ，齿数多时取偏小值； z-花键的齿数； l-齿的工作长度， 。 h-花键齿侧面的工作高度，矩形花键：CdDh22，D 为外花键大径，为内花键的小径，C为倒角尺寸；渐开线花键：=300，h=m, =450，h=0.8m,m 为模数； dm -花键的平均直径，矩形花键：;2dDdm渐开线花键：dm= df, df为分度圆直径， mm 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -