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1、会计学1上海理工大学上海理工大学 机械原理与机械零件机械原理与机械零件 键花键花键销和型面联接设计键销和型面联接设计10-1 键 联 接一、键联接的类型、功能及应用一、键联接的类型、功能及应用 键主要用来实现轴和轴上零件之间的键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固周向固定定以以传递转矩传递转矩。有些有些类型的键还可实现轴上零类型的键还可实现轴上零件的件的轴向固定轴向固定或或轴向移动轴向移动。键是键是标准件标准件，分为，分为平键平键、半圆键半圆键、楔键楔键和和切切向键向键等。设计时应根据各类键的结构和应用特等。设计时应根据各类键的结构和应用特点进行选择。点进行选择。第1页/共20页1 1平键平键
2、联接联接 工作面工作面：两侧面。：两侧面。特点特点：定心性较好：定心性较好,装拆方便装拆方便,应用最广。应用最广。类型类型：普通平键普通平键(用于静联接用于静联接)、导向平键导向平键和和滑键滑键(用于动联接用于动联接)。普通平键应用最广。普通平键应用最广。第2页/共20页轴槽轴槽用指形铣刀加工用指形铣刀加工键在槽中固定良好键在槽中固定良好轴上键槽端应力集中较大轴上键槽端应力集中较大轴槽轴槽用盘形铣刀加工用盘形铣刀加工轴的应力集中较小轴的应力集中较小常用于轴端常用于轴端普普通通平平键键有有：型型(圆圆头头)、型型(方方头头)或或 型型(单单圆圆头头)A AB BCC第3页/共20页键较长；为便于
3、装拆，需用螺钉固定在轴槽中，在键上制出起键螺孔。键较长；为便于装拆，需用螺钉固定在轴槽中，在键上制出起键螺孔。能实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。能实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。如如:变速箱的变速箱的滑移齿轮滑移齿轮即可采用导向平键。即可采用导向平键。导向平键导向平键第4页/共20页 滑键固定在轴上零件的轮毂中，并被零件带动在轴上的键槽中滑移，故须铣出长的键槽。滑键固定在轴上零件的轮毂中，并被零件带动在轴上的键槽中滑移，故须铣出长的键槽。滑键滑键 主要用于轴上零件滑移量较大（大于键宽的主要用于轴上零件滑移量较大（大于键宽的1111倍）的场合。倍）的场合。滑键滑键第5页/共20页2.2.
4、半圆键联接半圆键联接工作面工作面：两侧面。：两侧面。优点优点：定心较好。能在轴槽中摆动以适应槽底，装配：定心较好。能在轴槽中摆动以适应槽底，装配 方便。锥形轴端采用半圆键联接在工艺上较为方便。方便。锥形轴端采用半圆键联接在工艺上较为方便。缺点缺点：键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。：键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。第6页/共20页3.3.楔键联接楔键联接类型：类型：分为分为普通楔键普通楔键和和钩头钩头 楔键楔键两种。两种。工作面工作面:上下面。键上表面上下面。键上表面 和键槽底面有和键槽底面有1:1001:100的斜度。的斜度。特点特点:靠摩擦力传递转矩靠摩擦力传递转矩,能能 承受单
5、方向轴向力。只适承受单方向轴向力。只适 用于定心精度要求不高、用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的联接。载荷平稳和低速的联接。第7页/共20页4.4.切向键联接切向键联接特点特点：由一对楔键组成。：由一对楔键组成。常在重型机械中使用。常在重型机械中使用。工作面工作面：窄面。：窄面。工作面工作面上的压力沿轴的切线方向上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大转矩。作用，能传递很大转矩。当双向传递转矩时，当双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成需用两对切向键并分布成120120 130130。第8页/共20页二、平键联接的强度校核二、平键联接的强度校核 键常用材料键常用材料：4545钢。当轮毂用非铁
6、金属或非钢。当轮毂用非铁金属或非金属材料时，键可用金属材料时，键可用2020或或Q235Q235钢。钢。键的确定键的确定：截面尺寸按：截面尺寸按轴径轴径d d 从键的标准中从键的标准中查取；键长查取；键长参照轮毂长度参照轮毂长度从从标准标准中选取。必要中选取。必要时校核强度。时校核强度。键联接的主要失效形式键联接的主要失效形式：工作面的：工作面的压溃压溃和和磨磨损损(对于动联接对于动联接)。故应校核其。故应校核其挤压强度挤压强度。第9页/共20页键联接的键联接的挤压强度挤压强度条件：条件：导向平键失效形式：导向平键失效形式：磨损磨损。应限制其应限制其压强压强：2 2T T101033kldkl
7、d p p=p p 若强度不够时，可采用两个键按若强度不够时，可采用两个键按180180 布置，在强度校核按布置，在强度校核按1.51.5个键计算。个键计算。式中：式中：k k h h/2 /2 l l=L L-b b(A(A型型)l l=L L(B(B型型)l l=L L-b b/2(C/2(C型型)2 2T T101033kldkld pp=pp _算例算例第10页/共20页一、花键联接的类型、功能及应用一、花键联接的类型、功能及应用 轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接(多多个平键沿周向均布个平键沿周向均布)。工作面工作面：齿的侧面。：齿的侧面。特
8、点特点：多齿传递载荷，故承载能力高，对轴削：多齿传递载荷，故承载能力高，对轴削弱小，应力集中小，定心很好，导向性好。弱小，应力集中小，定心很好，导向性好。适用于适用于：定心精度要求高、载荷大或经常滑移：定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接的联接。10-2 花 键 联 接第11页/共20页 分类分类:按齿形不同按齿形不同,分为分为矩形花键矩形花键(常用常用)、渐开渐开线花键线花键(强度高强度高)和和三角形花键三角形花键(适用于薄壁件适用于薄壁件)。花键联接可做成花键联接可做成静联接静联接,也可做成也可做成动联接动联接。它。它的选取方法和强度验算的选取方法和强度验算与平键与平键联接联接相类似相类
9、似。第12页/共20页二、花键的强度计算二、花键的强度计算(自学自学)主要主要失效形式失效形式仍是工作面被仍是工作面被压溃压溃(静联接静联接)或或过度磨损过度磨损(动联接动联接)。假定载荷在键的工作面上均布假定载荷在键的工作面上均布,且压力的合力且压力的合力F F作用在平均直径作用在平均直径d dmm处处,并引入载荷分配不均匀系数并引入载荷分配不均匀系数,则强度校核公式为：则强度校核公式为：动联接动联接：两式中两式中:s sp p、p p 为花键联接的许用挤压应力和许用压力为花键联接的许用挤压应力和许用压力矩形花键矩形花键键的工作高度为：键的工作高度为：渐开线花键渐开线花键a a=30,=30
10、,h h=mma a=45,=45,h h=0.8=0.8mm静联接静联接：_第13页/共20页10-3 销 联 接销的主要用途销的主要用途：固定零件间的相互位置，并可传：固定零件间的相互位置，并可传递不大的载荷。递不大的载荷。按用途分为按用途分为：定位：定位/联接联接/安全销。安全销。销的常用材料销的常用材料：3535、4545钢。钢。销的基本形式销的基本形式：圆柱销和圆锥销。圆锥销有：圆柱销和圆锥销。圆锥销有1:501:50 的锥度，安装方便，定位精确，可多次装拆。的锥度，安装方便，定位精确，可多次装拆。圆柱销圆锥销内螺纹圆锥销槽 销销轴和开口销开尾圆锥销第14页/共20页销的其它形式销的
11、其它形式：大端具有外螺纹的圆锥销大端具有外螺纹的圆锥销(便于拆卸便于拆卸,可用于盲孔可用于盲孔););小端带外螺纹的圆锥销小端带外螺纹的圆锥销(可用螺母锁紧，适用于有冲击的场合可用螺母锁紧，适用于有冲击的场合)。带槽的圆柱销带槽的圆柱销(装入后不易松脱，能承受振动和变载荷。且销孔不需铰制，可多次装拆。装入后不易松脱，能承受振动和变载荷。且销孔不需铰制，可多次装拆。第15页/共20页10-4 型 面 联 接 利用利用非圆截面轴和毂孔非圆截面轴和毂孔构成的联接。轴和毂构成的联接。轴和毂孔可做成孔可做成柱形柱形(只能传递转矩只能传递转矩,可用作非载下的动联接可用作非载下的动联接)或或锥形锥形(还可传
12、递铀向力还可传递铀向力)。特点特点：无应力集中源，定心好，承载能力强，：无应力集中源，定心好，承载能力强，装拆方便；但工艺困难，应用不广。装拆方便；但工艺困难，应用不广。型面联接在家用和办公等机械中的大量压铸、注塑零件中获得型面联接在家用和办公等机械中的大量压铸、注塑零件中获得了应用。应用较多的是带切口圆形和正六边形型面。了应用。应用较多的是带切口圆形和正六边形型面。第16页/共20页习题讲解P168：题10-6算例第17页/共20页复习与练习填空填空1 1、平键的剖面尺寸应根据、平键的剖面尺寸应根据 选定，键长则根据选定，键长则根据 确定。平键联接的主要失效形式是工作面的确定。平键联接的主要
13、失效形式是工作面的 和和 。平键的工作面为。平键的工作面为 ，常用的平键有，常用的平键有 和和 。普通平键主要用于。普通平键主要用于 联接，联接，其主要失效形式是其主要失效形式是 ，故应进行，故应进行 强度计算。强度计算。导向平键主要用于导向平键主要用于 联接，其主要失效形式是联接，其主要失效形式是 ，故应进行，故应进行 计算。计算。1/21/2第18页/共20页2 2、键主要用来实现轴和轴上零件之间的、键主要用来实现轴和轴上零件之间的 固定以固定以 传递传递 矩。键可分为矩。键可分为 、等。等。当需要采用双键联接时，两个普通平键应相隔当需要采用双键联接时，两个普通平键应相隔 度度 布置，强度校核按布置，强度校核按 个键校核，两个切向键应相个键校核，两个切向键应相 隔隔 度。度。3 3、楔键可分为、楔键可分为 和和 两种，工作面为两种，工作面为 ，工作时靠，工作时靠 传递转矩，并能承受单方向传递转矩，并能承受单方向 的的 。4 4、花键联接根据其齿形不同，可分为、花键联接根据其齿形不同，可分为 、和和 三种。花键联接与平键联接相比，三种。花键联接与平键联接相比，和和 等优点。等优点。5 5、销分为、销分为 和和 。需多次装拆或用于定位。需多次装拆或用于定位 时，常用时，常用 。2/22/2第19页/共20页