《机械设计》第五章_键连接-精选（公开课件）.ppt

第五章 键与花键联接 §5—1 键联接 * * 键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩，而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。 一、键联接的类型与构造 主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键 1、平键 1）普通平键 用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动 构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩； 轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工； 轮毂槽用拉刀或插刀加工。 普通平键： 圆 头 — A型（常用）—键顶上面与毂不接触有间隙 方 头 — B型—常用螺钉固定 半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接 2）薄型平键——键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接 3）导向平键与滑键——用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接 滑键——键随轮毂移动 导向键——键不动，轮毂轴向移动 特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，多用于高精度联接。 但只能圆周固定，不能承受轴向力 2、半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。 特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。 3、楔键联接 特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。且要罩安全罩 普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100 斜度 （侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传 递扭矩，并可传递小部分单向轴向力 两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打入）布置在圆周的切向。 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩 4、切向键 二、键联接的强度校核 失效形式： 压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者；) 磨损（动联接）； 键的剪断（较少）。 1、平键联接的强度校核 a) 挤压强度条件为： 允许传递的扭矩： T——扭矩（N.mm） k——工作高度 k=h/2 d——轴径（mm） l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L C型键：l=L-b/2 L——公称长度 b）剪切强度条件 2、半圆键联接强度校核 强度不够时，措施： 1）双键，180°布置（按1.5个键计算） 三键，120°布置 2）增大轴径d↑ 3）增长L↑，但轮毂长↑受力不利 4）改用花键 §5—2 花键联接 花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成 花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接 一、类型、特点和应用 1、特点： 1）齿较多、工作面积大、承载能力较高 2）键均匀分布，各键齿受力较均匀 3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少 4）轴上零件对中性好 5）导向性较好 6）加工需专用设备、制造成本高 2、花键类型 按齿形分： ①矩形花键 矩形花键联接按新标准为内径定心，定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，应用广泛 ② 渐开线花键 定心方式为齿形定心，当齿受载时，齿上的径向力能自动定心，有利于各齿均载，应用广泛，优先采用 三角形花键——齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联接应用较少 二、花键联接的设计计算 设计： 选花键类型→按轴径定花键尺寸→验算联接强度 失效形式： ①键齿的压溃（静联接） ②磨损（动联接） ③齿根剪断 设：工作载荷沿键的工作长度l均匀分布。且各齿面上压力的合力N作用在平均半径dm处，如图 挤压强度条件： 动联接（耐磨性条件）： T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm） dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm） §5—3 无键联接 用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接 一、型面联接 轴和毂孔有柱形和圆锥形等。 特点： 没有应力集中源，对中性好，承载能力强， 装拆方便，但