机械设计第6章.ppt

第六章 键和销连接 §６—1 键连接 * * 键作为标准件，主要用于连接轴与轴上旋转零件(轮毂，例如齿轮、皮带轮等）与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递转矩。 有时，键能实现轴向固定或轴向滑动的导向。 一、键连接的功能、类型及应用 键连接的主要类型： 　　　　　　平键连接 　　　　　　半圆键连接 　　　　　　楔键连接 　　　　　　切向键连接 1、平键连接 　　装在轴与轮毂的键槽中，两侧面为工作面，靠 键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩。 　　根据用途分为： 　　　　　普通平键、薄型平键——静连接 　　　　　导向平键、滑键——动连接 普通平键按照构造可分为： 　　圆头（A型，常用） 　　平头 （B型），常用螺钉固定 　　半圆头（C型），用于轴端与轮毂连接 　　薄型平键的键高约为普通平键的60%~70%；用 于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的连接。 导向平键用于轴与轮毂之间有相对轴向移动。 键不动，轮毂轴向移动。 滑键随轮毂移动。 2、半圆键 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转矩。 特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大，只适宜轻载连接 上、下面为工作表面，有1:100斜度（侧面有间 隙），工作时靠上下面摩擦传递转矩;并可传递一定单 向轴向力。适用于低速轻载、精度要求不高、对中性 较差，力有偏心、变载下易松动。 钩头只用于轴端连接，如在中间用键槽应比键长2 倍才能装入，且要安全罩。 3、楔键 将两个斜度为1：100的楔键拼合后，布置（打入）在圆周的切向；靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递转矩。 4、切向键 １、键为标准件，用键宽b×键高h来表示； ２、键的规格按照所连接的轴的直径d来确定； 　　例如普通平键和楔键的主要尺寸见表６-1，　　 　　参见国家标准。 ３、普通键的长度L按照轮毂的长度L’而定； 导向平键按照轮毂长度以及滑移距离来确定。 　　一般情况下：L’=(1.5~2)d 键的选用方法： 二、键接的强度校核 失效形式：压溃（静连接—键、轴、毂中较弱者） 磨损（动连接） 键的剪断（较少） T——转矩（N.m）； k——键与轮毂键槽的接触高度, k=h/2 , h——键的高度(mm); d——轴径(mm) ； l——键工作长度(mm) ： 　　A型：l=L-b ，B型：l=L， C型：l=L－b/2 Ｌ——键公称长度(mm)； [σp]——键、轴、轮毂中最弱者的许用挤压应力, 见表6-2; 1、普通平键的强度计算 2、导向平键与滑键连接的强度计算 工作面上所承受的压力 [p]——键、轴、轮毂中最弱者的许用压力, 见表6-2; 半圆键连接强度计算同平键, 但注意接触高度和键长度。 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; 4）改用花键。 例题：已知： 用键进行静连接，锻钢，齿轮精度为７级， 轴径d＝70mm，轮毂宽度为100mm； 转矩T=2200N.m,载荷有冲击,设计此连接。 解：第一步，选键类型和尺寸 考虑：齿轮精度要求高（定心） 齿轮安装在轴中间部位 选用圆头普通平键（A型）。 由轴径d＝70mm，轮毂宽度100mm, 查表6-1，选用键尺寸为： b=20,h=12,L=90 第二步，强度校核计算 根据轴、轮毂及键的材料， 查表６-２得：[σp]=110MPa; 键工作长度l=L-b=90-20=70(mm); 键接触高度k=0.5h=0.5×12=6(mm); 键的挤压强度按照下式计算： 将相关数据代入得： 由计算结果知，强度不够，所以重新设计（选键）。 综合考虑，改用双键，对称布置。 双键的工作长度l=1.5×70=105(mm), 代入强度计算式： 键的标记为：键20×12 GB/T 1096—2003 §６—2 花键联接 用多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成，齿侧面为工作面。可用于静、动连接。 一、类型、特点和应用 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