濮良贵机械设计第10十版复习笔记和课后习题答案详解 第6章.docxVIP

濮良贵《机械设计》（第10版）笔记和课后习题（含考研真题）详解 第6章　键、花键、无键连接和销连接 6.1　复习笔记 【知识框架】 【通关提要】 本章介绍了键、花键、无键连接和销连接。学习时需要重点掌握键连接的类型、应用及布置和键连接的强度计算。本章多以选择题、填空题和判断题的形式出现，解答题和计算题出现概率较小。复习时需把握其具体内容，重点记忆。 【重点难点归纳】 一、键连接 1．键连接的功能、分类、结构形式及应用 （1）键连接的功能 键用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。 （2）键连接的分类 键连接的主要类型有：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。 ①平键连接（见表6-1-1） 表6-1-1　平键连接的要点及主要内容 ②半圆键、楔键和切向键连接（见表6-1-2） 表6-1-2　半圆键、楔键和切向键连接的要点及内容 2．键的选择和键连接强度计算 （1）键的选择 键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。键的截面尺寸一般以键宽b×键高h表示，由键的标准中选定。键的长度L一般可按轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂的长度。 （2）键连接强度计算（见表6-1-3） 表6-1-3　键连接强度计算 注：①T为传递的转矩（T＝Fy≈Fd/2）。k为键与轮毂键槽的接触高度，k≈0.5h，h为键的高度。l为键的工作长度，圆头平键l＝L－b，单圆头平键l＝L－0.5b，平头平键l＝L，半圆键l≈L。d为轴的直径。 ②ψ为载荷分配不均系数，一般取ψ＝0.7～0.8，齿数多时取偏小值。z为花键的齿数。l为齿的工作长度。h为花键齿侧面的工作高度，矩形花键，h＝（D－d）/2－2C，此处D为外花键的大径，d为内花键的小径；渐开线花键，α＝30°，h＝m；α＝45°，h＝0.8m，m为模数。dm为花键的平均直径，矩形花键，dm＝（D＋d）/2；渐开线花键，dm为分度圆直径。 二、花键连接的类型、特点和应用（见表6-1-4） 表6-1-4　花键连接的类型、特点和应用 三、无键连接 无键连接指轴与毂的连接不用键或花键，主要包括型面连接和胀紧连接两种，其主要内容见表6-1-5。 表6-1-5　无键连接 四、销连接（见表6-1-6） 表6-1-6　销连接的要点及主要内容 6.2　课后习题详解 6-1　为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180°的位置；采用两个楔键时，相隔90°～120°；而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？ 答：（1）采用两个平键连接 一般沿周向相隔180°布置，这样对轴的削弱均匀，且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加弯矩，受力状态好。 （2）采用两个楔键 ①若夹角过小，则对轴的局部削弱过大。 ②若夹角过大，则两个楔键的总承载能力下降。 ③当夹角为180°时，两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载能力，故相隔90°～120°布置。 （3）采用两个半圆键 由于其对轴的削弱较大，两个半圆键不能放在同一横截面上，只能放在同一母线上。 6-2　胀套串联使用时，为何要引入额定载荷系数m？为什么ZJ1型胀套和ZJ2型胀套的额定载荷系数有明显的差别？ 答：（1）胀套串联使用时，由于各胀套的胀紧程度不同，因此，各个胀套的承载能力有别，所以计算时要引入载荷系数m来考虑这一因素的影响。 （2）ZJ1型胀套在串联使用时，由于夹紧力的传递受到摩擦力的影响，使得内侧胀套和外侧胀套的胀紧程度相差比较大，因此，额定载荷系数m值较小。 ZJ2型胀套在串联使用时，各个胀套分别自行胀紧，由于先后胀紧的原因，内侧胀套和外侧胀套的胀紧程度会有少量差别，因此，额定载荷系数m值较大。 6-3　在一直径d＝80mm的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮（图6-2-1），轮毂宽度L＝1.5d，工作时有轻微冲击。试确定平键连接的尺寸，并计算其允许传递的最大转矩。 图6-2-1　轴端键连接设计 解：由题图可知采用的键为A型普通平键。 （1）根据轴径查手册得b＝22mm，h＝14mm，根据轮毂宽度 L＝1.5d＝120mm 取键的公称长度L′＝90mm，则键标记为键22×110 GB 1096—79。 根据齿轮材料为钢，且载荷有轻微冲击，查教材表6-2，取许用挤压应力[σbs]＝110MPa。 该键的工作长度 l＝L′－b＝90－22＝68mm 键与轮毂键槽的接触高度 k≈h/2＝7mm （2）根据普通平键的挤压强度条件，得此键连接能传递的最大扭矩为 Tmax＝kld[σbs]/2000＝7×68×80×110/2000≈2094N·m 6-4　图6-2-2所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相连接。试选择两处键的类型及尺寸，并校核其连接强度。已知：轴的材料为45钢，传递的转矩T＝1000N·m，齿