机械设计基础(陈立德第二版)轴毂联接

1、8.1 概述8.2 键连接8.3 花键连接8.4 销连接8.5 过盈配合连接第8章 轴毂联接8.1 概述概述2.2.轴毂联接方式：轴毂联接方式： 常用的轴毂联接有键联接、花键联接、销连接、过盈配常用的轴毂联接有键联接、花键联接、销连接、过盈配合连接等。合连接等。 1. 1. 功用：功用： 轴毂联接主要是用来实现轴和轮毂之间的周向固定并用来轴毂联接主要是用来实现轴和轮毂之间的周向固定并用来传递运动和扭矩。传递运动和扭矩。 有时还可实现零件的轴向固定或轴向移动（导向）。有时还可实现零件的轴向固定或轴向移动（导向）。8.2 键连接键连接一、一、键联接的分类及其结构形式键联接的分类及其结构形式 平键的

2、平键的两侧面两侧面是工作面，上表面与是工作面，上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。工作时靠键与上、下表面为非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，故定心性键槽侧面的挤压来传递扭矩，故定心性较好。较好。普通平键应用极为广泛。普通平键应用极为广泛。轴上键槽可用轴上键槽可用指状铣刀指状铣刀或或盘状铣刀盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可用插削或拉削。加工，轮毂上的键槽可用插削或拉削。1 1平键联接平键联接普通平键普通平键导向平键和滑键导向平键和滑键根据用途，平键又可分为：根据用途，平键又可分为：普通平键普通平键普通平键按端部形状的不同可分

3、为圆头（普通平键按端部形状的不同可分为圆头（A A型）、方头（型）、方头（B B型）、半圆型）、半圆头（头（C C型）三种，具体结构如下图：型）三种，具体结构如下图：8.2 键连接键连接A型C型B型8.2 键连接键连接导向平键和滑键导向平键和滑键导向平键和滑键用于动联接。当轮毂需要在轴上沿轴向移动时可采用导向平键和滑键用于动联接。当轮毂需要在轴上沿轴向移动时可采用这种键联接。这种键联接。当被联接零件滑移距离较大时，宜采用滑键。当被联接零件滑移距离较大时，宜采用滑键。导向平键导向平键滑滑 键键8.2 键连接键连接2半圆键联接半圆键联接 键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中绕其圆心摆动，

4、键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中绕其圆心摆动， 以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。常用与锥形轴端与轮毂的联接。以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。常用与锥形轴端与轮毂的联接。8.2 键连接键连接3.3.楔键联接楔键联接楔键的上、下表面为工作面，两侧面楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。键的上表面与键槽底面均有为非工作面。键的上表面与键槽底面均有1:100 1:100 的斜度。工作时，键的上下两工作的斜度。工作时，键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠其摩擦力和挤压传递扭矩。其摩擦力和挤压传递扭矩。普通楔键普通楔键勾头楔键勾头楔

5、键观看楔键的安装观看楔键的安装8.2 键连接键连接4切向键切向键由两个斜度为由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成传递双向转矩时，须用互成120135角的两个键。角的两个键。8.2 键连接键连接观看切向键的安装观看切向键的安装二、键的选择与平键联接的强度计算二、键的选择与平键联接的强度计算1 1、键的选择、键的选择由轮毂宽由轮毂宽选键长选键长L L（系列值）（系列值）2 2）尺寸选择：）尺寸选择： 剖面尺寸（剖面尺寸（b bh h）键长键长L L8.2 键连接键连接1 1）类型选择：根据键联接的

6、结构、使用特性及工作条件来选择。）类型选择：根据键联接的结构、使用特性及工作条件来选择。从标准中选从标准中选b bh h由轴径由轴径d d2 2、强度计算、强度计算主要失效形式主要失效形式工作面被压溃工作面被压溃 （静联接）（静联接）普通平键普通平键工作面过度磨损（动联接）工作面过度磨损（动联接）导向平键和滑键导向平键和滑键键剪断键剪断 （过载才发生）（过载才发生）平键的尺寸平键的尺寸键被剪断键被剪断8.2 键连接键连接TT扭矩（扭矩（NmmNmm）k k工作高度工作高度 k k=h/2 =h/2 dd轴径（轴径（mmmm） l l工作长度工作长度LL公称长度公称长度2bLlbLlLl ( (

7、圆头平键圆头平键) )( (方头平键方头平键) )( (单圆头平键单圆头平键) ) 1 1 ）普通平键联接）普通平键联接 受力情况如图所示，假设载荷沿键的长度受力情况如图所示，假设载荷沿键的长度方向是均布的，平键联接的挤压强度条件为方向是均布的，平键联接的挤压强度条件为4jyjydhlT 2 ）导向平键与滑键联接导向平键与滑键联接 主要失效形式为组成键联接的轴或轮毂工作面部分的磨损，须按工作主要失效形式为组成键联接的轴或轮毂工作面部分的磨损，须按工作 面上的压强进行强度计算，强度条件为面上的压强进行强度计算，强度条件为4pdhlTp8.2 键连接键连接 jy、p为键联接中最弱材料的许用应力与许

8、用压力（教材表为键联接中最弱材料的许用应力与许用压力（教材表8.2，P122）当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180布置。考虑到两布置。考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。个键计算。 一、花键联接的特点、类型及应用一、花键联接的特点、类型及应用 1 1、组成：花键联接是由具有均布的多个凸齿的外花键（、组成：花键联接是由具有均布的多个凸齿的外花键（花键轴花键轴）和内花）和内花 键（花键孔）所构成的联接，可看作平键联接在数目上的发展。键（花键孔）所构成的联接，可看作平键联接在数目

9、上的发展。 其工作面是键齿侧面。其工作面是键齿侧面。 2 2、特点：、特点： （1 1）花键联接是多齿传递载荷，故比平键联接的承载能力高。）花键联接是多齿传递载荷，故比平键联接的承载能力高。 （2 2）定心性和导向性好，对轴的削弱小）定心性和导向性好，对轴的削弱小( (齿浅、应力集中小齿浅、应力集中小) )。 花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。 （3 3）花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。）花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。 8.3 花键连接花键连接观看花键的安装观看花键的安装3、花键的标记为：、花键的标记为：N（键数）

10、（键数）d d（小径）（小径）DD（大径）（大径）B B（键槽宽）（键槽宽）8.3 花键连接花键连接 4 4、花键联接的类型、花键联接的类型 按齿形不同，可分为按齿形不同，可分为矩形花键矩形花键和和渐开线花键渐开线花键两类，且均已标准化。两类，且均已标准化。5 5、定心方式：、定心方式：矩形花键矩形花键小径定心；渐开线花键小径定心；渐开线花键齿侧定心。齿侧定心。二、花键联接强度计算二、花键联接强度计算 花键联接的受力情况如右图。花键联接的受力情况如右图。 主要失效形式：主要失效形式： 工作面被压溃工作面被压溃静联接静联接 工作面过度磨损工作面过度磨损动联接动联接 强度计算时，假定载荷在键的工作

11、面上均匀强度计算时，假定载荷在键的工作面上均匀分布，且压力的合力分布，且压力的合力F作用在平均直径作用在平均直径dm处，并处，并引入载荷分配不均匀系数引入载荷分配不均匀系数y y，则花键联接的强度，则花键联接的强度校核式为：校核式为：8.3 花键连接花键连接ppm2000Tzhldy静联接：静联接： m2000Tppzhldy动联接：动联接： p、p为花键联接的许用挤压应力和许用压强（表为花键联接的许用挤压应力和许用压强（表8.3，教材，教材P124） T T传递扭矩（传递扭矩（N.mN.m）；）； zz花键齿数花键齿数 l l 键齿工作长度（键齿工作长度（mmmm）；）； d dmm花键的平

12、均直径，花键的平均直径， d dmm（D+dD+d）/2/2 载荷分布不均系数，一般取载荷分布不均系数，一般取0.7 0.7 0.80.8hh键齿侧面工作高度（键齿侧面工作高度（mmmm）矩形花键矩形花键CdDh22渐开线花键渐开线花键 h=mppm2000Tzhldy静联接：静联接： m2000Tppzhldy动联接：动联接：8.3 花键连接花键连接联接销：用于联接，可传递不大的载荷联接销：用于联接，可传递不大的载荷安全销：安全装置中的过载剪断元件安全销：安全装置中的过载剪断元件定位销：确定相对位置定位销：确定相对位置1、根据用途不同可分为：、根据用途不同可分为：8.4 销联接销联接一、销联

13、接功用一、销联接功用 主要用于确定零件之间的相互位置，并可传主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的联接。的联接。二、销的种类二、销的种类 开尾圆锥销在联接时的防松效果好，开尾圆锥销在联接时的防松效果好，适用于有冲击、振动的场合的联接。适用于有冲击、振动的场合的联接。 圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆会降低定位精度和可靠性。经多次装拆会降低定位精度和可靠性。 圆锥销具有圆锥销具有1:501:50的锥度，安装方的锥度，安装方便，定位精度高。便，定位精度高。8.4 销联接销联接2、

14、根据形状不同可分为：、根据形状不同可分为： 端部带螺纹的圆锥销端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的可用于盲孔或拆卸困难的场合；场合； 槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽，将槽销槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽，将槽销打入销孔后，由于材料的弹性使销挤压在销孔中，打入销孔后，由于材料的弹性使销挤压在销孔中，不易松脱，因而能承受振动和变载荷。不易松脱，因而能承受振动和变载荷。 销轴用于两零件的铰销轴用于两零件的铰接处，构成铰链联接。销接处，构成铰链联接。销轴通常用于开口销锁定，轴通常用于开口销锁定，工作可靠，装拆方便。工作可靠，装拆方便。8.4 销联接销联接一、过盈联接的工作原理与应用一、过盈

15、联接的工作原理与应用 利用两个被联接件本身的配合过盈来实现联接，一为包容件，另一为利用两个被联接件本身的配合过盈来实现联接，一为包容件，另一为 被包容件。被包容件。 又称为紧配合联接。又称为紧配合联接。 圆柱面过盈配合联接简称压配合。圆柱面过盈配合联接简称压配合。8.4 过盈配合联接过盈配合联接 工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产生很大压力，工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷。从而靠摩擦力来传递载荷。二、压配合联接的装配方法二、压配合联接的装配方法 1 1）压入法）压入法利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压入过程中表利用压力机将被包容件压入包容件中，由于