第六章 键、花键、无键连接和销连接.doc

成都大学教案 总学时64第16学时 第 16学时授课内容第六章键、花键、无键联接和销联接教学目的和要求了解键联接的类型、特点。掌握平键联接的工作原理、结构特点，平键的剖面的尺寸和长度的确定方法及平键联接强度校核的计算方法。掌握花键联接的齿形、特点、工作原理。对销联接、成型联接作一般性了解。重点难点平键联接的工作原理、结构特点，平键的剖面的尺寸和长度的确定方法及平键联接强度校核的计算方法为本章重点教学安排一、键联接（一）、键联接：是一种可拆联接，用于联接轴和轴上的转动零件。功用：1) 键是一种标准件，通常是用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩；2) 有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。（二）、键联接的分类1 紧联接 （1）.采用楔键，楔键的上下表面是工作面。楔键类型：钩头、圆头和平头。特点：可传递单向轴向力；易产生零件和轴偏心；钩头楔键一般放在轴端，使用时应加防护压板或防护罩。（2）.采用切向键：用一对斜度为1：100 的楔键组成，工作面是拼合后的两个窄面，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩，单个切向键只能传递单向转矩，当传递双向转矩时，可用两个成120130角的切向键，键槽对轴的削弱较大，常用于直径大于100mm 的轴上。2 松联接 采用平键或半圆键，工作表面为键的两侧面。平头 ：B 型普通平键 圆头： A 型 平键 导键 半圆头 ：C 型滑键薄型平键导键：用螺钉固定在轴上，尺寸较长，零件可在其上滑动。滑键：与零件一起滑动。薄型平键：高度为60%70%的普通平键的高，也分为平头、圆头和半圆头。传递转矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。 半圆键：可自动适应轮毂内键槽的斜度，用于轻载联接。特点：松联接不能实现轴上零件的轴向定位，故不能传递轴向力。（三）、键的选择及其强度校核1. 类型选择：键是标准件，可根据工作要求、键联接的结构特点和工作条件来选择。2. 尺寸选择：包括截面尺寸（键的宽和高，b h ）与长度L1) 截面尺寸b h 按与其配合的轴的直径d 由标准中选择；2) 长度一般可按轮毂的长度而定，即L 等于或略小于轮毂的长度；3) 导向平键按轮毂的长度及滑动的距离而定。4) 轮毂的长度一般为L （1.5 2）d ，d 为轴径。493. 键的强度计算（1）.平键的强度校核：平键的主要失效形式为工作面的压溃，除非严重过载，很少剪断。导向平键和滑键的主要失效形式为工作面的过度磨损，因此，通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。平键是根据它的挤压强度计算的。假定圆周力Ft 沿键的长度方向均匀分布，圆头平键已计算长度L 验算。普通平键的挤压强度条件：导向平键和滑键的强度条件： 式中： p、P 由于轴和轮毂材料可能不同，按机械性能较差的材料选取。T 传递的转矩；k 键与轮毂的接触高度，约为键高的一半。L 键的有效长度d 为轴径。（2）半圆键联接的强度计算同平键，即： 总结：1) 强度校核后，如果不满足，可采用双键，但应考虑键的合理布置；2) 两个平键最好沿圆周相隔180；3) 两个半圆键应布置在轴的同一母线上；4) 两个楔键则应布置在沿圆周相隔90120，强度校核按1.5 个键来计算；5) 允许下，可适当加长键或轮毂，以提高单键联接的承载能力；6) 键过长，载荷分布不均匀，当键长度大于2.25d 时，多出的长度并不承载，故一般采用的键长不宜超过（1.61.8）d。二、 花键联接花键：相当于把多个平键直接做到轴上。（一）.概述1.特点1) 联接受力较为均匀；2) 应力集中较小，轴与轮毂的强度削弱较少；3) 可承受较大的载荷；4) 轴上零件与轴的对中性好；5) 导向性好；6) 可用磨削的方法提高加工精度及联接质量。7) 缺点是仍然有应力集中，有时需要专门的设备加工，成本较高。故常用于定心精度要求高，载荷大或经常滑移的联接。2.分类：矩形（分为轻系列和中系列） 制造方便，定心方式为：小径定心渐开线形精度高、强度高。定心方式：齿形定心；又有两种，分度圆压力角为30和45，齿顶高分别为0.5m、0.4m （m 为模数）。二.花键联接的强度计算1. 根据联接的结构特点、使用要求和工作条件选定花键的类型和尺寸；2. 失效形式为：静联接：工作面的压溃（进行挤压强度计算）动联接：工作面的过度磨损（按工作面压力进行条件性的校核）3. 假定：载荷在花键的工作面上均匀分布，每个齿工作面压力的合力F 作用在平均直径m d 处。即