【机械设计】第5章轴毂联接

联接分类,第二篇联接,第五章轴毂联接,5.1键联接5.2花键联接5.3销联接5.4成形联接,键、花键-用于轴和带毂零件联接，主要实现周向固定、传递周向转矩，有些可实现轴向固定,传递轴向载荷。,销-传递少量载荷、固定零件相互位置、有时作为安全装置。,成形联接-是一种无键联接，轴毂联接段为非圆形。,5.1.1键联接,7.1.1键联接的分类和构造分类-平键和半圆键-斜键,1）普通平键,（2）失效形式：,一、平键联接,（3）结构形式,（4）特点,静联接，周向固定，传递转矩T；不能承受轴向力及轴向固定。,2）导向平键滑键当轮毂在工作过程中需在轴上移动时可采用导向平键或滑键。,动联接，键固定在轴上，毂可沿键移动。,移动距离大时，采用滑键。,导向平键,滑键,动联接，键固定在毂上，一起沿键槽移动。,平键联接的特点,-平键联接不能承受轴向力-简单、紧凑、可靠、装拆方便、成本低、不影响轮毂与轴的对中，因此应用广泛。-键槽削弱轴强度,应力集中,特性1）键的摆动适应毂键槽的斜度；2）侧面为工作面，传T，不能传轴向力；3）特别适于锥形轴端；4）对轴削弱大，用于轻载。,2.半圆键,工作面：上下面，两侧面有间隙靠摩擦和互压传载：T和单向轴向力方便拆卸：钩头楔键,3.楔键：键的一个工作面为斜面：斜度1:100,工作面：上、下两面靠互压传载，有一个面必须与轴线共面，双向T需用双键(120)。,4.切向键：两个单面斜楔构成,可传递大转矩，对中不好，对轴削弱大,用于轴径大于100mm。,5.1.2平键和半圆键联接的计算1.平键的选择与强度计算键联接均有国家标准，设计时可根据使用要求选择适当的类型和尺寸，再验算其强度。,1）类型选择：键的类型主要是根据使用要求、工作状况、键的特点来进行选择。,主要考虑的因素有：（1）需传递的转矩大小切向键和平键楔键和半圆键（2）定心精度的高低平键楔键、切向键（3）用于静联接还是动联接普通平键、半圆键、楔键、切向键静联接导向平键和滑键动联接（4）是否需要轴向固定楔键和切向键单向轴性固定（5）是否安装在轴端半圆头平键轴端。,2）尺寸选择,由轴径d,由轮毂宽,类型尺寸：（bh）L,普通平键的主要尺寸,3）平键联接强度计算,工作面被压溃（通常为轮毂）（静联接）工作面过度磨损（动联接）键剪断（过载才发生）,主要失效形式,由于压溃和磨损是主要失效形式，键的材料要有一定硬度，键用材料强度不低于600Mpa，常用如45号钢。,强度条件：,静联接：,（压溃）,动联接：,（耐磨）,4）半圆键联接的强度计算静联接主要失效形式为工作面被压溃，只需进行挤压强度的校核,其强度校核与普通平键联接相同式中参数的含义也与平键相同接触高度h应根据键的尺寸从标准中查取，接触长度l取键的公称长度L。,强度的方法,若pp，可采用如下措施：,（1）键长L，但Lmax=（1.61.8)d，否则承载不均。（2）采用双键，按180布置，考虑承载不均，按1.5个计算。但对轴削弱大。,半圆键采用双键时，不能相隔180,应位于轴的同一母线上。,布置,例题在一直径d=70mm的钢轴上，安装一8级精度的铸铁直齿圆柱齿轮，用键构成静联接，轮毂长为100mm，需传递的转矩T=1600Nm，载荷平稳，试设计此键联接解：1选择键联接的类型由于8级精度以上的齿轮要求一定的定心精度，且为静联接，因此选用普通平键，由于不是安装在轴端，故选用在键槽中轴向固定较好的圆头普通平键。,2.选择键联接的尺寸,根据d=70mm查表得键的截面尺寸为：b=20mm，h=12mm。由轮毂长度并参照键的长度系列，取键长约小于轮毂长度，L=90mm,3.校核键联接的强度由7.1表中查得铸铁轮毂键槽的许用挤压应力p=7080MPa，取其平均值p=75MPa。键的接触长度l=L-b=70mm，轮毂与键的接触高度h=0.5h=6mm,由式7.1得可见联接的挤压强度不够，考虑相差较大，改用双键，相隔180布置，双键的工作长度l=1.570=105mm。由式7.1得,组成：内花键、外花键,5.2花键联接,渐开线花键,细齿渐开线花键：用于载荷很轻或薄壁零件,定心方式：,矩形小径d定心；,渐开线齿形定心；,渐开线花键,特性：（1）齿对称布置，受载均匀；（2）齿浅，应力集中；（3）承载；（4）定心好；,（5）可用于“动”、“静”；（6）渐开线较矩形根部，承载，定心精度高，宜用于载荷大、尺寸大场合。,7.2.2花键联接的计算失效形式:静联接为齿面的压溃和动联接为磨损,静联接动联接,强度计算：,各齿载荷分布不均系数,齿数,平均直径,键齿接触高度,键齿接触长度,各齿载荷分布不均系数,齿数,平均直径,键齿接触高度,键齿接触长度,矩形：h=0.5(D-d)-2CC-齿顶倒圆半径dm=0.5(d+D)渐开线：=30h=m=45h=0.8mm-模数dm=didi-分度圆直径,总结键的设计：1、普通平键：,2、导向平键和滑键：,3.半圆键,4.楔键和切向键,渐开线花键,细齿渐开线花键：,5.3销联接,-传递不大的载荷安全装置装配时辅助零件种类-圆柱销圆锥销内螺纹圆锥销螺尾圆锥销开尾圆锥销槽销弹性圆柱销失效形式-挤压剪断用作联接的销的设计：根据联接的构造和工作要求来选择销的类型、材料和尺寸，再作适当的强度验算。,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。,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。,圆锥销具有1:50的锥度，安装方便，定位精度高。,端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的场合；,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，不易松脱，因而能承受振动和变载荷。,销轴用于两零件的铰接处，构成铰链联接。销轴通常用于开口销锁定，工作可靠，装拆方便。,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,根据用途不同可分为：,特点：无应力集中；定心好；承载能力强；加工困难。,7.4成形联接,作业,选择题：5-2，5-3，5-4，设计计算题：5-