第九讲其他联接与弹簧

1、 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 轴毂连接的分类轴毂连接的分类: : 轴毂连接的功用轴毂连接的功用: : 对轴上零件进行周向固定对轴上零件进行周向固定, ,并传递转矩。并传递转矩。 1键连接键连接 2花键连接花键连接 3无键连接无键连接 4销连接销连接 12021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 一键连接的类型一键连接的类型: 1平键平键（静连接、动连接）（静连接、动连接）:只起只起周向定位周向定位作用作用 不起不起轴向定位轴向定位作用作用,不能承担轴向力不能承担轴向力。 (2)(2)薄型平键薄型平键静连接静连接 （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处（薄壁结构

2、、空心轴、尺寸受限制处:承载能力较低）承载能力较低） (1)普通平键普通平键静连接静连接（轮毂在轴上不移动）（轮毂在轴上不移动） 圆头圆头(A型型) 方头方头(B型型) 单圆头单圆头(C型型) 平键连接平键连接 半圆键连接半圆键连接 楔键连接楔键连接 切向键连接切向键连接 22021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 工作面工作面 32021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 42021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 (3)(3)导向平键导向平键动连接动连接: :零件滑移距离较小时用螺钉固定在键槽零件滑移距离较小时用螺钉固定

3、在键槽 中中, ,键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行 (4)(4)滑键滑键动连接动连接: :零件滑移距离较大时零件滑移距离较大时 滑键固定在轮毂上滑键固定在轮毂上, ,轮毂带动滑键在键槽中滑行轮毂带动滑键在键槽中滑行 工作面为两侧面工作面为两侧面, ,顶面与轮毂间有间隙。顶面与轮毂间有间隙。 特点特点: : 52021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 62021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 72021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 82021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学

4、院 2 2半圆键半圆键静连接静连接 具有自调整性具有自调整性, ,装配工艺性好但键槽对轴的强度削弱较大，装配工艺性好但键槽对轴的强度削弱较大， 用于轴端、轻载场合用于轴端、轻载场合 工作面为两侧面工作面为两侧面 , ,顶面与轮毂间要有间隙顶面与轮毂间要有间隙 92021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 102021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 3 3楔键楔键: :普通楔键、钩头楔键普通楔键、钩头楔键静连接静连接 工作面为上下两面工作面为上下两面 , ,侧面与键槽间要有间隙侧面与键槽间要有间隙 能承担能承担轴向力轴向力, ,既起周向定位作用，也

5、起单向既起周向定位作用，也起单向 轴向定位作用轴向定位作用 。但会引起偏心和偏斜，主要用于定心。但会引起偏心和偏斜，主要用于定心 精度要求不高和低转速的场合精度要求不高和低转速的场合。 112021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 1： 100 工作面 方头楔键方头楔键 钩头楔键钩头楔键 圆头楔键圆头楔键 122021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 132021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 142021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 152021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机

6、械工程学院 4 4切向键切向键静连接静连接 由一对斜度为由一对斜度为1:100的楔键组成的楔键组成,其其工作面是由一对工作面是由一对 楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。单个时只能单个时只能 传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的双传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的双 键且夹角为键且夹角为120。一般用于直径大于。一般用于直径大于100cm的轴的轴 上，如大型带轮、飞轮上，如大型带轮、飞轮 162021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 工作面 172021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 182

7、021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 二键连接的设计二键连接的设计 1 1类型选择类型选择: :根据键连接的特点、使用要求、工作条件根据键连接的特点、使用要求、工作条件 来选择。来选择。 2 2尺寸选择尺寸选择: : 由轴径由轴径d d确定键剖面尺寸确定键剖面尺寸b bh h。 由轮毂宽度由轮毂宽度 , , 确定键长确定键长L L。 一般一般L=(1.52)d, 且且 ，L为标准系列。为标准系列。 L LL 192021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 3 3强度计算强度计算 (1)平键连接平键连接 a.静连接静连接 失效形式失效形式: :工作

8、面压溃、工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）剪切破坏（很少发生） 202021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 静连接的强度条件静连接的强度条件: b.动连接动连接 失效形式失效形式:工作面过度磨损工作面过度磨损 动连接的强度条件动连接的强度条件: PP lkd T . 102 3 P lkd T P . 102 3 212021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 许用压力轮毂三者中最弱材料的轴键 许用挤压应力轮毂三者中最弱材料的轴键 轴径 半圆头 方头 圆头 键的工作长度 键宽 键高 键与轮毂的接触高度 传递转矩 ,p , d 2bLl Ll bL

9、l l b h h5 .0k,k mN,T p 222021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 (2)半圆头键连接半圆头键连接 44增加连接强度的措施增加连接强度的措施 a. 增加键长增加键长: L(1.61.8)d b. 采用双键连接采用双键连接: 注意布置注意布置: :两个平键两个平键1801800 0布置布置 两个半圆键两个半圆键同一条母线上同一条母线上 两个楔键两个楔键90900 01201200 0布置布置 计算时按计算时按1.51.5个键计入个键计入 失效形式失效形式:工作面压溃、工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）剪切破坏（很少发生） 计算公式与平键静连接一样

10、计算公式与平键静连接一样,但但k k应查标准，应查标准， Ll 232021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 一类型（内外之分）一类型（内外之分）. 1矩形花键矩形花键:轻系列用于静连接、轻载轻系列用于静连接、轻载 中系列用于中等载荷中系列用于中等载荷 定心方式定心方式:小径定心小径定心 内、外花键均可用磨削的方法加工内、外花键均可用磨削的方法加工。 242021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 2渐开线花键渐开线花键: =30=30 时齿顶高 时齿顶高0.5m,用于较大载荷，静动皆可用于较大载荷，静动皆可 =45=45 时齿顶高 时齿顶高0.4

11、m，对轴的削弱比，对轴的削弱比30的小，用于的小，用于 载荷较小直径较小的静连接、特别是薄壁零件。载荷较小直径较小的静连接、特别是薄壁零件。 定心方式定心方式:齿型定心齿型定心 252021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 262021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 272021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 二花键连接的强度计算（介绍）二花键连接的强度计算（介绍） 失效形式失效形式: :静连接静连接工作面被压溃工作面被压溃 动连接动连接工作面过度磨损工作面过度磨损 p zhld 10T2 p zhld 10T2 m

12、3 p m 3 p 强度条件 282021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 许用压力 许用挤压应力 分度圆直径渐开线花键 矩形花键 平均直径 时 时渐开线花键 矩形花键 齿侧面的工作高度 齿的工作长度 花键齿数 一般载荷分布不均系数 p ddd 2 dD d d m8.0h45 mh30 c2 2 dD h h l z 8.07.0, p ffm m m 0 0 292021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 三花键连接的特点（与平键相比）三花键连接的特点（与平键相比） 1承载能力强承载能力强 （受力较均匀（受力较均匀, ,应力集中小）应力集中小）

13、 2导向性好导向性好 3对中性好对中性好 4互换性好互换性好 5加工复杂加工复杂,成本高成本高 302021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 无键连接无键连接 1型面连接型面连接 装拆方便装拆方便; ;对中性好；应力集中小但加工复杂对中性好；应力集中小但加工复杂 312021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 322021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 2. 2. 胀紧连接胀紧连接 332021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 342021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 除

14、槽销外除槽销外,销孔需要铰制销孔需要铰制 1销按作用可分为销按作用可分为:定位销、连接销、安全销定位销、连接销、安全销 2销按形状可分为销按形状可分为:圆柱销、圆锥销、槽销等圆柱销、圆锥销、槽销等 定位销用来固定零件之间的相对位置定位销用来固定零件之间的相对位置,是加工、装配时的重要是加工、装配时的重要 辅助零件，一般不受载，数目一般不少于辅助零件，一般不受载，数目一般不少于2个。个。 连接销用来连接零件连接销用来连接零件,可传递不大的载荷，类型由工作要求决定，可传递不大的载荷，类型由工作要求决定， 必要时作强度计算。必要时作强度计算。 安全销在机器过载时被剪断安全销在机器过载时被剪断,作为安

15、全装置。作为安全装置。 销连接销连接 352021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 362021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 装拆装拆 372021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 382021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 392021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 402021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 412021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 422021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工

16、程学院 432021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 442021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 教学要求教学要求: : 了解连轴器和离合器的主要类型、结构、特点和了解连轴器和离合器的主要类型、结构、特点和 应用场合应用场合, ,掌握连轴器和离合器的选择及计算方法。掌握连轴器和离合器的选择及计算方法。 重点、难点：重点、难点： （1 1）连轴器的特性和选择。）连轴器的特性和选择。 （2 2）离合器的特性和选择。）离合器的特性和选择。 452021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 462021/3/14 攀枝花学院机械工程

17、学院攀枝花学院机械工程学院 连轴器的种类和特性连轴器的种类和特性 472021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 x y y x 482021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 492021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 连轴器的选择连轴器的选择 TTKT Aca max nn 502021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 离合器离合器 512021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 弹簧的分类弹簧的分类 螺旋弹簧螺旋弹簧 碟形弹簧碟形弹簧 环形弹簧环形弹簧 板簧板簧 平面涡卷弹

18、簧平面涡卷弹簧 按所承受载荷性质按所承受载荷性质 拉伸弹簧拉伸弹簧 压缩弹簧压缩弹簧 扭转弹簧扭转弹簧 弯曲弹簧弯曲弹簧 按弹簧形状按弹簧形状 一、弹簧的类型及功用一、弹簧的类型及功用 522021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 53 表表16.1 金属弹簧的基本型式金属弹簧的基本型式 2021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 螺旋弹簧螺旋弹簧用用弹簧丝卷绕弹簧丝卷绕制成制成;制造简便制造简便,价格较价格较 低，易于检测和安装，应用最广。可以制成低，易于检测和安装，应用最广。可以制成 螺旋拉伸弹簧螺旋拉伸弹簧 螺旋压缩弹簧螺旋压缩弹簧 螺旋扭转

19、弹簧螺旋扭转弹簧 542021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 圆锥形圆锥形 圆柱形圆柱形 腰鼓形腰鼓形 沙漏形沙漏形 552021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 弹簧丝的形状弹簧丝的形状 园形园形矩形矩形 562021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 57 碟形弹簧和环形弹簧碟形弹簧和环形弹簧可以承受很大的冲击可以承受很大的冲击 载荷载荷,具有良好的吸振能力，常用作缓冲减振弹簧。具有良好的吸振能力，常用作缓冲减振弹簧。 在载荷相当大和弹簧轴向尺寸受限制的地方，在载荷相当大和弹簧轴向尺寸受限制的地方， 可以采用碟形弹簧。

20、可以采用碟形弹簧。 环形弹簧是目前减振缓冲能力最强的弹簧，常用作环形弹簧是目前减振缓冲能力最强的弹簧，常用作 近代重型机车、锻压设备和飞机起落装置中的缓冲近代重型机车、锻压设备和飞机起落装置中的缓冲 零件。零件。 2021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 平面涡卷弹簧平面涡卷弹簧具有较多的圈数、变形较大、具有较多的圈数、变形较大、 储存能量也较大的特点储存能量也较大的特点,多用于压紧及仪表、钟表多用于压紧及仪表、钟表 的动力装置。的动力装置。 板簧板簧能承受较大的弯曲作用能承受较大的弯曲作用,常用于受载方向常用于受载方向 尺寸有限制而变形量又较大的场合。由于板弹簧尺寸有

21、限制而变形量又较大的场合。由于板弹簧 有较好的消振能力，所以在汽车、拖拉机和铁路有较好的消振能力，所以在汽车、拖拉机和铁路 车辆的悬挂装置中均普遍使用这种弹簧。车辆的悬挂装置中均普遍使用这种弹簧。 582021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 二、弹簧的功用二、弹簧的功用 (1)(1)控制机械的运动控制机械的运动 (2)(2)吸收振动和冲击能量吸收振动和冲击能量 如内燃机中控制气缸阀门启闭如内燃机中控制气缸阀门启闭 的弹簧、离合器中的控制弹簧的弹簧、离合器中的控制弹簧; 如各种车辆中的减振弹簧如各种车辆中的减振弹簧 及各种缓冲器的弹簧等及各种缓冲器的弹簧等; 59202

22、1/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 (3)(3)存储和释放能量存储和释放能量 (4)(4)测量力的大小测量力的大小 例如钟表弹簧、枪栓弹簧等例如钟表弹簧、枪栓弹簧等; 如弹簧秤和测力器中的弹簧如弹簧秤和测力器中的弹簧 等。等。 测力矩扳手 定力矩扳手 定力矩扳手定力矩扳手 测力矩扳手 定力矩扳手 测力矩扳手测力矩扳手 602021/3/14 攀枝花学院机械工程学院攀枝花学院机械工程学院 材料要求材料要求除应满足具有较高的强度极限和屈服除应满足具有较高的强度极限和屈服 极限外极限外,还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、 冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。 应用最广泛的材料应用最广泛的材料弹簧钢弹簧钢，其品种又有，其品种又有碳素碳素 弹簧钢弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧