武汉理工大学机械设计基础课件

第10章键联接设计键、花键联接的用途——用于轴与轮毂之间的周向固定，并传递运动和转矩。第10章键联接设计键、花键联接的用途——用于轴与轮毂之1设计：潘存云§10-1键联接作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，或实现零件的轴向固定或移动。一、键联接的类型类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。1.平键联接工作面特点：定心好、装拆方便。种类普通平键导向平键间隙轴设计：潘存云§10-1键联接作用：用来实现轴和轴上零件的2普通平键结构单圆头(C型)圆头(A型)方头(B型)用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用于轴端普通平键应用最广。A型B型C型盘铣刀普通平键结构单圆头(C型)圆头(A型)方头(B型)用指状铣刀3设计：潘存云起键螺孔导向平键固定螺钉零件可以在轴上移动，构成动连接。结构特点：长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，设有起键螺孔。起键螺孔固定螺钉设计：潘存云起键螺孔导向平键固定螺钉零件可以在轴上移动，构成4普通平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79）A型B型C型bhR=b/2C×45˚或r1LLLbhbtdbt1d+t1标记实例：圆头普通平键(A型):

键16×100GB1096-79方头普通平键(B型):

键B16×100GB1096-79单圆头普通平键(C型):

键C16×100GB1096-79d普通平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1096-75dbhC或rLtt1半径r

键的尺寸键槽轴的直径自6~8226~201.21〉8~10330.16~0.256~361.81.40.08~0.16〉10~12448~452.51.8〉12~175510~563.02.3〉17~22660.25~0.414~703.52.80.16~0.25〉22~308718~904.03.3〉30~3810822~1105.03.3〉38~4412828~1405.03.3〉44~501490.4~0.636~1605.53.80.25~0.4〉50~58161045~1806.54.3〉58~65181150~2007.04.4〉65~75201256~2207.54.9〉75~85221463~2509.05.40.6~0.80.4~0.6键大小的选择：根据轴的直径选dbh6设计：潘存云2.半圆键联接优点：定心好，装配方便。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。缺点：对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。特别适用于锥形轴端的联接。工作面设计：潘存云2.半圆键联接优点：定心好，装配方便。缺点：对7设计：潘存云3.楔键联接结构特点：键的上表面有1:100的斜度，轮毂槽的底面也有1:100的斜度。能轴向定位零件，并能承受一定的单向轴向载荷。缺点：定心精度不高。应用：只能应用于定心精度要求不高，载荷平稳和低速的连接。安装时用力打入工作面设计：潘存云3.楔键联接结构特点：键的上表面有1:100的8设计：潘存云dd楔键类型：普通楔键、钩头楔键。钩头是用来拆卸用的拆卸空间斜度1：100120˚~130˚在重型机械中常采用切向键——一对楔键组成。装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生的压力沿轴的切向作用，当双向传递扭矩时，需要两对切向键分布成120~130˚。窄面工作面单向传动双向传动设计：潘存云dd楔键类型：普通楔键、钩头楔键。拆卸空间斜度19二、键联接的选择设计：潘存云工作面间隙轴

由直径选大小b×h由轮毂宽度定键长度L三、平键联接的强度校核键的材料：σB≥370MPa的碳素钢，常用45钢。键的主要失效形式：工作面被压溃（静联接）工作面过度磨损(动联接)严重过载时被剪断二、键联接的选择设计：潘存云工作面间隙轴由直径选大小b10设计：潘存云bA型dLbh/2挤压强度条件：σp=SFt(d/2)(h/2)lT=≤[σp

]MPa

dhl4T=l=L-bl=LbB型ld对于导向平键联接，计算依据是磨损，应限制压强：≤[p

]dhl4Tp=C型键：l=L-b/2设计：潘存云bA型dLbh/2挤压强度条件：σp=SFt(11钢125~150100~12060~90表10-1键联接的许用压强许用值轮毂材料静载荷轻微冲击冲击载荷性质铸铁70~8050~6030~45钢504030[p

][σp

]若强度不够时，可采用两个键按180˚布置。考虑到载荷分布的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。半圆键联接的强度校核半圆键的受力与平键相似，由于半圆键的宽度b较小，故失效形式可能是被剪断和工作面被压溃，故剪切强度为：钢125~15012四.花键联接结构特点：沿周向均布多个键齿,齿侧为工作面。优点：承载能力高、对轴的削弱程度小、定心好、导向性好。类型：矩形花键、渐开线花键、三角形花键。制造容易最常用用于高强度联接用于薄壁零件联接缺点：需专用的加工设备、刀具和量具，成本高。四.花键联接结构特点：沿周向均布多个键齿,齿侧为工作面。优点13花键联接的定心方式小径定心可以磨削，定心精度高，国家标准推荐采用。花键联接的失效形式：齿面压溃（静联接）；磨损（动联接）设计准则：一般只验算挤压强度和耐磨性。花键联接的定心方式小径定心可以磨削，定心精度高，国家标准推荐14设计：潘存云设各齿压力的合力作用在平均半径rm处，取不均匀系数=0.7~0.8，则花键联接所能传递的扭矩为：静联接：

T=zhLrm[σp

]动联接：

T=zhLrm[p

]L为工作长度；h为齿侧面工作高度：h=(D–d)/2–2C(矩形花键)h=m(渐开线花键,m为模数)D/2d/2hrmrm=(D+d)/4(矩形花键)rm=D/2(渐开线花键，D为花键的分度圆直径)C为齿顶倒圆半径；花键材料：σB≥600Mpa的碳素钢制造，大多进行热处理。CCFt设计：潘存云设各齿压力的合力作用在平均半径rm处，取不均匀系15I35~5040~70表10-2花键连接的许用挤压应力[σp

]和许用压强[p

]联接工作方式齿面未经热处理齿面经热处理

[σp

]或[p

]II60~100100~140III80~120120~200动连接[p

](不在载荷下移动)静连接[σp

]工作条件动连接[p

](在载荷下移动)I15~2025~35II20~3030~60III25~4040~70I—3~10II

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3~15III—10~20注：I——很差；I