机械设计基础电子教案 项目四 任务二 键、销联接的设计与应用

授课时数周次教学目标知识目标（1）了解键联接的类型、特点和应用；（2）了解键联接选择；（3）掌握键联接的强度计算；（4）了解花键的类型及应用；（5）了解销联接的作用；（6）熟悉销的类型和应用。能力目标（1）会正确进行键的选用；（2）能选择销联接的类型；（3）会对键联接的强度进行计算。素质目标（1）培养学生良好的学习习惯；（2）培养学生自主学习和探究学习的能力。思政目标通过键、销联接的结构原理、设计选型、失效分析与工程应用教学，强化学生的机械行业标准规范意识，树立严谨求实的工程素养与质量思维；融入国产高端装备基础联接技术突破案例，增强产业自信与家国情怀；培养精益求精的工匠精神，树立安全优先的工程伦理观，引导学生立足基础零部件创新，助力制造强国建设。教学重点（1）键联接选择；（2）销联接的作用；（3）销的类型。教学难点（1）键联接的强度计算；（2）渐开线花键。投影仪、计算机、PPT、黑板等作业教学小结教学过程设计教学组织方法一、键联接1.键联接的类型和应用（1）平键联接平键联接按用途可分为普通平键、导向平键和滑键。①普通平键用于静联接。②导向平键和滑键。（2）半圆键联接实物图片演示介绍相应内容及概念像观看（3）楔键联接（4）切向键联接2.平键联接的选择和强度校核（1）尺寸选择平键的主要尺寸为宽度b，高度h与长度L。平键的b×h按轴的直径d由标准中选定（表4-2-1），其中其长度L略短于轮毂长，一般L=L1-（5~10），从标准中选取。（2）强度校核对于构成静连接的普通平键连接，其主要失效形式是工作面的压溃，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。对于构成动连接的导向平键和滑键连接，其主要失效形式是工作面的过度磨损，通常只作耐磨性计算。式中T——传递的转矩（N·mm）；d——轴的直径（mm）；h——键的高度(mm)。键与轮毂的有效接触高度可近似计为0.5h。l——键与轮毂的接触长度，对于双圆头（A型）键，l=L-b；对于方头（B型）键，l=L；对于单圆头（C型）键，l=L-0.5b。[σp]——键联接中较弱零件（一般为轮毂）的许用挤压应力，其值如表4-2-2所示。[p]——键联接中较弱零件（一般为轮毂）的许用压强，其值如表4-2-2所示。（3）平键联接如验算强度不够时，可采取如下措施：①适当增加键和轮毂的长度。当键的长度一般不应超过2.5d，否则挤压应力沿键的长度方向分布将很不均匀。②在轴上相隔180°配置两个普通平键。但强度验算时，只按1.5个平键计算。例4-2-1如图4-2-8所示，某钢制输出轴与铸铁齿轮采用键联接，已知装齿轮处轴的直径d=45mm，齿轮轮毂长L1=80mm，该轴传递的转矩T=240KN·mm，载荷有轻微冲击，试选用该键联接。解：1）选择键联接的类型：为了保证齿轮传动啮合良好，要求轴毂对中性好，故选用A型普通平键联接。2）选择键的主要尺寸：按轴径d=45mm，由表4-2-1查得键宽b=14mm，键高h=9mm，键长L=80-（5~10）=（75~70）mm，取L=70mm。标记为：GB/T1096键14×9×70。3）校核键联接强度：由表4-2-2查得铸铁材料=50~60MPa，由公式（4-2-1）计算键联接的挤压强度所选键联接强度足够。4）标注键联接公差：轴、毂公差的标注如图4-2-9所示二、花键联接花键联接有内花键和外花键组成。花键联接已标准化，按齿形的不同，分为矩形花键和渐开线花键。三、销联接销是一种常用的联接。根据销联接的用途，销可分为联接销、定位销、安全销等类型。按照销的形状，销可以分为圆柱销、圆锥销和开口销等类型。圆柱销利用微小过盈