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1、机电工程学院 张锋 机械设计第四章 第四章 其他常用连接 4.1 键连接 4.1.1 平键连接 工作原理：平键的两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有 间隙（如图），工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递 转矩，故定心性较好。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 键槽的加工 轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工， 轮毂上的键槽可用插削或拉削。 普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静连接。 导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动连接 。 根据用途，平键又可分为 普通平键 导向平键 滑键 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 1.普通平键 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 机电工程学院 张锋 机械
2、设计第四章 键联接4 键的选择和强度校核 1键的尺寸选择 bh根据轴径d由标准中查得，键的长度参考轮毂 的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规 定的尺寸系列。 平键的尺寸主要是键的截面尺寸bh及键长L 。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 2平键连接的失效和强度校核 对于普通平键连接（静连接），其主要失效形式是 工作面的压溃，有时也会出现键的剪断，但一般只作连 接的挤压强度校核。 对于导向平键连接和滑键连接，其主要失效形式是 工作面的过渡磨损，通常按工作面上的压力进行条件性 的强度校核计算。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 平键连接的受力分析
3、主要失效形式 是键、轴槽 、和毂槽三者中强度最弱的工 作面被压溃。 强度条件为（挤压应力）： MPa 式中：P工作面的挤压应力，MPa T传递的转矩，N.mm d轴的直径 K 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 键的材料常用（B 600MPa ）：45钢、20钢、Q235 钢 l键的工作长度，mm A型 l=L-b B型 l=L C型 l=L-b/2 L、b为键的公称长度和键宽 k键与毂槽的接触高度 P许用挤压应力（P56表4.1） 如若强度不够，加双键按180布置，考虑载荷分布的 不均匀性，按1.5个键计算 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 2.导向平键连接 机电工程学院 张锋 机械设计第
4、四章 导向平键用于动连接 导向平键连接主要失效形式是工作面的磨损 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 （圆头平键） （平头平键） （单圆头平键 ） 导向平键和滑键连接的强度条件为： 键联接5 式中： sp、p为许用应力与许用压强（表6.1） 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 4.1.2 半圆键连接 键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底面间有间隙 。 强度计算方法与平键相似。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 4.1.3 楔键连接 楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。键 的上表
5、面与键槽底面均有1:100 的斜度。工作时，键 的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧， 靠其摩擦力和挤压传递扭矩。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 键联接3 切向键 由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩， 传递双向转矩时，须用互成120130角的两个键。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 花键联接1 4.2 花键连接 花键连接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成 的连接。其工作面是键齿侧。 花键连接是多齿传递载荷，故比平键连接的承载能力高，定心性和导 向性好，对轴的削弱小(齿浅、应力集中小)； 花键
6、连接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。 花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。 花键连接按齿形不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类，且均已标 准化。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 4.2.1 矩形花键连接 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 4.2.2 渐开线花键 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 4.3 销连接 根据销的用途不同，一般有：定位销、连接销、安全销。 根据销的结构形式有：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。 销联接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可 用于轴和轮毂或其他零件的连接。 销联接 销的材料为35、
7、45钢（开口销为低碳钢），许用应力t=80MPa，许用 挤压应力sp与键连接的挤压应力相同。 槽 销销轴和开口销开尾圆锥销 圆柱销圆锥销内螺纹圆锥销 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 型面连接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合以传 递运动和转矩的可拆连接，它是无键连接的一种型式。 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑 出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应 用较多的是带切口圆形和正六边形型面。 由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接的 应用。 一、型面连接 4.4 无键连接 型面联接 机电工程学院 张锋
8、 机械设计第四章 胀紧联接 胀套的尺寸选择： 胀紧联接是在毂孔与轴之间装入胀紧联接 套（简称胀套），在轴向力作用下，同时胀紧 轴与毂而构成的一种静联接。 各型胀套已标准化，选用时可根据轴、毂 尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型 号和尺寸。 选择时应满足： 传递转矩时 传递轴向力时 传递联合作用的转矩和轴向力时 键联接4 二、胀紧联接 当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联使用，此时总的额 定载荷为： m为额定载荷系数 。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 三、其它连接 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 4.5 焊接和胶接（自学） 4.5.1
9、 焊接 1 焊接的类型、特点和应用 焊接是借助加热或加压使两个金属元件在连接处形成原子或分子 间的结合而构成的不可拆连接。 焊焊接方法原理及特点 应应用范围围 被焊焊接材料接头类头类 型特点备备注 气焊焊 利用乙炔和氧气等可燃气体燃烧烧 发热发热 来熔化焊焊件及焊焊条。 变变形大、焊焊接质质量不高、 生产产率较较低 碳钢钢、铸铁铸铁 、铝铜铝铜 及其合金等 对对接 用于载载荷不大的结结 构 常用于焊焊接薄钢钢板、黄铜铜 和焊补铸铁焊补铸铁 件；也可作 为为 钎焊钎焊 、热处热处 理等的加热热 热热 源 手工电电弧焊焊 利用电电弧产产生高温熔化金属进进 行焊焊接。操作灵活方便但 生产产率较较低
10、碳钢钢、低合金钢钢、 不锈钢锈钢 、铸铸 铁铁、铝铜铝铜 及其 合金 对对接、搭接 、丁 字接 可用于紧紧固、紧紧密 型的焊缝焊缝 具有较较高的灵活性、是目 前应应用最广泛的一种方法 表4.3 常用焊接方法及其特点 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 焊焊接方法原理及特点 应应用范围围 被焊焊接材料接头类头类 型特点备备注 埋弧自动焊动焊 利用电电弧加热热、渣保护进护进 行焊焊 接。焊焊接质质量稳稳定、生产产 率高、焊焊件变变形小 碳钢钢、低合金钢钢、 铝铜铝铜 及其合金 对对接、搭接 可用于紧紧固、紧紧密 型的焊缝焊缝 适用于大批量生产产的长长直 焊缝焊缝 及环缝环缝 等离子弧焊焊 利用等离
11、子弧加热进热进 行焊焊接， 不开坡口，一次焊焊成 合金钢钢、铜铜合金及 钨钨、钼钼、钴钴、 钛钛等难难熔金属 对对接 适用于薄壁件的焊焊 接，焊焊接质质量 好 可焊焊箔材、微型电电容器及 薄壁容器。但设备设备 复杂杂、气体消耗量 大 电电子束焊焊 利用在真空中电电子轰击轰击 金属表 面产产生的热热量来熔化金属 。金属不氧化、无污污染、 焊缝焊缝 表面平滑、熔合好、 无缺陷 低合金钢钢、不锈钢锈钢 、高强度钢钢、 铝铝、钛钛、锆锆、 钼钼、铍铍、钽钽， 也可焊焊接异种 金属 对对接、搭接 、丁 字接 适用于焊焊接要求变变 形小的经过经过 精 加工的零件或 贵贵重零件的补补 焊焊，且焊焊后不 需再
12、加工 含锌锌高的铝铝合金、黄铜铜、 未脱氧的低碳钢钢等 不能焊焊。焊焊件尺寸 收真空室限制，用 于原子能、航空、 航天等部门门 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 金属名称碳钢钢不锈钢锈钢青铜铜 黄铜铜铝铝 铝铝好不能焊焊接 尚好，但 焊缝焊缝 脆弱 不好好 黄铜铜好好好好 青铜铜好好好 不锈钢锈钢好好 碳钢钢好 表4.4 常用异种金属间的焊接性 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 塑料名称 焊焊接性 焊焊接 温度 电电加热热火加热热机械加热热 接 触 加 热热 高频频 电电流 加热热 热热空 气加 热热 热热惰 性气 体加 热热 热热混 合气 体加 热热 摩 擦 加 热热 热热工 具加 热热
13、 聚乙烯烯（板材 、薄膜） 好好好一般好 140 180 聚乙烯烯（棒料 、管） 好好好好好 140 180 聚酰酰胺好好好好好 160 230 有机玻璃好一般一般 一 般 好 200 220 氟塑料（板材 、薄膜） 好一般一般一般好 380 385 表4.5 常用热塑性塑料的焊接性 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 2 焊接接头形式 1 对接接头 主要用于连接面基本上在同一平面上的金属板，接头受力比 较均匀，传力效率高，应力集中较低可获得较好的综合 性能，是重要零件和结构的优选接头，应用比较广泛。 其缺点是焊接前准备工作量较大，组装费工时，并且焊 接变形也较大。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 2）搭接接头 应力集中比对接接头严重，因此其工作应力分布较复杂。 但是由于其焊前准备和装配工作比对接接头要简单得多， 因此广泛用于工作条件良好且又不重要的结构中。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 3）丁字（十字）接头 丁字接头和十字接头是连接相互垂直板件的重要接头型式，丁 字（十字）接头中角焊缝的根部和过渡处都有很大的应力集 中，开坡口并焊透是降低应力集中的重要措施之一。 机电工程学院 张锋 机械设计第四章 4）角接接头 角接接头常用于箱形构件 机电工程学院 张锋 机械设计第四章
