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1、2-1 键联接,第二章 键和花键联接设计,2-2 花键联接,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。,键联接工作能力计算。,键和花键的类型、结构形式选择；,键的尺寸选择重点；,21 键联接,一、键联接的主要类型及特点,平键联接,半圆键联接,楔键联接,切向键联接,平键联接,工作原理 键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。,优点: 结构简单，装拆方便，易加工，对中性好,缺点：不能实现轴上零件的轴向固定。,应用：广泛,半圆键联接,工作原理 键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。,优点:轴上键槽用半
2、径与键相同的盘铣刀铣出，键能在轴槽中绕几何中心摆动，以适应轮毂槽底面。其优点是工艺性较好，装拆方便，,缺点：键槽较深，对轴的强度削弱较大。,主要用于载荷较轻的静联接，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接。,楔键联接,工作原理键的上下两面为工作面，其上表面和轮毂槽底均有1：100的斜 度。装配时，将键沿轴向打入轴和轮槽内，工作表面上产生很大的 正压力，工作时，依靠工作面上正压力产生摩擦力传递转矩T.,优点:能承受单方向的轴向力，对轮毂起到单向轴向固定作用。,缺点：楔紧后会使轴与轮毂产生偏心，且在受到冲击、变载荷时易松脱，,应用由于故楔键联接仅适用于定心要求不高、载荷平稳的低速场合。,切向键联接,工作原理
3、切向键由两个具有1：100斜度的楔组成，装配时，两键以其斜面相互贴合，键分别从轮毂两端打入，使之楔紧。两键合并后，上下两面平行为工作面，故轴和轮毂键槽并无斜度。依靠工作面上正压力产生摩擦力传递转矩T。,a）单向传动,b）双向传动,注意：一个切向键只能单向传动，若需双向传动时，必须用两个互成120分布的切向键。,应用切向键联接能传递很大的转矩，但对轴的强度削弱较大，故常用于直径大于100 mm，对中要求不高而载荷较大的重型机械。,二. 平键联接,普通平键用于静联接,导向平键和滑键用于动联接,普通平键联接,导向平键联接,1. 普通平键用于静联接，即轴与轮毂之间无轴向相对运动,按其端部形状，有三种结
4、构形式,1）圆头平键（A型）,指状铣刀加工键槽,但轴上键槽端部应力集 中较大，有效接触长度l 比 键的公称长度L短,l L-b,轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与键的尺寸相符键在轴槽中固定可靠。,2) 方头平键（B型）,l =L,其优点是轴上键槽用盘铣刀加工，轴的应力集中较小，键的有效接触长度等于键的公称长度,但对于尺寸较大的键需用紧定螺钉将键固定在轴上键槽中。,盘铣刀加工键槽,3) 单圆头平键（C型）,l =L-b/2,单圆头平键具有A、B键的特点,常用于轴端与轮毂类零件的联接，。,轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与 键的尺寸相符键在轴槽中固定可靠,导向平键是一种较长的平键，键用螺钉固定在轴的键槽中
5、，轴上零件可沿 键作轴向滑移。常用于轴上零件轴向位移量不大的场合。,2.导向平键用于动联接（即轴与轮毂之间有轴向相对运动）。,滑键用于动联接，轴上铣出较长的键槽，滑键固定在轮毂上， 轴上零件带动键在轴上键槽中作轴向滑移。用于轴上零件轴向位移量较 大的场合。,1. 键的类型选择键的类型应根据联接的结构特点，使用要求和工作条件来选择。,键宽b,键高h,普通平键根据被联接处轮毂 长度确定，键长L轮毂长度B，一 般可取L=B-（510）mm，并按标 准长度系列确定。,二）键的选择,2. 键的尺寸选择,导向平键根据被联接处轮毂长 度及其滑动距离来确定。,平键联接受力情况,三) 键联接的强度计算,1平键联
6、接受力分析,联接工作面（侧面）受挤压力F,式中：T转矩，Nmmd轴的直径，mm,键的截面受剪力：,2失效形式及计算准则,静联接较弱零件（通常是轮毂）被压溃。,动联接较弱零件（通常是轮毂）过度磨损。,键被剪断,对于静联接(普通平键联接）：进行较弱零件工作面挤压强度计算；,对于动联接(导向平键联接） ：进行较弱零件工作面耐磨性计算。,即：,即：,3平键联接的强度校核计算,普通平键联接工作面挤压强度条件：,导向平键联接工作面耐磨性条件：,k 键与轮毂接触高度，mm，k h/2 。,式中：p、p联接工作表面挤压应力，许用挤压应力，MPa，表2-1,p、p 联接工作表面的压强，许用压强，MPa，表2-1
7、,表2-1 键联接的许用挤压应力和许用压强 MPa,许用值,联接方式,轮毂材料,载荷性质,静载荷,轻度冲击,冲 击,静联接 （普通平键 半圆键）,钢,120 150,100 120,60 90,铸铁,70 80,50 60,30 45,动联接 （导向平键）,钢,50,40,30,单键联接能传递的转矩很有限，当传递的转矩较大、而又不能增加键的长度时，可用多键来提高联接的承载能力。如图示双键、三键，但这样会严重削弱轴的强度,两个平键组成的联接,三个平键组合的联接,花键联接是由周向均布多个键齿的轴与带有相应键齿槽轮毂孔配合而成的可拆联接。,22 花键联接,一花键联接的特点及应用,1）齿槽浅，齿根应力
8、集中小，对轴和轮毂的强度削弱小；,2）键齿对称布置，齿多接触面积大，承载能力高；,3）定心精度高，对中性和导向性好。,缺点需要专门加工设备和工具，制造成本高。,应用用于定心精度要求高，载荷大的动、静联接。,二花键联接的类型及其选择,矩形花键键齿两侧面为平面，形状简单，加工方便，可用磨削方法获得较高精度，常用于机床、汽车、拖拉机等机械中。,渐开线花键渐开线花键的齿廓为渐开线，可用切制齿轮的加工方法来加工，工艺性较好。花键齿根较厚，强度高，寿命长。但加工内花键孔的制造成本较高，常用于载荷较大，定心精度要求高，尺寸较大的联接。,矩形花键,渐开线花键,按键齿形状可分为：矩形花键和渐开线花键,一）矩形花键的参数及尺寸系列,主要参数及尺寸键齿数N、小径d、大径D、键齿宽B,花键的规格用N（齿数）d（小径）D（大径）B（齿宽）表示。,二）矩形花键的规格及标记,标记包括花键的参数、尺寸及其公差带符号、国标号。,例如： N = 6、d = 28 mm、D = 32 mm、B = 7 mm 花键的表示方法为：,花键副标记：,内花键: 628H732H107H11 GB1144-87,外花键: 628f732a117d10 GB1144-87,
