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1、第26讲键连接及强度计算8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础第11章 联 接11-1 螺纹参数11-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁11-3 机械制造常用螺纹11-4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件11-5 螺纹联接的预紧和防松11-6 螺栓联接的强度计算11-7 螺栓的材料和许用应力11-8 提高螺栓联接强度的措施11-9 键联接和花键联接11-10 销 联 接8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础11-9 键联接和花键联接 一、键联接的类型一、键联接的类型 键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以
2、传递转矩。转矩。有些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或有些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。轴向移动。 键是标准件键是标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键等。，分为平键、半圆键、楔键和切向键等。设计时应根据各类键的结构和应用特点迸行选择。设计时应根据各类键的结构和应用特点迸行选择。1.1.平键联接平键联接 平键的两侧面是工作面平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有，上表面与轮毂槽底之间留有间隙间隙( (图图11-34)11-34)。8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础 平键定心性较好、装拆方便平键定心性较好、装拆方便。常用的平键有。常用的平键有普
3、通平键普通平键和和导导向平键向平键两种。两种。8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础 普通平键的端部形状可制成普通平键的端部形状可制成圆头圆头(A(A型型) )、方头方头(B(B型型) )或或单圆头单圆头(C(C型型) )，如，如表表11-911-9所示。圆头键的轴槽用指形所示。圆头键的轴槽用指形铣刀加工，键在槽中固定良好，但轴上键槽端部的应铣刀加工，键在槽中固定良好，但轴上键槽端部的应力集中较大、方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中力集中较大、方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。单圆头键常用于轴端。普通平键应用最广。较小。单圆头键常用于轴端。普通平键应用最广。 导向平
4、键较长，需用螺钉固定在轴槽中，为了便于装导向平键较长，需用螺钉固定在轴槽中，为了便于装拆，在键上制出起健螺纹孔拆，在键上制出起健螺纹孔( (图图11-34b11-34b) )。 这种键能实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。这种键能实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础2.2.半圆键联接半圆键联接 半圆键也是以两侧面为工作面半圆键也是以两侧面为工作面，它与平键一样具有定心它与平键一样具有定心较好的优点。半圆键能在轴槽中摆
5、动以适应毂槽底面，较好的优点。半圆键能在轴槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便。它的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适用于装配方便。它的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联接轻载联接。 锥形轴端采用半圆键联接在工艺上较为方便。锥形轴端采用半圆键联接在工艺上较为方便。8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础3.3.楔键联接和切向键联接楔键联接和切向键联接 楔健的上下面是工作面楔健的上下面是工作面，如，如图图11-3611-36所示，键的上表所示，键的上表面有面有1 1：100100的斜度，轮毂键槽的底面也有的斜度，轮毂键槽的底面也有1 1：100100的的斜度，把楔键打入轴和毂槽
6、内时，其工作面上产生很斜度，把楔键打入轴和毂槽内时，其工作面上产生很大的预紧力大的预紧力F Fn n。工作时，主要靠摩擦力工作时，主要靠摩擦力f Fn f Fn 传递转矩传递转矩T T，并能承受单方向的轴向力并能承受单方向的轴向力。 由于楔键打入时，迫使轴和轮毂产生偏心由于楔键打入时，迫使轴和轮毂产生偏心e e，因此因此楔楔键仅适用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的联键仅适用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的联接接。 楔键分为楔键分为普通楔键普通楔键和和钩头楔键钩头楔键两种。两种。钩头楔键的钩头钩头楔键的钩头是为了拆键用的。是为了拆键用的。8/30/20248/30/2024机械设计基础机
7、械设计基础8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础 切向健是由一对楔切向健是由一对楔键组成键组成( (图图11-37a)11-37a)，装配时将两键楔装配时将两键楔紧。紧。键的窄面是工键的窄面是工作面作面。 工作面上的压力沿工作面上的压力沿轴的切线方向作用，轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。能传递很大的转矩。当双向传递转矩时，当双向传递转矩时，需用两对切向健并需用两对切向健并分布成分布成120130120130。8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础 二、平键联接的强度校核二、平键联接的强度校核 键的材料采用强度极限键的材料采用强度极限 B B不小于
8、不小于600MPa600MPa的碳素钢，通常用的碳素钢，通常用 4545钢。当轮毂用非铁金属或非金属材料时，键可用钢。当轮毂用非铁金属或非金属材料时，键可用2020或或Q235Q235钢。钢。键的截面尺寸应按轴径键的截面尺寸应按轴径d d从键的标准中查取；键的从键的标准中查取；键的长度长度L L可参照轮毂长度从标准中选取可参照轮毂长度从标准中选取。必要时应迸行强度校。必要时应迸行强度校核（见核（见表表11-911-9）。）。 平键联接的主要失效形式是工作面的压溃和磨损平键联接的主要失效形式是工作面的压溃和磨损（对于动（对于动联接）。除非有严重过载，一般不会出现键的剪断。联接）。除非有严重过载，
9、一般不会出现键的剪断。 设载荷为均匀分布，由图设载荷为均匀分布，由图11-3811-38可得可得平键联接的挤压强度条平键联接的挤压强度条件件8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础 对于导向平链联接（动联搂）。计算依据是磨损，应限对于导向平链联接（动联搂）。计算依据是磨损，应限制压强。即制压强。即 式中：式中：T T为转矩，为转矩，NmmNmm；d d为轴径、为轴径、h h为键的高度、为键的高度、l l为键的工为键的工作长度，作长度，mmmm；p p 为许用挤压应力、为许用挤压应力、 p p 为许用压强，为许用压强
10、，MPaMPa ( (见表见表11-1011-10）。）。8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础 若强度不够时，可采用两若强度不够时，可采用两个键按个键按180180布置。考虑到布置。考虑到载荷分布的不均匀性，在载荷分布的不均匀性，在强度校核中可按强度校核中可按1.51.5个键计个键计算。算。 轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接称为称为花键花键联接联接。齿的侧面是工作面齿的侧面是工作面。由于是多齿传递载荷，所。由于是多齿传递载荷，所以以花键联接比平健联接具有承载能力高，对轴削弱程花键联接比平健联接具有承载能力高，对轴削弱程度小，定
11、心好和导向性能好等优点。它适用于定心精度小，定心好和导向性能好等优点。它适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接。度要求高、载荷大或经常滑移的联接。三、花键联接8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础 花健联接按其齿形不同，可分为一般常用的花健联接按其齿形不同，可分为一般常用的矩形花键矩形花键和强度高的和强度高的渐开线花键渐开线花键以及用于薄壁联接的以及用于薄壁联接的三角形花三角形花键键。 花键联接可以做成静联接，也可以做成动联接，一般只花键联接可以做成静联接，也可以做成动联接，一般只验算挤压强度和耐磨性验算挤压强度和耐磨性。8/30/20248/30/2024机械设计
12、基础机械设计基础11-10 销 联 接 销的主要用途是固定零件之间的相互位置，并可传递不大销的主要用途是固定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷的载荷。 销的基本形式为销的基本形式为圆柱销圆柱销和和圆锥销圆锥销。还有大端具有外螺纹的。还有大端具有外螺纹的圆锥销或小端带外螺纹的圆锥销等许多特殊形式。圆锥销或小端带外螺纹的圆锥销等许多特殊形式。8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础 销的常用材料为销的常用材料为3535、4545钢。钢。 图图11-42a11-42a是带槽的圆柱销，销上有三条压制的纵向沟槽，是带槽的圆柱销，销上有三条压制的纵向沟槽，图图b b是放大的俯视图，
13、其细线表示打入销孔前的形状，是放大的俯视图，其细线表示打入销孔前的形状，实线表示打入后变形的结果，这使销与孔壁压紧，不易实线表示打入后变形的结果，这使销与孔壁压紧，不易松脱，能承受振动和变载荷。使用这种销联接时，销孔松脱，能承受振动和变载荷。使用这种销联接时，销孔不需要铰制，且可多次装拆。不需要铰制，且可多次装拆。返回目录8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础内容小结键连接的分类及结构形式键的选择和平键的强度计算花键连接的特点及应用销连接，过盈配合连接简介 8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础作业布置 P206 11-16 8/30/20248/30/2024机械设计基础机械设计基础
