第5章 轴毂连接

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1、机械设计机械设计（5 5）思考与练习思考与练习销连接销连接 花键连接花键连接 第五章第五章 轴毂连接轴毂连接其他轴毂连接其他轴毂连接键连接键连接 键连接11 1平键连接平键连接5.1 5.1 键键 连连 接接一、键连接及其应用一、键连接及其应用键是一种标准件，主要是实现轴与轴上零件的周向固定并传递转矩，有键是一种标准件，主要是实现轴与轴上零件的周向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。 键的类型：键的类型：平键、半圆键、平键、半圆键、楔键、切向键楔键、切向键原理：原理：靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。工作面

2、：工作面：两侧面。两侧面。轴向承载情况：轴向承载情况：不能承受轴向力。不能承受轴向力。特点：特点：结构简单，拆装方便，对中性好，应用广泛。结构简单，拆装方便，对中性好，应用广泛。 普通平键普通平键 薄平键薄平键 导向平键导向平键 滑键滑键平键的类型平键的类型：5.1 5.1 键键 连连 接接（1 1）普通平键）普通平键 用于轴毂间无相对轴向运动的用于轴毂间无相对轴向运动的静联接静联接。按端部形状分。按端部形状分圆头（圆头（A A型）、平头（型）、平头（B B型）、单圆头（型）、单圆头（C C型）型） 轮毂上的键槽加工方法：轮毂上的键槽加工方法：可用可用插刀插刀或或拉刀拉刀加工。加工。轴上键槽的

3、加工方法轴上键槽的加工方法指状铣刀加工指状铣刀加工盘状铣刀加工盘状铣刀加工（2 2）薄型平键：）薄型平键：结构特点：结构特点：键高约为普通平键的键高约为普通平键的60%70%60%70%。传递转矩较小。传递转矩较小。 分类：分类：分为圆头、方头、单圆头。分为圆头、方头、单圆头。 用途：用途：适用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接。适用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接。（3 3）导向平键）导向平键动联接动联接 （4 4）滑键）滑键5.1 5.1 键键 连连 接接导向键导向键键不动，轮毂轴向移动键不动，轮毂轴向移动滑键滑键键随轮毂移动键随轮毂移动5.1 5.1 键键 连连 接接2 2

4、、半圆键、半圆键 半圆键联接半圆键联接缺点：缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大。只适用于轻载连接。轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大。只适用于轻载连接。原理：原理：靠键与键槽靠键与键槽侧面的挤压传递转侧面的挤压传递转矩。矩。工作面：工作面：两侧面。两侧面。轴向承载情况：轴向承载情况：不能承受轴向力。不能承受轴向力。特点：特点：制造简单，工艺性好，拆装方便，对中性好，可自动适应轮制造简单，工艺性好，拆装方便，对中性好，可自动适应轮 毂键槽的斜度。适用于锥形轴与轮毂的联接。毂键槽的斜度。适用于锥形轴与轮毂的联接。5.1 5.1 键键 连连 接接3 3、楔键连接、楔键连接原理：原理：靠键与键槽面间

5、及轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。靠键与键槽面间及轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。工作面：工作面：上下两底面，有上下两底面，有1 1：100100斜度（侧面有间隙）斜度（侧面有间隙） 。轴向承载情况：轴向承载情况：能轴向固定零件，承受单方向的轴向力。能轴向固定零件，承受单方向的轴向力。特点：特点：结构简单，但对中性差。结构简单，但对中性差。应用：应用：适用于低速、轻载和对传动精度要求不高的连接。钩头只用于适用于低速、轻载和对传动精度要求不高的连接。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长轴端联接，如在中间用键槽应比键长2 2倍才能装入，且要装安全罩倍才能装入，且要装安全罩 。普通楔键普通楔键

6、钩头楔键钩头楔键5.1 5.1 键键 连连 接接4 4、切向键、切向键原原 理：理：靠工作面上的挤压力来传递转矩。靠工作面上的挤压力来传递转矩。工作面：工作面：两键沿斜面拼接后相互平行的两个窄面两键沿斜面拼接后相互平行的两个窄面。轴向承载情况：轴向承载情况：能轴向固定零件，承受能轴向固定零件，承受单方向单方向的的轴向力。轴向力。 特点：特点：适用于大载荷，对中要求不严的场合。适用于大载荷，对中要求不严的场合。一组切向键一组切向键只能只能 传递传递单向转矩单向转矩，传递双向转矩传递双向转矩必须采用必须采用两组切向键。两组切向键。二、键的选择和强度校核二、键的选择和强度校核1键的选择键的选择bh根

7、据轴径根据轴径d由标准中查得，键的长度参考轮毂的长度确由标准中查得，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。定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。 键的截面尺寸键的截面尺寸bh及键长及键长L。2 2平键连接的失效和强度校核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。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度磨损，对于导向平键连接和滑键

8、连接，其主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。 5.1 5.1 键键 连连 接接(1)(1)类型类型(2)(2)尺寸尺寸根据键连接的结构特点、使用要求、工作条件根据键连接的结构特点、使用要求、工作条件 设键侧面的作用力沿键的工作长度设键侧面的作用力沿键的工作长度和高度均匀分布，则和高度均匀分布，则普通平键的强度条普通平键的强度条件件为为: : 2ppkldTklF当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180布置。考虑到两布置。考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度

9、校核中可按个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。个键计算。2bLlbLlLl ( (双圆头平键双圆头平键) )( (平头平键平头平键) )( (单圆头平键单圆头平键) ) pkldTp2导向平键和滑键连接的强度条件导向平键和滑键连接的强度条件为：为：例题2hk 式中：式中： p、p为许用应力与许用压力为许用应力与许用压力 5.1 5.1 键键 连连 接接5.1 5.1 键键 连连 接接例题：试设计减速器中直齿圆柱齿轮与轴的键连接。已知，装齿轮处的轴直径例题：试设计减速器中直齿圆柱齿轮与轴的键连接。已知，装齿轮处的轴直径d d=70mm=70mm，齿轮的轮毂宽度为，齿轮的轮毂宽

10、度为100mm100mm，齿轮传递的转矩，齿轮传递的转矩T T=2200N=2200Nmmmm，载，载荷有轻微的冲击，设计此键连接。荷有轻微的冲击，设计此键连接。解：解：(1)(1)确定键连接的类型确定键连接的类型(2)(2)确定键的尺寸确定键的尺寸(3)(3)校核键的强度校核键的强度(4) (4) 键的标准标记键的标准标记选择选择A A型双圆头普通平键连接型双圆头普通平键连接根据轴的直径根据轴的直径d d=70mm=70mm，查，查表表5-15-1得得bh=20=2012mm12mm；根据齿轮轮毂宽度根据齿轮轮毂宽度100mm100mm，查表查表5-15-1，取，取L L=90mm=90mm