第6章 键、花键和销连接.ppt

第六章 键、花键、销和成形连接,本章学习要求：,1,、掌握键连接的类型、结构特点和应用,2,、重点掌握平键连接的强度计算,3,、熟悉花键和销连接的特点和类型,键和花键连接是最常用的轴毂连接方式，属于可拆连接。主要用于轴和轮毂之间的周向固定，并传递转矩。,销连接也常用于轴毂连接，此外，还常用来确定零件之间的相对位置（定位销），或用作安全保护装置（安全销）。,6-,1,键连接,1,平键的两侧面是工作面，,靠键与键槽侧面的相互挤压来传递转矩。,上表面与轮毂上的键槽底面之间留有间隙,。,1,平键连接,6-,1,键 连 接,一、键连接的类型、结构及特点,松连接,紧连接,键连接,平键,半圆键,楔键,切向键,特点：结构简单，装拆方便，对中性好；仅承受周向力，不承受轴向力,键都是标准件，其尺寸和键槽尺寸都有国家标准。,键连接,2,详细说明,平键,普通平键：,导向平键,滑键,分为,A,型、,B,型、,C,型。,用于静连接，,应用极为广泛,。,键 连 接,导向平键固定在轴上的键槽中，用于移动量不大的场合。,滑键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴上的键槽中移动，用于移动量较大的场合。,（,见图,6,1,）,用于,动连接,。,（见图,6,2,）,特点：安装方便。但对轴的削弱较大。,常用于锥形轴端与轮毂的连接。,详细说明,2,半圆键连接,键呈半圆形,，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中摆动，以适应轮毂上键槽的斜度。,键连接,3,楔键的上、下面为工作面，键的上表面及轮毂键槽底面均有,1:100,的斜度。工作时，键的上下面分别与轮毂和轴的键槽底面相互压紧。,3,楔键连接,详细说明,普通楔键：,钩头楔键：,特点：结构简单，装拆方便，能承受单向的轴向力。但对中性很差。,用于低速、轻载和对中性要求不高的场合。,键 连 接,分为,A,、,B,、,C,三型。,便于拆卸。,键连接,4,4,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,120,130,角的两个键。,详细说明,特点：承载能力很大，但对中性差。,常用于对中精度要求不高的重型机械中。,二、键的选择和强度校核,1,键的类型选择,（,1,）需要传递扭矩大小,（,2,）连接于轴上的零件是否沿轴滑动以及滑动距离长短,（,3,）连接的对中性要求（,8,级以上齿轮有对中性要求）,（,4,）键是否需要有轴向固定的作用,（,5,）键在轴上位置,键 连 接,键的材料为强度极限不高于,600MPa,的碳钢，常用,45,钢。,2,键的尺寸选择,详细说明,平键的截面尺寸,b,h,：,根据轴径,d,由标准中查得,；,导向平键的长度根据轮毂宽度及滑动距离确定。,键 连 接,键长,L,：,应略短于轮毂的宽度，并符合标准中规定的尺寸系列。,3,平键连接的强度校核,普通平键连接（静连接）,导向平键连接和滑键连接（动连接）,一般只校核挤压强度。,通常只进行耐磨性计算。,其主要失效形式：工作面的压溃。,其主要失效形式：工作面的过度磨损。,键连接,5,静连接的挤压强度,条件为,:,动连接的耐磨性,计算条件为：,式中：；,l,：,为键的接触长度。,键 连 接,s,p,、,p,：,为许用应力和许用压强。,（见表,6,2,）,圆头平键：,平头平键：,单圆头平键：,注意：,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。即：,虽然两个式子形式完全一样，但表示的物理意义不同,半圆键的强度计算与平键相同，失效形式为：压溃,但它的,k,据键的尺寸从标准中查取,工作长度,l,近似等于公称长度,L,。,楔键和切向键失效形式主要是工作面压溃，需校核挤压强度。,例题,键 连 接,增大长度,L,增加键的数量，如采用双键，双键位置要求：,平键：,180,对称分布,半圆键：在同一条母线上,楔键：,90120,切向键：,120130,采用花键。,键 连 接,三、提高键连接强度措施,花键连接,1,6-2,花键连接,结构：,花键连接,由,具有纵向键齿的外花键（花键轴）和内花键（花键孔）组成。,工作原理：键齿侧面是工作面。可用于静连接，也可用于动连接。,特点：受力均匀，承载能力高；对中性和导向性好；,对轴的削弱小；工艺性好，互换性好；,但：齿根仍有应力集中，加工需专门设备，成本较高；,一、花键连接的特点,一般用于定心精度要求高、载荷较大或经常滑移的场合。,花键连接,花键类型,矩形花键：键齿形状简单，加工方便，可通过磨削获得高精度。,国家标准采用,小径定心,：定心精度高，稳定性好,.,定心方式有：大径、小径和齿宽三种定心方式。,按齿高不同,轻系列：齿形小，承载能力小，用于静连接和,轻载场合,中系列：齿形大，用于中载场合,花键连接,矩形花键,渐开线花键,均标准化,花键连接,2,花键连接,渐开线花键：,结构：齿廓为渐开线,定心方式：齿形定心（当齿受载时，齿上的径向力能起到自动定心作用，有利于各齿均匀受载）,压力角,30,压力角,45,渐开线花键,压力角,=30,：齿形高大（齿顶高为,0.5m,），承载较大，可用于中等载荷。,压力角,=45,：齿形钝短（齿顶高为,0.4m,），承载能力较低，对连接件的削弱较少，用于载荷较轻、直径较小的静连接，特别适用于薄壁连接。,花键连接,特点,:,（,1,）工艺性能好，加工方法同齿轮，精度较高；,（,2,）齿根强度高，应力集中小，易于定心；,（,3,）与齿轮比：齿较短，齿根宽，不发生根切的齿数少,应用：用于转矩大，轴较大的场合。,二、花键连接强度计算,1,、强度计算步骤,（,1,）据连接结构特点、使用要求和工作条件选择类型；,（,2,）据轴径选花键尺寸：齿数,轴径,外径,宽度、配合；,（,3,）强度计算,2,、失效形式,其主要失效形式是工作面被压溃（静连接）或工作面过度磨损（动连接）。,静连接,：,动连接,：,式中,:,花键连接,3,s,p,、,p,为花键连接的许用挤压应力和许用压强，,见表,6,3,。,矩形花键,键的工作高度为：,渐开线花键,a,=30,，,h,=,m,a,=45,，,h,=0.8,m,花键连接,3,、强度计算,d,m,：花键的平均直径,6-3,销连接,按用途不同，一般分为：,定位销、连接销、安全销,。,按结构形式不同分为：,圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销,等。,销连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。,销连接,详细说明,详细说明,销的材料为,35,、,45,钢（开口销为低碳钢）。,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,本章小结,1,、掌握键连接的类型、结构特点和应用,2,、重点掌握平键连接的强度计算,3,、熟悉花键和销连接的特点和类型,