机械基础键连接和销连接整理.ppt

2024/5/11 周六1轴毂联接的分类：轴毂联接的分类：轴毂联接的功用：轴毂联接的功用：对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。1键联接键联接2花键联接花键联接3销联接销联接2024/5/11 周六22024/5/11 周六32024/5/11 周六4一类型一类型：（：（有四种）有四种）1平键平键（静联接、动联接）：只起（静联接、动联接）：只起周向定位周向定位作用作用不起不起轴向定位轴向定位作用，作用，不能承担轴向力不能承担轴向力。(2)薄型平键薄型平键静联接静联接（薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）（薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）(3)导向平键导向平键动联接动联接（轮毂在轴上移动）（轮毂在轴上移动）(4)滑键滑键动联接动联接(1)普通平键普通平键静联接静联接（轮毂在轴上不移动）（轮毂在轴上不移动）圆头圆头(A型型)方头方头(B型型)单圆头单圆头(C型型)键连接平键连接的结构及基本类型平键连接的结构及基本类型工作面：工作面：两侧面两侧面（通过轴上键槽和轮毂键槽与键的侧（通过轴上键槽和轮毂键槽与键的侧 面接触传递扭矩）面接触传递扭矩）特点：特点：易于制造，装拆方便，轴与轴上零件的对中易于制造，装拆方便，轴与轴上零件的对中性好等；但它不能实现轴上零件的轴向固定。性好等；但它不能实现轴上零件的轴向固定。圆头（圆头（A型）型）方头（方头（B型）型）单圆头（单圆头（C型）型）普通普通平键平键类型类型2024/5/11 周六6工作面工作面2024/5/11 周六7(1)普通平键普通平键静联接静联接圆头圆头(A型型)方头方头(B型型)单圆头单圆头(C型型)：用于轴端：用于轴端工作面工作面工作面为两侧面工作面为两侧面顶面与轮毂间要有间隙顶面与轮毂间要有间隙2024/5/11 周六8一、键联接的类型与构造一、键联接的类型与构造 主要类型：平键、半圆键、主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键楔键、切向键1、平键、平键 1）普通平键）普通平键 用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动 构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩；键的剪切传递扭矩；轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插刀加工。轮毂槽用拉刀或插刀加工。9一、键连接（3）平）平键连接的配合种类和应用键连接的配合种类和应用平键平键连结采用基轴制配合，按键宽配合的松紧程度不同，分成连结采用基轴制配合，按键宽配合的松紧程度不同，分成较松键连结、一般键连结和较紧键连结三种。三种连结的键宽、轴较松键连结、一般键连结和较紧键连结三种。三种连结的键宽、轴槽宽和轮毂槽宽的公差及其应用见有关标准。槽宽和轮毂槽宽的公差及其应用见有关标准。2024/5/11 周六10(2)薄型平键薄型平键静联接静联接（高度为普通平键的（高度为普通平键的6070%）（薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）（薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）圆头圆头(A型型)方头方头(B型型)单圆头单圆头(C型型)：用于轴端：用于轴端薄型平键的分析与普通平键一样薄型平键的分析与普通平键一样2024/5/11 周六113）导向平键与滑键）导向平键与滑键用于动联接，即轴与轮毂用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接之间有相对轴向移动的联接 滑键键随轮毂移动导向键键不动，轮毂轴向移动特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，多用于高精度联接。用可靠，多用于高精度联接。但只能圆周固定，不能承受轴向力但只能圆周固定，不能承受轴向力 2024/5/11 周六12(3)导向平键导向平键动联接动联接：零件滑移距离较小时：零件滑移距离较小时用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行(4)滑键滑键动联接动联接：零件滑移距离较大时：零件滑移距离较大时滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在键槽中滑行滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在键槽中滑行工作面为两侧面，顶面与轮毂间要有间隙工作面为两侧面，顶面与轮毂间要有间隙工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙（图上未画出）工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙（图上未画出）2024/5/11 周六132024/5/11 周六14起键螺孔起键螺孔3）导向平键（）导向平键（导向平键和滑键都用于轮毂需作轴向移动的动连接。）导向平键和滑键都用于轮毂需作轴向移动的动连接。）零件可以在轴上移动，构成动连接。零件可以在轴上移动，构成动连接。滑移距离较大时，平键过长，制造困难，故可采用滑键。结构特点：结构特点：长度较长，需用螺钉固定。长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起键螺孔。为便于装拆，制有起键螺孔。潘存云教授研制固定螺钉固定螺钉潘存云教授研制潘存云教授研制起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉2024/5/11 周六154）滑键）滑键双钩头滑键双钩头滑键结构特点：结构特点：两端有钩头，键固定在轮毂上，键短，槽长。两端有钩头，键固定在轮毂上，键短，槽长。潘存云教授研制潘存云教授研制2024/5/11 周六16单圆钩头滑键单圆钩头滑键结构特点：结构特点：单圆钩头，嵌入轮毂中。单圆钩头，嵌入轮毂中。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制2024/5/11 周六172024/5/11 周六182024/5/11 周六19表表6-1普通平键和键槽尺寸（普通平键和键槽尺寸（GB1095 79、GB1096 79）A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或rLLLbhbtd-tbt1d+t1标记实例：标记实例：圆头普通平键圆头普通平键(A型型):键键16100 GB1096 79 方头普通平键方头普通平键(B型型):键键B16100 GB1096 79单圆头普通平键单圆头普通平键(C型型):键键C16100 GB1096 79潘存云教授研制d2024/5/11 周六20潘存云教授研制d b h C或或r L t t1 半径半径r 续表续表6-1键的尺寸键的尺寸键键 槽槽轴的直径轴的直径自自 68 2 2 620 1.2 1 810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.8 1217 5 5 1056 3.0 2.3 1722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.25 2230 8 7 1890 4.0 3.3 3038 10 8 22110 5.0 3.3 3844 12 8 28140 5.0 3.3 4450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.4 5058 16 10 45180 6.5 4.3 5865 18 11 50200 7.0 4.4 6575 20 12 56220 7.5 4.9 7585 22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.62024/5/11 周六2113.6 轴毂联接平键的尺寸2024/5/11 周六222半圆键半圆键静联接静联接 具有自调整性，装配工艺性好但键槽对轴的强度削具有自调整性，装配工艺性好但键槽对轴的强度削弱较大，用于轴端、轻载场合弱较大，用于轴端、轻载场合工作面为两侧面工作面为两侧面，顶面与轮毂间要有间隙，顶面与轮毂间要有间隙2024/5/11 周六232、半圆键、半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。侧面的挤压来传递扭矩。2024/5/11 周六24潘存云教授研制2.半圆键半圆键连接连接优点：优点：定心好，装配方便。定心好，装配方便。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。缺点：缺点：对轴的削弱较大，只适对轴的削弱较大，只适 用于轻载连接。用于轻载连接。特别适用于锥形轴端的连接。特别适用于锥形轴端的连接。潘存云教授研制工作面工作面2024/5/11 周六25潘存云教授研制3.楔键楔键连接和切向键连接连接和切向键连接结构特点：结构特点：键的上表面有键的上表面有1:100的斜度，的斜度，轮毂槽的底面也有轮毂槽的底面也有1:100的斜度。的斜度。缺点：缺点：定心精度不高。定心精度不高。应用：应用：只能应用于定心精度不高，载荷只能应用于定心精度不高，载荷 平稳和低速的连接。平稳和低速的连接。安装时用安装时用力打入力打入工作面工作面潘存云教授研制2024/5/11 周六26特特 点点：适用于低速轻载、精度要求不高。对中：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。倍才能装入。且要罩安全罩且要罩安全罩 普通楔键：上、下面为工作表面，有普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100 斜度斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力递扭矩，并可传递小部分单向轴向力2024/5/11 周六274切向键切向键静联接静联接由一对斜度为由一对斜度为1：100的楔键组成，其的楔键组成，其工作面是由一工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。单个时只单个时只能传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的能传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的双键且夹角在双键且夹角在120-135之间。一般用于直径大之间。一般用于直径大于于100cm的轴上，如大型带轮、飞轮的轴上，如大型带轮、飞轮2024/5/11 周六282024/5/11 周六292024/5/11 周六305 52 2 花键联接花键联接 花花键键联联接接是是由由多多个个键键齿齿与与键键槽槽在在轴轴和和轮轮毂毂孔孔的的周周向向均布而成均布而成 花键齿侧面为工作面花键齿侧面为工作面适用于动、静联接适用于动、静联接 2024/5/11 周六31一类型（内外之分）一类型（内外之分）.1矩形花键：矩形花键：轻系列用于静联接、轻载轻系列用于静联接、轻载 中系列用于中等载荷中系列用于中等载荷定心方式：小径定心定心方式：小径定心内、外花键均可用磨削的方法加工内、外花键均可用磨削的方法加工。花键连接花键连接2024/5/11 周六32一、类型、特点和应用一、类型、特点和应用 1、特点：、特点：1）齿较多、工作面积大、承载能力较高）齿较多、工作面积大、承载能力较高2）键均匀分布，各键齿受力较均匀）键均匀分布，各键齿受力较均匀3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少减少4）轴上零件对中性好）轴上零件对中性好5）导向性较好）导向性较好6）加工需专用设备、制造成本高）加工需专用设备、制造成本高2024/5/11 周六332、花键类型、花键类型 按齿形分：按齿形分：矩形花键矩形花键 矩形花键联接按新矩形花键联接按新标准为内径定心，定标准为内径定心，定心精度高，定心稳定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理磨，磨削消除热处理后变形，应用广泛后变形，应用广泛2024/5/11 周六34 渐开线花键渐开线花键 定定心心方方式式为为齿齿形形定定心心，当当齿齿受受载载时时，齿齿上上的的径径向向力力能能自自动动定定心心，有有利利于于各各齿齿均均载载，应应用用广广泛泛，优优先先采用采用 三角形花键三角形花键齿数较多，齿较小，对轴强度削弱齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。适于轻载、直径较小时及轴与薄小。适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联接应用较少壁零件的联接应用较少 2024/5/11 周六355 53 3 无键联接无键联接 用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接 一、型面联接一、型面联接 轴和毂孔有柱形和圆锥形等。轴和毂孔有柱形和圆锥形等。2024/5/11 周六366 63无键连接无键连接 型面连接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与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，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。它是无键连接的一种型式。一、型面连接一、型面连接 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、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，故型面连接的应用获得了发展。应用较多的是带的，故型面连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。切口圆形和正六边形型面。由于型面连接要用到由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加工非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面连接的困难，限制了型面连接的应用。应用。潘存云教授研制2024/5/11 周六37潘存云教授研制潘存云教授研制配合部配合部分形状分形状柱体柱体锥体锥体只能传递扭矩只能传递扭矩能同时传递扭矩和轴向力，能同时传递扭矩和轴向力，用于用于不允许有间隙和要求高可靠性的场合。不允许有间隙和要求高可靠性的场合。(1)装拆方便，对中性好；装拆方便，对中性好；型面连接的特点：型面连接的特点：(2)连接面上没有应力键槽和尖角，减少了应力集中；连接面上没有应力键槽和尖角，减少了应力集中；(3)可传递较大的扭矩；可传递较大的扭矩；(4)切削加工有难度，不易保证配合精度。切削加工有难度，不易保证配合精度。但随着成型工艺的发展，促进了型面连接的应用。2024/5/11 周六38DD常用连接型面有：常用连接型面有：带切口的圆形带切口的圆形电风扇方形方形六边形六边形等距曲线等距曲线胀紧连接是在轴与毂孔之胀紧连接是在轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧连接套，间装配一个或几个胀紧连接套，在轴向力的作用下，同时胀紧在轴向力的作用下，同时胀紧轴与毂产生压紧力，靠摩擦力轴与毂产生压紧力，靠摩擦力传递转矩和轴向力的一种静连传递转矩和轴向力的一种静连接。接。二、胀紧连接二、胀紧连接 结构类型：结构类型：Z1型胀套、型胀套、Z2型胀套型胀套潘存云教授研制潘存云教授研制2024/5/11 周六39潘存云教授研制潘存云教授研制两个胀紧套两个胀紧套1)Z1型胀套型胀套2)Z2型胀套型胀套 Z1型胀套中，与轴或毂孔贴合的套筒均有纵向间隙，以利于变形和胀紧。拧紧连接螺钉，便可以将轴和毂涨紧。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制一个胀紧套一个胀紧套潘存云教授研制潘存云教授研制2024/5/11 周六40二、胀紧联接二、胀紧联接 如如下下图图为为弹弹性性环环联联接接利利用用锥锥面面贴贴合合并并挤挤紧紧在在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢，弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢，（65，70，55Cr2、60Cr2）并经热处理。）并经热处理。锥角一般为锥角一般为12.517，另外要求内、外环锥面配，另外要求内、外环锥面配 合良好。合良好。特点：特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好，但加工要求较高，应用受限制。对中性好，但加工要求较高，应用受限制。2024/5/11 周六422024/5/11 周六432024/5/11 周六44二、键的选择二、键的选择键为键为标准件标准件，其设计为，其设计为选择性选择性设设计，包括计，包括类型选择类型选择和和尺寸选择尺寸选择。1 1、键联接的类型选择、键联接的类型选择根据联接的工作和使用要求，结根据联接的工作和使用要求，结合各类键联接的特点选择键的合各类键联接的特点选择键的类型（传递转矩要求、对中性类型（传递转矩要求、对中性要求、轴上零件是否要求滑移、要求、轴上零件是否要求滑移、轴上零件位置要求，是否要求轴上零件位置要求，是否要求承受轴向力），一般优先选用承受轴向力），一般优先选用普通平键的普通平键的A A型键，再考虑型键，再考虑C C型型键键 。2 2、键尺寸的选择、键尺寸的选择包括截面尺寸（键的宽度包括截面尺寸（键的宽度b b、高、高度度h h）和公称长度）和公称长度L L。根据根据轴的直径轴的直径，从标准中选择确，从标准中选择确定定b b和和h h；根据轴上零件的轮毂；根据轴上零件的轮毂宽度宽度B B来初定键的长度，再标准来初定键的长度，再标准化。化。但导向平键则按轮毂的长度及其但导向平键则按轮毂的长度及其移动距离确定键长。移动距离确定键长。键的键的标记标记示例：键（示例：键（A A型键型键A A不标，不标，B B或或C C）202090 GB1096-7990 GB1096-792024/5/11 周六45无键联接无键联接1型面联接型面联接 装拆方便；对中性好；应力集中小但加工复杂装拆方便；对中性好；应力集中小但加工复杂 2024/5/11 周六46光滑的非圆形截面光滑的非圆形截面2024/5/11 周六472024/5/11 周六482.2.胀紧联接胀紧联接2024/5/11 周六492024/5/11 周六502024/5/11 周六512024/5/11 周六52销联接（销联接（销孔需要铰制，槽销除外销孔需要铰制，槽销除外）1销按作用可分为：定位销、联接销、安全销销按作用可分为：定位销、联接销、安全销2销按形状可分为：圆柱销、圆锥销、槽销等销按形状可分为：圆柱销、圆锥销、槽销等定位销用来固定零件之间的相对位置，是加定位销用来固定零件之间的相对位置，是加工、装配时的重要辅助零件，一般不受载，数工、装配时的重要辅助零件，一般不受载，数目一般不少于目一般不少于2个。个。联接销用来联接零件，可传递不大的载荷，类联接销用来联接零件，可传递不大的载荷，类型由工作要求决定，必要时作强度计算。型由工作要求决定，必要时作强度计算。安全销在机器过载时被剪断，作为安全装置。安全销在机器过载时被剪断，作为安全装置。2024/5/11 周六535 54 4 销联接销联接 定位销定位销主要用于零件间位置定位，左图，常用主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。作组合加工和装配时的主要辅助零件。联接销联接销主要用于零件间的联接或锁定，中图，主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不大的载荷可传递不大的载荷安全销安全销主要用于安全保护装置中的过载剪断元主要用于安全保护装置中的过载剪断元件件，右图右图2024/5/11 周六546 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销潘存云教授研制按形状分按形状分定位销：定位销：用来固定零件之间的相用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。通常不受载荷的重要辅助零件。通常不受载荷或只受很小的载荷，故不作强度或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于数目一般不少于2 2个。个。2024/5/11 周六556 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销连接销连接销潘存云教授研制按形状分按形状分连接销：连接销：用来实现两零件之间的用来实现两零件之间的连接，可用来传递不大的载荷。连接，可用来传递不大的载荷。其类型可根据工作要求选定，其其类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据连接的结构特点按经尺寸可根据连接的结构特点按经验或规范确定。必要时再按剪切验或规范确定。必要时再按剪切和挤压强度条件进行校核计算。和挤压强度条件进行校核计算。2024/5/11 周六566 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销安全销安全销连接销连接销潘存云教授研制按形状分按形状分安全销：安全销：作为安全装置中的过载剪作为安全装置中的过载剪切元件。安全销在过载时被剪断，切元件。安全销在过载时被剪断，因此，销的直径应按剪切条件确定。因此，销的直径应按剪切条件确定。为了确保安全销被剪断而不提前发为了确保安全销被剪断而不提前发生挤压破坏，通常可在安全销上加生挤压破坏，通常可在安全销上加一个销套。一个销套。2024/5/11 周六576 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销安全销安全销连接销连接销按形状分按形状分圆柱销圆柱销潘存云教授研制特点：特点：为过盈配合，经多次拆为过盈配合，经多次拆装后，定位精度会降低；有装后，定位精度会降低；有u8u8、m6m6、h8h8、h11h11四种直径偏差可供四种直径偏差可供选择，以满足不同要求。选择，以满足不同要求。2024/5/11 周六58潘存云教授研制潘存云教授研制6 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销安全销安全销连接销连接销按形状分按形状分圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销特点：特点：有有1:501:50的锥的锥度，可反复度，可反复多次拆装。多次拆装。螺母锁紧螺母锁紧抗冲击抗冲击拆装拆装方便方便用于用于盲孔盲孔潘存云教授研制2024/5/11 周六59潘存云教授研制6 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销安全销安全销连接销连接销按形状分按形状分圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销槽销槽销不易松动，不易松动，能承受振动能承受振动和变载荷和变载荷,不铰孔，可不铰孔，可多次装拆。多次装拆。2024/5/11 周六60潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制6 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销安全销安全销连接销连接销按形状分按形状分圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销槽销槽销销轴销轴开口销开口销销轴用于两零件铰接处,构成铰链连接。销的材料：销的材料：3535、4545钢。钢。2024/5/11 周六612024/5/11 周六62装拆装拆2024/5/11 周六632024/5/11 周六642024/5/11 周六652024/5/11 周六662024/5/11 周六672024/5/11 周六682024/5/11 周六69