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1、 第五章 键与花键联接 5 1 键联接 键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与 摆动零件，起 周向固定 零件的作用，以传递旋转运动或扭 矩，而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的 导向装置 。 一、键联接的类型与构造 主要类型：平键 、 半圆键 、 楔键 、 切向键 1、平键 1）普通平键 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 ，靠键与槽的挤压和键的剪切传 递扭矩； 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。 普通平键： 圆 头 A型（常用） 键顶上面与毂不接触有间隙 方 头 B型 常用螺钉固定 半圆头 C型（端铣刀加工） 用于轴端与轮毂联接 工
2、作面 (b )(a ) (c ) (d ) 工作面 (b )(a ) (c ) (d ) 工作面 (b )(a ) (c ) (d ) 工作面 (b )(a ) (c ) (d ) 2） 薄型平键 键高约为普通平键的 60%70%：圆头 、 方 头 、 单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接 3）导向平键与滑键 用于动联接，即轴与轮毂之间有相 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 2、半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在 槽中绕几何
3、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。 d 特点：工艺性好 ， 装配方便 ， 适用于锥形轴与轮毂的联接 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。 普通楔键： 上 、 下面为工作表面 ， 有 1： 100斜度 （ 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 特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差， 力有偏心。不宜用在高速和精度要求高场合，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 2倍才能装入。 1:10 0 工作面 1:10 0 3、楔键联接 120 b t d b 1:100
4、 r b t C 45 两个斜度为 1： 100的楔键联接 ， 上 、 下两面为工作面 （ 打入 ） 布置在圆周的切向 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩 4、切向键 二、键联接的强度校核 失效形式： 压溃（静联接 键、轴、毂中较弱者） 磨损（动联接） 键的剪断（较少） 1、平键联接的强度校核 a) 挤压强度条件为： P d P k l d T lk T lk N 2000/1000 2 允许传递的扭矩： Pk ldT 2 1 T 扭矩 （ N.mm） k 工作高度 k=h/2 d 轴径（ mm） l 工作长度 A型键： l=L-b B型键： l=L C型键： l=L-b/2 L 公
5、称长度 b）剪切强度条件 20 00/10 00 2 bl d Tbl TblN d 2、半圆键联接强度校核 强度不够时，措施 ： 1）平键：双键， 180 布置 ; 三键， 120 布置 半圆键：双键，轴的同一条母线上 楔键： 双键， 90 120 按 1.5个键计算 2）增大轴径 d 3）增长 L，但轮毂长 ,受力不利 4）改用花键 同平键的强度校核。 5 2 花键联接 花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成 花键齿侧面为工作面 适用于动 、 静联接 Dd 一、类型、特点和应用 1、特点： 1）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 3）齿槽线、齿
6、根应力集中小，对轴的强度削弱减少 4）轴上零件对中性好 5）导向性较好 6）加工需专用设备、制造成本高 2、花键类型 按齿形分： d 矩形花键 矩形花键联接按新标 准为内径定心，定心精度 高，定心稳定性好，配合 面均要研磨，磨削消除热 处理后变形，应用广泛 渐开线花键 30 d f 定心方式为 齿形定心 ， 当齿 受载时 ， 齿上的径向力能自 动定心 ， 有利于各齿均载 ， 应用广泛 ， 优先采用 三角形花键 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壁零件的联 接应用较少 二、花键联接的设计计算 设计：选花键类型 按轴径定花键尺寸 验算联接强度 失效形式：键齿的压溃（静
7、联接） 磨损（动联接） 齿根剪断 h C C d m N d D 设：工作载荷沿键的工作长度 l均匀 分布。且各齿面上压力的合力 N 作用在平均半径 dm处，如图 挤压强度条件： P m P dlhz T 2000 动联接（耐磨性条件）： 2000 Pdlhz TP m T 传递扭矩 （ N.m） Z 花键齿数 l 键齿工作长度 （ mm） dm 花键的平均直径 载荷分布不均系数 h 键齿侧面工作高度 （ mm） 5 3 无花键联接 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 轴和毂孔有柱形和圆锥形等 。 特点：没有应力集中源 ， 对中性好 ， 承载能力强 ， 装拆方便 ， 但加
8、工不方便 ， 需用专用设备 ， 应用较少 。 另外成形面 还有方形 、 六边形及切边圆形等 ， 但对中性较差 。 二、胀紧联接 如图为弹性环联接 利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩 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 （ 65， 70， 55Cr2、 60Cr2） 并经热处理 。 锥角一般为 12.517 ， 另外要求内 、 外 环锥面配合良好 。 特点：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。 d L D l 5 4 销联接 定位销 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。 联接销 主要用于零
9、件间的联接或锁定，中图，可传递不 大的载荷 安全销 主要用于安全保护装置中的过载剪断元件 ， 右图 销套 安全销 圆柱销 不能用于装拆 （ 否则定位精度下降 ） 圆锥销 1： 50锥度 ， 可自锁 ， 定位精度较高 ， 允许用于 装拆 ， 且便于拆卸 特殊型式销 带螺纹锥销 ， 开尾锥销 （ 右图 ） 弹性销 ， 开 口销 ， 槽销和开口销等多种形式 5 5 过盈联接 一、过盈联接的类型与应用 利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，一为包容 件，另一为被包容件 无辅助件 （ 左图 ） 用于轴与轮毂联接 ， 轮圈与轮芯的联接 及滚动轴承与轴及座孔的联接 有辅助件 （ 右图 ） 借助于扣紧板或环将重型剖分 零件 2、 4 沿接缝面 3联接成一体 ， 现大多由螺栓代替 1 2 3 4 二、过盈联接的工作原理与装配方法 工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产 生很大压力 ， 从而靠摩擦力来传递载荷 装配方法： 1）压入法 利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压 入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平，因而降 低了联接的紧固性 2）温差法 加热包容件，冷却被包容件。可避免擦伤联 接表面，联接牢固。
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