机械设计课件第6章键花键无键联接销连接

61键连接键连接 第第6章键、花键、无键连接和销连接章键、花键、无键连接和销连接62花键连接花键连接 63无键连接无键连接 64销连接销连接 中国地质大学专用 作者：潘存云教授 61键连接 第6章键、花键、无键连接和销连接621661键连接和花键连接键连接和花键连接作用：作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩或实现零件的轴向固定或移动。或实现零件的轴向固定或移动。一、键连接的类型一、键连接的类型类型：类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。平键、半圆键、楔键、切向键等。1.平键平键连接连接（松键联接）（松键联接）（松键联接）（松键联接）工作面工作面特点：特点：定心好、装拆方便。定心好、装拆方便。种类种类普通平键普通平键薄型平键薄型平键导向平键导向平键滑键滑键间隙间隙潘存云教授研制潘存云教授研制轴轴中国地质大学专用 作者：潘存云教授 61键连接和花键连接作用：用来实现轴和轴上零件的周向固2普通普通平键平键结构结构 单圆头单圆头(C型型)圆头圆头(A型型)平头平头(B型型)普通平键应用最广。普通平键应用最广。A型型B型型C型型1)1)普通平键联接普通平键联接 用于轴毂间无轴向相对滑动的静连接。用于轴毂间无轴向相对滑动的静连接。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 普通平键结构单圆头(C型)圆头(A型)平头(B型)普通平键应3圆头键（圆头键（A A型）型）：轴上的键槽用端铣刀铣出（右下图：轴上的键槽用端铣刀铣出（右下图a a），轴上），轴上键槽端部的应力集中较大，但键的安装比较牢固。能传递较键槽端部的应力集中较大，但键的安装比较牢固。能传递较大力；大力；平头键（平头键（B B型）型）：轴上的键槽用盆铣刀铣出（右下图：轴上的键槽用盆铣刀铣出（右下图b b），应，应力集中小，键在键槽中固定较差，常用在轴的中部或端部，力集中小，键在键槽中固定较差，常用在轴的中部或端部，对于尺寸大的键，宜用紧定螺钉固定在轴上；对于尺寸大的键，宜用紧定螺钉固定在轴上；单圆头键（单圆头键（C C型）型）：轴上的键槽用端铣刀铣出，常用在端部。：轴上的键槽用端铣刀铣出，常用在端部。轮毂上的键槽一般用插刀或拉刀加工而成轮毂上的键槽一般用插刀或拉刀加工而成.中国地质大学专用 作者：潘存云教授 圆头键（A型）：轴上的键槽用端铣刀铣出（右下图a），轴上键槽42 2 2 2）、薄型平键）、薄型平键）、薄型平键）、薄型平键薄型平键也有圆头、平头和单圆头三种。薄型平键也有圆头、平头和单圆头三种。薄型平键也有圆头、平头和单圆头三种。薄型平键也有圆头、平头和单圆头三种。标准薄型干键的高度约为普通平键的标准薄型干键的高度约为普通平键的标准薄型干键的高度约为普通平键的标准薄型干键的高度约为普通平键的60606060一一一一70707070，因而传递，因而传递，因而传递，因而传递转矩的能力较小，适用于空心轴、薄壁轮毂或只传递运动的转矩的能力较小，适用于空心轴、薄壁轮毂或只传递运动的转矩的能力较小，适用于空心轴、薄壁轮毂或只传递运动的转矩的能力较小，适用于空心轴、薄壁轮毂或只传递运动的轴毂连接轴毂连接轴毂连接轴毂连接。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 2）、薄型平键中国地质大学专用 5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中国地质大学专用 作者：潘存云教授 起键螺孔3）导向平键（导向平键和滑键都用于轮毂需作轴向移动的64）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中国地质大学专用 作者：潘存云教授 4）滑键结构特点：两端有钩头，键固定在轮毂上，键短，槽长。潘7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中国地质大学专用 作者：潘存云教授 单圆钩头滑键结构特点：单圆钩头，嵌入轮毂中。潘存云教授研制潘8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d中国地质大学专用 作者：潘存云教授 表6-1普通平键和键槽尺寸（GB1095 79、GB109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 0.40.6中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制d b h 10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中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制2.半圆键连接优点：定心好，装配方便。缺点：11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中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制3.楔键连接和切向键连接结构特点：键的上表面12潘存云教授研制潘存云教授研制d类型类型：普通楔键、钩头楔键。普通楔键、钩头楔键。钩头是用来拆卸用的拆卸空间拆卸空间斜度斜度1:100在重型机械中常采用在重型机械中常采用切向键切向键一对楔键组成。一对楔键组成。装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要两对切向键分布成120130 。窄面窄面工作面工作面潘存云教授研制潘存云教授研制中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制d类型：普通楔键、钩头楔键。拆卸13二、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计，包括设计，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，结合各类键联接的特点选择键的类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类型（传递转矩要求、对中性要求、轴上零件是否要求滑移、轴型（传递转矩要求、对中性要求、轴上零件是否要求滑移、轴上零件位置要求，是否要求承受轴向力），一般优先选用普通上零件位置要求，是否要求承受轴向力），一般优先选用普通平键的平键的A A型键，再考虑型键，再考虑C C型键型键 。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、高度、高度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，从标准中选择确定，从标准中选择确定b b和和h h；根据轴上零件的轮毂宽；根据轴上零件的轮毂宽度度B B来初定键的长度，再标准化。来初定键的长度，再标准化。但导向平键则按轮毂的长度及其移动距离确定键长。但导向平键则按轮毂的长度及其移动距离确定键长。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）2090 GB1096-792090 GB1096-79中国地质大学专用 作者：潘存云教授 二、键的选择中国地质大学专用 14三、键联接的强度校核三、键联接的强度校核1 1、平键联接的强度校核、平键联接的强度校核1 1）受力情况）受力情况挤压力：挤压力：Nd/2=T Nd/2=T 2 2）失效形式及计算准则）失效形式及计算准则普通平键联接（静联接）：较弱普通平键联接（静联接）：较弱零件（通常为轮毂）工作面压零件（通常为轮毂）工作面压溃；溃；按挤压强度准则计算按挤压强度准则计算，即，即P P p p；导向平键（动联接）：键工作面导向平键（动联接）：键工作面的过度磨损；的过度磨损；按耐磨性准则计算按耐磨性准则计算，即，即pppp 中国地质大学专用 作者：潘存云教授 三、键联接的强度校核中国地质大学专用 153 3）建立计算公式）建立计算公式（假定载荷在键的工作面上均匀分布）（假定载荷在键的工作面上均匀分布）对对静联接静联接 对对动联接动联接 式中式中 T T为传递的转矩；为传递的转矩；k k为键与轮毂键槽的接触高度，为键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5hk=0.5h，h h为键的高度；为键的高度；l l为键的工作长度，圆头平键（为键的工作长度，圆头平键（A A型）：型）：l=L-bl=L-b，平头平键，平头平键（B B型）型）l=Ll=L，半圆头平键（，半圆头平键（C C型）型）l=L-b/2l=L-b/2；p p、pp为许用挤压应力和许用压强，应按键、轴、为许用挤压应力和许用压强，应按键、轴、轮毂三者中性能最弱的材料选择。轮毂三者中性能最弱的材料选择。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 3）建立计算公式（假定载荷在键的工作面上均匀分布）中国地质大16钢钢 125150 100120 6090表表6-2键连接的许用挤压应力、许用压力键连接的许用挤压应力、许用压力 许用值许用值 轮毂材料轮毂材料静载荷静载荷 轻微冲击轻微冲击 冲冲 击击载载 荷荷 性性 质质铸铁铸铁 7080 5060 3045钢钢 50 40 30 p p 中国地质大学专用 作者：潘存云教授 钢 125150172 2 2 2、半圆键联接的强度校核、半圆键联接的强度校核、半圆键联接的强度校核、半圆键联接的强度校核1 1 1 1）受力情况）受力情况）受力情况）受力情况挤压力：挤压力：挤压力：挤压力：Nd/2=TNd/2=TNd/2=TNd/2=T 2 2 2 2）失效形式及计算准则）失效形式及计算准则）失效形式及计算准则）失效形式及计算准则由于半圆键的宽度由于半圆键的宽度由于半圆键的宽度由于半圆键的宽度b b b b较小，故较小，故较小，故较小，故失效形式可能是被剪断与工作面被压溃。失效形式可能是被剪断与工作面被压溃。失效形式可能是被剪断与工作面被压溃。失效形式可能是被剪断与工作面被压溃。按剪切强度准则计算按剪切强度准则计算按剪切强度准则计算按剪切强度准则计算，即即即即 ；3 3 3 3）建立计算公式）建立计算公式）建立计算公式）建立计算公式式中：式中：式中：式中：llll键的工作长度，取键的工作长度，取键的工作长度，取键的工作长度，取l=Ll=Ll=Ll=L（L L L L为键的公称长度）；为键的公称长度）；为键的公称长度）；为键的公称长度）；b b b b键宽；键宽；键宽；键宽；许用剪应力。许用剪应力。许用剪应力。许用剪应力。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 2、半圆键联接的强度校核式中：l键的工作长度，取l=L（L18潘存云教授研制潘存云教授研制d潘存云教授研制双键布置规则：双键布置规则：平键：平键：沿周向按沿周向按180180布置；布置；半圆键：同一条母线上；半圆键：同一条母线上；楔键：楔键：夹角成夹角成120120 130 130 120 130 说明：说明：说明：说明：若进行强度校核后，发现强度不够，可采取如下措施：若进行强度校核后，发现强度不够，可采取如下措施：若进行强度校核后，发现强度不够，可采取如下措施：若进行强度校核后，发现强度不够，可采取如下措施：增加键的个数，但是考虑到载荷分布的不均匀性，两键联接增加键的个数，但是考虑到载荷分布的不均匀性，两键联接增加键的个数，但是考虑到载荷分布的不均匀性，两键联接增加键的个数，但是考虑到载荷分布的不均匀性，两键联接的强度只按的强度只按的强度只按的强度只按1.51.51.51.5个键计算。个键计算。个键计算。个键计算。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制d潘存云教授研制双键布置规则：19例例例例 如图所示的凸缘半联轴器及圆柱如图所示的凸缘半联轴器及圆柱如图所示的凸缘半联轴器及圆柱如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴齿轮，分别用键与减速器的低速轴齿轮，分别用键与减速器的低速轴齿轮，分别用键与减速器的低速轴相联接。试选择两处键的类型及尺相联接。试选择两处键的类型及尺相联接。试选择两处键的类型及尺相联接。试选择两处键的类型及尺寸，并校核其联接强度。已知：轴寸，并校核其联接强度。已知：轴寸，并校核其联接强度。已知：轴寸，并校核其联接强度。已知：轴的材料为的材料为的材料为的材料为45454545钢，传递的转矩钢，传递的转矩钢，传递的转矩钢，传递的转矩T=1000N.mT=1000N.mT=1000N.mT=1000N.m，齿轮用锻钢制成，半联，齿轮用锻钢制成，半联，齿轮用锻钢制成，半联，齿轮用锻钢制成，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击冲击。分析分析分析分析 在设计平键联接时，首先轴和轴毂的材料和尺寸已经确定，在设计平键联接时，首先轴和轴毂的材料和尺寸已经确定，在设计平键联接时，首先轴和轴毂的材料和尺寸已经确定，在设计平键联接时，首先轴和轴毂的材料和尺寸已经确定，联接中所传递的转矩也已知，因此根据联接的结构和使用条件，联接中所传递的转矩也已知，因此根据联接的结构和使用条件，联接中所传递的转矩也已知，因此根据联接的结构和使用条件，联接中所传递的转矩也已知，因此根据联接的结构和使用条件，先确定键的类型先确定键的类型先确定键的类型先确定键的类型，由轴的直径尺寸按标准，由轴的直径尺寸按标准，由轴的直径尺寸按标准，由轴的直径尺寸按标准选取平键的剖面尺寸选取平键的剖面尺寸选取平键的剖面尺寸选取平键的剖面尺寸并并并并以轮毂尺寸以轮毂尺寸以轮毂尺寸以轮毂尺寸确定键的长度确定键的长度确定键的长度确定键的长度，最后利用强度条件，最后利用强度条件，最后利用强度条件，最后利用强度条件作校核计算作校核计算作校核计算作校核计算中国地质大学专用 作者：潘存云教授 例 如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速20解：解：解：解：1 1 1 1、齿轮处、齿轮处、齿轮处、齿轮处1 1 1 1）选择键的联接类型和尺寸。）选择键的联接类型和尺寸。）选择键的联接类型和尺寸。）选择键的联接类型和尺寸。由于齿轮不在轴端，采用普通圆头平键（由于齿轮不在轴端，采用普通圆头平键（由于齿轮不在轴端，采用普通圆头平键（由于齿轮不在轴端，采用普通圆头平键（A A A A型）。已知齿轮处轴型）。已知齿轮处轴型）。已知齿轮处轴型）。已知齿轮处轴的直径的直径的直径的直径d=90mmd=90mmd=90mmd=90mm，毂长，毂长，毂长，毂长L=90mmL=90mmL=90mmL=90mm，查手册可确定键的截面尺寸，查手册可确定键的截面尺寸，查手册可确定键的截面尺寸，查手册可确定键的截面尺寸b*h=25*14b*h=25*14b*h=25*14b*h=25*14，键的长度取，键的长度取，键的长度取，键的长度取L=80mmL=80mmL=80mmL=80mm。2 2 2 2）校核键联接的强度）校核键联接的强度）校核键联接的强度）校核键联接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，键、轴和轮毂的材料都是钢，键、轴和轮毂的材料都是钢，键、轴和轮毂的材料都是钢，钢的许用挤压强度钢的许用挤压强度钢的许用挤压强度钢的许用挤压强度 p p p p取取取取110MPa110MPa110MPa110MPa。键的工作长度：键的工作长度：键的工作长度：键的工作长度：。接触高度：接触高度：接触高度：接触高度：可见齿轮处联接的挤压强度足够。可见齿轮处联接的挤压强度足够。可见齿轮处联接的挤压强度足够。可见齿轮处联接的挤压强度足够。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 解：1、齿轮处接触高度：可见齿轮处联接的挤压强度足够。中国地212 2 2 2、联轴器处、联轴器处、联轴器处、联轴器处1 1 1 1）选择键的联接类型和尺寸）选择键的联接类型和尺寸）选择键的联接类型和尺寸）选择键的联接类型和尺寸。由于凸缘式联轴器要求对中性好，应选择平键联接，联轴器位由于凸缘式联轴器要求对中性好，应选择平键联接，联轴器位由于凸缘式联轴器要求对中性好，应选择平键联接，联轴器位由于凸缘式联轴器要求对中性好，应选择平键联接，联轴器位于轴端，故选择单圆头普通平键。由其轴径大小和毂的长度尺于轴端，故选择单圆头普通平键。由其轴径大小和毂的长度尺于轴端，故选择单圆头普通平键。由其轴径大小和毂的长度尺于轴端，故选择单圆头普通平键。由其轴径大小和毂的长度尺寸，查手册可确定键的截面尺寸寸，查手册可确定键的截面尺寸寸，查手册可确定键的截面尺寸寸，查手册可确定键的截面尺寸b*h=20*12b*h=20*12b*h=20*12b*h=20*12，键的长度取，键的长度取，键的长度取，键的长度取L=125mmL=125mmL=125mmL=125mm。2 2 2 2）校核键联接的强度）校核键联接的强度）校核键联接的强度）校核键联接的强度联轴器为铸铁，比较薄弱，其许用挤压强度联轴器为铸铁，比较薄弱，其许用挤压强度联轴器为铸铁，比较薄弱，其许用挤压强度联轴器为铸铁，比较薄弱，其许用挤压强度 p p p p取取取取50MPa60MPa50MPa60MPa50MPa60MPa50MPa60MPa。键的工作长度键的工作长度键的工作长度键的工作长度键的接触高度：键的接触高度：键的接触高度：键的接触高度：则键联接的挤压强度为：则键联接的挤压强度为：则键联接的挤压强度为：则键联接的挤压强度为：可见联轴器处强度也满足。可见联轴器处强度也满足。可见联轴器处强度也满足。可见联轴器处强度也满足。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 2、联轴器处键的接触高度：则键联接的挤压强度为：可见联轴器处22一、花键一、花键一、花键一、花键联接的特点与类型选择联接的特点与类型选择联接的特点与类型选择联接的特点与类型选择潘存云教授研制潘存云教授研制 花键连接花键连接花键连接花键连接是由外花键和内花键是由外花键和内花键是由外花键和内花键是由外花键和内花键构成。齿的构成。齿的构成。齿的构成。齿的侧面侧面侧面侧面是工作面。是工作面。是工作面。是工作面。可用于可用于可用于可用于静连接静连接静连接静连接或或或或动连接动连接动连接动连接。与平键连接比较，花键连接的与平键连接比较，花键连接的与平键连接比较，花键连接的与平键连接比较，花键连接的优点优点优点优点是：键齿数较多且受载均是：键齿数较多且受载均是：键齿数较多且受载均是：键齿数较多且受载均匀，故可承受很大的载荷；因匀，故可承受很大的载荷；因匀，故可承受很大的载荷；因匀，故可承受很大的载荷；因键槽较浅，对轴、毅的强度削键槽较浅，对轴、毅的强度削键槽较浅，对轴、毅的强度削键槽较浅，对轴、毅的强度削弱较轻；弱较轻；弱较轻；弱较轻；轴上零件与轴的对中性好、导轴上零件与轴的对中性好、导轴上零件与轴的对中性好、导轴上零件与轴的对中性好、导向性好。向性好。向性好。向性好。缺点缺点缺点缺点是：需用专门的设备加工，成本较高。是：需用专门的设备加工，成本较高。是：需用专门的设备加工，成本较高。是：需用专门的设备加工，成本较高。花键连接常用于汽车、拖拉机和机床中需换挡的轴毂联接。花键连接常用于汽车、拖拉机和机床中需换挡的轴毂联接。花键连接常用于汽车、拖拉机和机床中需换挡的轴毂联接。花键连接常用于汽车、拖拉机和机床中需换挡的轴毂联接。花键连接按齿形不同，分为花键连接按齿形不同，分为花键连接按齿形不同，分为花键连接按齿形不同，分为矩形花键矩形花键矩形花键矩形花键和和和和渐开线花键渐开线花键渐开线花键渐开线花键两种，均已两种，均已两种，均已两种，均已标准化。标准化。标准化。标准化。6-2 花键连接花键连接中国地质大学专用 作者：潘存云教授 一、花键联接的特点与类型选择潘存云教授研制潘存云教授研制 花231 1、矩形花键联接、矩形花键联接 在矩形花键连接中，按齿数和齿高的不同，在标准中规定了在矩形花键连接中，按齿数和齿高的不同，在标准中规定了 两个系列：两个系列：轻系列和中系列。轻系列和中系列。轻系列轻系列：用于静联接或轻载联接：用于静联接或轻载联接 中系列中系列：用于中等载荷的联接。：用于中等载荷的联接。定心方式定心方式：小径定心（外花键和内花键的小径为配合面，大：小径定心（外花键和内花键的小径为配合面，大径处有间隙），定心精度高，稳定性好，径处有间隙），定心精度高，稳定性好，承载能力较大承载能力较大 。是目前国际、国内标准中采是目前国际、国内标准中采是目前国际、国内标准中采是目前国际、国内标准中采用的定心方式。用的定心方式。用的定心方式。用的定心方式。矩形花键连接应用广泛。矩形花键连接应用广泛。矩形花键连接应用广泛。矩形花键连接应用广泛。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 1、矩形花键联接是目前国际、国内标准中采用的定心方式。中国地24矩形花键定心方式的比较：矩形花键定心方式的比较：矩形花键定心方式的比较：矩形花键定心方式的比较：1 1 1 1、外径定心、外径定心、外径定心、外径定心轴、孔加工简单轴、孔加工简单轴、孔加工简单轴、孔加工简单(孔拉孔拉孔拉孔拉削削削削)精度高精度高精度高精度高,HRC HRC HRC HRC 过高过高过高过高,拉拉拉拉不动不动不动不动 (一一一一般般般般HRC40),HRC40),HRC40),HRC40,HRC40,HRC40,HRC40,用外径定心不适合且用外径定心不适合且用外径定心不适合且用外径定心不适合且 D120 mm(D120 mm(D120 mm(D120 mm(工艺上不经济或达不工艺上不经济或达不工艺上不经济或达不工艺上不经济或达不 要求要求要求要求时时时时),),),),单件生产时可采用。单件生产时可采用。单件生产时可采用。单件生产时可采用。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 矩形花键定心方式的比较：中国地质大学专用 252 2、渐开线花键联接、渐开线花键联接 特点特点：齿廓为渐开线，加工方便，齿的根部强度高，应力：齿廓为渐开线，加工方便，齿的根部强度高，应力集中小，承载能力高，对中性好，适用重载或轴径较大的联集中小，承载能力高，对中性好，适用重载或轴径较大的联接。接。定心方式定心方式：齿形定心，内、外花键的齿顶和齿根处有间隙。：齿形定心，内、外花键的齿顶和齿根处有间隙。渐开线花键分度圆压力角有渐开线花键分度圆压力角有3030（应用较广）和（应用较广）和4545（齿钝而短，（齿钝而短，适用于载荷较小和直径较小的静联接。适用于载荷较小和直径较小的静联接。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 2、渐开线花键联接中国地质大学专用 26 渐开线花键定心方式比较：渐开线花键定心方式比较：渐开线花键定心方式比较：渐开线花键定心方式比较：1 1 1 1）齿齿齿齿形形形形定定定定心心心心能能能能自自自自动动动动定定定定心心心心，有有有有利利利利于于于于各各各各齿齿齿齿均均均均载载载载，应应应应用用用用广广广广，优优优优先采用。先采用。先采用。先采用。2 2 2 2）圆圆圆圆柱柱柱柱面面面面定定定定心心心心（与与与与分分分分度度度度圆圆圆圆同同同同心心心心）适适适适于于于于径径径径向向向向载载载载荷荷荷荷较较较较小小小小且且且且要要要要求传动平稳的传动机构。求传动平稳的传动机构。求传动平稳的传动机构。求传动平稳的传动机构。3 3 3 3）外外外外径径径径定定定定心心心心限限限限制制制制了了了了自自自自动动动动定定定定心心心心，且且且且加加加加工工工工需需需需要要要要特特特特制制制制刀刀刀刀具具具具，较较较较少采用。少采用。少采用。少采用。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 渐开线花键定心方式比较：中国地质大学专用 27二、二、花键联接的强度校核花键联接的强度校核 其设计为其设计为选择性设计选择性设计，包括类型选择和，包括类型选择和尺寸选择尺寸选择，然后进行强度，然后进行强度校核校核。1 1、类型选择、类型选择 2 2、尺寸选择、尺寸选择 根据轴径根据轴径D D，按标准确定，按标准确定NxdxDxBNxdxDxB（键数、小径、大径、键齿宽）（键数、小径、大径、键齿宽），同时确定定心方式。，同时确定定心方式。3 3、强度校核计算、强度校核计算 1 1）受力：受力：与平键受力相同与平键受力相同 2 2）失效形式：失效形式：花键的侧面是工作面，主要失效形式是齿面的花键的侧面是工作面，主要失效形式是齿面的压溃（静连接）或磨损（动连接）压溃（静连接）或磨损（动连接）3 3）计算准则：计算准则：挤压强度准则挤压强度准则P P p p；耐磨性准则耐磨性准则pp pp。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 二、花键联接的强度校核中国地质大学专用 283 3）强度计算公式）强度计算公式假定：假定：工作面上受力均匀，且各个齿受力均匀，而在各键工作面上受力均匀，且各个齿受力均匀，而在各键齿上的分布不均匀性用载荷分布不均匀系数齿上的分布不均匀性用载荷分布不均匀系数修正；修正；挤压力挤压力N N作用在平均直径处作用在平均直径处d dm m。静联接：静联接：动联接：动联接：3 3 3 3）强度计算公式）强度计算公式）强度计算公式）强度计算公式假定：假定：假定：假定：工作面上受力均匀，且各个齿受力均匀，而在各键工作面上受力均匀，且各个齿受力均匀，而在各键工作面上受力均匀，且各个齿受力均匀，而在各键工作面上受力均匀，且各个齿受力均匀，而在各键齿上的分布不均匀性用载荷分布不均匀系数齿上的分布不均匀性用载荷分布不均匀系数齿上的分布不均匀性用载荷分布不均匀系数齿上的分布不均匀性用载荷分布不均匀系数修正；修正；修正；修正；挤压力挤压力挤压力挤压力N N N N作用在平均直径处作用在平均直径处作用在平均直径处作用在平均直径处d d d dm m m m。静联接：静联接：静联接：静联接：动联接：动联接：动联接：动联接：hhhh工作高度工作高度工作高度工作高度中国地质大学专用 作者：潘存云教授 3）强度计算公式3）强度计算公式h工作高度中国地质大学专用29说明：说明：说明：说明：花键的载荷分配不均匀系数花键的载荷分配不均匀系数花键的载荷分配不均匀系数花键的载荷分配不均匀系数 在在在在花花花花键键键键联联联联接接接接的的的的强强强强度度度度计计计计算算算算中中中中 ,考考考考虑虑虑虑到到到到载载载载荷荷荷荷不不不不可可可可能能能能均均均均匀匀匀匀地地地地分分分分配配配配到到到到各各各各个个个个花花花花键键键键齿齿齿齿上上上上 ,所所所所以以以以引引引引入入入入了了了了一一一一个个个个载载载载荷荷荷荷分分分分配配配配不不不不均均均均匀匀匀匀系系系系数数数数 一一一一般般般般取取取取 =O.7_O.8O.7_O.8O.7_O.8O.7_O.8 。在在在在制制制制造造造造及及及及安安安安装装装装精精精精度度度度相相相相同同同同的的的的情情情情况况况况下下下下，齿齿齿齿数数数数越越越越多多多多 ,载载载载荷荷荷荷在在在在各各各各花花花花键键键键齿齿齿齿上上上上的的的的分分分分配配配配就就就就越越越越不不不不均均均均匀匀匀匀 ,的的的的取取取取值值值值就就就就应应应应在在在在 O.7_O.8 O.7_O.8 O.7_O.8 O.7_O.8 的下限。的下限。的下限。的下限。与与与与平平平平键键键键相相相相似似似似 ,载载载载荷荷荷荷在在在在每每每每个个个个花花花花键键键键齿齿齿齿的的的的高高高高度度度度方方方方向向向向上上上上和和和和长长长长度度度度方方方方向向向向上上上上也也也也是是是是不不不不均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布的的的的。应应应应说说说说明明明明的的的的是是是是载载载载荷荷荷荷分分分分配配配配不不不不均均均均匀匀匀匀系系系系数数数数 并并并并未未未未考考考考虑虑虑虑上述载荷分布不均的影响。上述载荷分布不均的影响。上述载荷分布不均的影响。上述载荷分布不均的影响。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 说明：花键的载荷分配不均匀系数 中国地质大学专用 30663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，与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铸、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。应用较多的困难的，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。是带切口圆形和正六边形型面。由于型面连接要用由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面连接工困难，限制了型面连接的应用。的应用。潘存云教授研制中国地质大学专用 作者：潘存云教授 63无键连接 型面连接是用非圆截面的柱面体或31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，减少了应力集连接面上没有应力键槽和尖角，减少了应力集中；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。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制配合部分形状柱体锥体只能传递32DD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中国地质大学专用 作者：潘存云教授 DD常用连接型面有：带切口的圆形方形六边形等距曲线胀紧连33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中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制两个胀紧套1)Z1型胀套2)34各种胀套已各种胀套已标准化标准化，可根据轴与毂，可根据轴与毂孔尺寸以及传递载荷的大小，从标准中孔尺寸以及传递载荷的大小，从标准中选用合适的型号与尺寸。选用合适的型号与尺寸。胀套尺寸的选择胀套尺寸的选择Dd选择时应满足：选择时应满足：传递转矩时传递转矩时 传递轴向力时传递轴向力时 同时传递转矩和轴向力时同时传递转矩和轴向力时当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联使用，此时总的额定载荷为使用，此时总的额定载荷为m为额定载荷系数。为额定载荷系数。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 各种胀套已标准化，可根据轴与毂孔尺寸以及传递载荷的大小，35胀套连接的优点：胀套连接的优点：定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载能力较高，并且有安全保护作用。能力较高，并且有安全保护作用。缺点：缺点：由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时应用受结由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时应用受结构尺寸的限制。构尺寸的限制。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 胀套连接的优点：定心好、装拆方便，引起的应力集36664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。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 64销连接作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的37664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。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 64销连接作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的38664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。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 64销连接作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的39664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。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 64销连接作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的40潘存云教授研制潘存云教授研制664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中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制64销连接作用：固定零件之41潘存云教授研制664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。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制64销连接作用：固定零件之间的相对位置，42潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制664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。中国地质大学专用 作者：潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制64销连接作43