键联接及受力分析

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1、第27讲键连接及强度计算7/24/2021机械设计基础第11章联接§11-1螺纹参数§11-2螺旋副的受力分析、效率和自锁§11-3机械制造常用螺纹§11-4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件§11-5螺纹联接的预紧和防松§11-6螺栓联接的强度计算§11-7螺栓的材料和许用应力§11-8提高螺栓联接强度的措施§11-9键联接和花键联接§11-10销联接7/24/2021机械设计基础§11-9键联接和花键联接一、键联接的类型键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩。有些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或

2、轴向移动。键是标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键等。设计时应根据各类键的结构和应用特点迸行选择。平键联接平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙(图11-34)。7/24/2021机械设计基础平键定心性较好、装拆方便。常用的平键有普通平键和导向平键两种。7/24/2021机械设计基础普通平键的端部形状可制成圆头(A型)、方头(B型)或单圆头(C型)，如表11-9所示。圆头键的轴槽用指形铣刀加工，键在槽中固定良好，但轴上键槽端部的应力集中较大、方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。单圆头键常用于轴

3、端。普通平键应用最广。导向平键较长，需用螺钉固定在轴槽中，为了便于装拆，在键上制出起健螺纹孔(图11-34b)。这种键能实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。7/24/2021机械设计基础7/24/2021机械设计基础7/24/2021机械设计基础半圆键联接半圆键也是以两侧面为工作面，它与平键一样具有定心较好的优点。半圆键能在轴槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便。它的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。锥形轴端采用半圆键联接在工艺上较为方便。7/24/2021机械设计基础楔键联接和切向键联接楔健的上下面是工

4、作面，如图11-36所示，键的上表面有1：100的斜度，轮毂键槽的底面也有1：100的斜度，把楔键打入轴和毂槽内时，其工作面上产生很大的预紧力Fn。工作时，主要靠摩擦力fFn传递转矩T，并能承受单方向的轴向力。由于楔键打入时，迫使轴和轮毂产生偏心e，因此楔键仅适用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的联接。楔键分为普通楔键和钩头楔键两种。钩头楔键的钩头是为了拆键用的。7/24/2021机械设计基础7/24/2021机械设计基础切向健是由一对楔键组成(图11-37a)，装配时将两键楔紧。键的窄面是工作面。工作面上的

5、压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。当双向传递转矩时，需用两对切向健并分布成120°~130°。7/24/2021机械设计基础二、平键联接的强度校核键的材料采用强度极限σB不小于600MPa的碳素钢，通常用45钢。当轮毂用非铁金属或非金属材料时，键可用20或Q235钢。键的截面尺寸应按轴径d从键的标准中查取；键的长度L可参照轮毂长度从标准中选取。必要时应迸行强度校核（见表11-9）。平键联接的主要失效形式是工作面的压溃和磨损（对于动联接）。除非有严重过载，一般不会出现键的剪断。设载荷为均匀分布，由图11-

6、38可得平键联接的挤压强度条件7/24/2021机械设计基础7/24/2021机械设计基础对于导向平链联接（动联搂）。计算依据是磨损，应限制压强。即式中：T为转矩，N·mm；d为轴径、h为键的高度、l为键的工作长度，mm；[σp]为许用挤压应力、[p]为许用压强，MPa(见表11-10）。7/24/2021机械设计基础若强度不够时，可采用两个键按180°布置。考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接称为花键联接。齿的侧面是工作面。由于是多齿传递载荷，所以花

7、键联接比平健联接具有承载能力高，对轴削弱程度小，定心好和导向性能好等优点。它适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接。三、花键联接7/24/2021机械设计基础花健联接按其齿形不同，可分为一般常用的矩形花键和强度高的渐开线花键以及用于薄壁联接的三角形花键。花键联接可以做成静联接，也可以做成动联接，一般只验算挤压强度和耐磨性。7/24/2021机械设计基础§11-10销联接销的主要用途是固定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。销的基本形式为圆柱销和圆锥销。还有大端具有外螺纹的圆锥销或小端带外螺纹的圆锥销等

8、许多特殊形式。7/24/2021机械设计基础销的常用材料为35、45钢。图11-42a是带槽的圆柱销，销上有三条压制的纵向沟槽，图b是放大的俯视图，其细线表示打入销孔前的形状，实线表示打入后变形的结果，这使销与孔壁压紧，不易松脱，能承受振动和变载荷。使用这种销联接时，销孔不需要铰制，且可多次装拆。返回目录7/24/2021机械设计基础内容小结键连接的分类及结构形式键的选择和平键的强度计