4第四章 轴与轮毂的链接和其他连接
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键联接5
导向平键和滑键联接的强度条件为：
F 2T p [ p ] kl kld 2T p p kld
式中： k
h 2 l Lb lL
（圆头平键） （平头平键）
l L
[p]、[p]为许用应力与许用压力
b （单圆头平键） 2
当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180º 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。
Ⅰ
Ⅱ
a) 减速器
b) 减速器输出轴 齿轮减速器
第4章 轴与轮毂的连接
功用:实现轴与轴上零件的周向固定, 并传递扭矩.
§4-1 键连接
一.键连接类型及应用
1.平键连接 3.楔键连接 4.切向键连接
2.半圆键连接
1.平键连接
普通平键---用于静连接 导向键 --用于动连接 滑键
｝
普通平键连接
普通平键连接特点：两侧面是工作面, 对中性好,应用广泛。
连接形式→失效形式→需验算的条件 静连接-→压溃 -→挤压强度 p p 动连接-→磨损 -→耐磨性 p p
b
k
t
h
FN
d
T
2T 10 p p kld 3 2T 10 p p kld
3
平键连接强度计算
设键侧面的作用力沿键的工作长度和高度均 匀分布，则普通平键的强度条件为:
矩形花键表面粗糙度Ra 值 （μm）
内 花 键
小径表面 Ra≤0.8
外 花 键
Ra ≤0.8
键槽侧面
大径表面
Ra ≤3.2
Ra ≤6.3
Ra ≤0.8
Ra ≤3.2
2.渐开线花键（模数m，齿数z，压力角α）
30
o
df
采用齿形定心，有自动定心性源自二. 花键连接的强度计算C
失效形式： 工作面压溃、磨损
平键连接的强度计算hbnfktdt连接形式失效形式需验算的条件静连接压溃动连接磨损????pp??????挤压强度????pp??耐磨性????ppkldt??????????3102????pkldtp??????3102设键侧面的作用力沿键的工作长度和高度均匀分布则普通平键的强度条件为
机器都是由各种零件装配而成的。
销套 安全销
圆柱销——不能用于常装拆（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
许用于常装拆，且便于拆卸。
特殊型式销
带螺纹锥销 槽销 开尾锥销
便于装拆， 可用于盲孔
适用于有冲 击的场合
适用于承受振动 和变载荷的联接
销尾可分开，能防止松脱 ，多用于振动冲击场合
弹性圆柱销：用弹簧钢带卷制而成， 具有弹性，用于冲击振动场合
h
C
FN
d
T
rm
D
静连接验算挤压 强度条件：
P [ ]P
动连接验算压力：
p [ p]
花键连接应用于：
（1）定心精度要求高；
（2）载荷大； （3）经常滑移的连接。
§4-3 其他连接
（一）销连接
定位销——主要用于零件间位置定位，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 。
普通平键连接
普通平键分为以下三种：
A型 （圆头）
B型 （方头）
C型 （单圆头）
A型—键槽应力 集中大
B型—键槽应力 集中小
C型—用于周端
导向键、滑键:用于轴上零件有轴向 移动的连接.
导向键： 键不动，轮毂轴向移动
导向键、滑键:用于轴上零件有轴向移 动的连接.
滑键
变速箱中的滑移齿轮与轴
滑键：键随轮毂移动
开口销：是一种防松零件， 用于锁紧其它紧固件。
（二）过盈连接
1、过盈连接的类型与应用
利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，其配 合表面多为圆柱面，也有圆锥或其它形式的配合面。
1
2
3
4
无辅助件——用于轴与轮毂联接，轮圈与轮芯的连接 及滚动轴承与轴及座孔的连接（左图）
有辅助件——借助于扣紧板或环将重型剖分零件2、4 沿接缝面3连接成一体，现大多由螺栓代替（右图）
2、过盈连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，因而降低了连接的紧固性。
2）温差法——加热包容件，冷却被包容件。可避免
120
0
o
§4-2 花键连接
外花键
内花键
一 .花键连接的类型、特点和应用
1、花键类型 矩形花键; 渐开线花键;（a=30o、37.5o和45o h*a=0.5 ）
2、花键特点 • 承载能力高； • 定心精度高；
• 导向性好。
1、矩形花键（参数：大径D，小径d， 键宽b,键数（齿数）z）
b
D
d
定心方式：采用小径定心，定心精度高。
l
D
L
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
作业： 机械设计学习指导 P86 4.1 作业题 - 1
特点:
对中性差,对轴的 强度削弱大。
工作 面
斜度1:100
120
0
双向转动时,用两组切向 键，相隔120o~135o 布 置。
二.平键的选择和强度计算 1.平键的尺寸选择 平键的剖面尺寸(b×h)按轴的直径
d 在标准中选定，键长L根据轮毂宽 度选键长系列尺寸。
A
b
h
L
B C
L
2.平键连接的强度计算
2.半圆键连接
特点
两侧面是工作面, 对中性好; 能适应轮毂键槽的倾斜; 对轴切深大，多用于轻载连接。
3.楔键连接
斜度1:100
A型
特点: 键的上下面是工作面,对中性差；
有单向固定轴上零件的作用.
斜度1：100
安装时用 力打入
拆卸空间 轮毂斜度 1：100
普通楔键
勾头楔键
4.切向键连接
窄面
l — 键的工作长度
A B C
2T 10 p p kld
3
L
2T 10 p p kld
3
如果键连接的强度不足？
注意：
(1)采用两个平键,应相隔 180 布置； (2)采用两个半圆键，应布置在轴的同一母线 上； (3)采用两个楔键,应相隔 9 0 0 1 2 0 0 布置； (4)采用花键连接。
擦伤连接表面，连接牢固。
（三）型面连接
利用非圆截面的轴与相应轮廓的毂孔配合而构成 的连接。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。
（四）胀紧连接
弹性环连接 —— 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12.5~17° ，另外要求内、外环锥面配合良好。
导向平键和滑键联接的强度条件为：
F 2T p [ p ] kl kld 2T p p kld
式中： k
h 2 l Lb lL
（圆头平键） （平头平键）
l L
[p]、[p]为许用应力与许用压力
b （单圆头平键） 2
当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180º 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。
Ⅰ
Ⅱ
a) 减速器
b) 减速器输出轴 齿轮减速器
第4章 轴与轮毂的连接
功用:实现轴与轴上零件的周向固定, 并传递扭矩.
§4-1 键连接
一.键连接类型及应用
1.平键连接 3.楔键连接 4.切向键连接
2.半圆键连接
1.平键连接
普通平键---用于静连接 导向键 --用于动连接 滑键
｝
普通平键连接
普通平键连接特点：两侧面是工作面, 对中性好,应用广泛。
连接形式→失效形式→需验算的条件 静连接-→压溃 -→挤压强度 p p 动连接-→磨损 -→耐磨性 p p
b
k
t
h
FN
d
T
2T 10 p p kld 3 2T 10 p p kld
3
平键连接强度计算
设键侧面的作用力沿键的工作长度和高度均 匀分布，则普通平键的强度条件为:
矩形花键表面粗糙度Ra 值 （μm）
内 花 键
小径表面 Ra≤0.8
外 花 键
Ra ≤0.8
键槽侧面
大径表面
Ra ≤3.2
Ra ≤6.3
Ra ≤0.8
Ra ≤3.2
2.渐开线花键（模数m，齿数z，压力角α）
30
o
df
采用齿形定心，有自动定心性源自二. 花键连接的强度计算C
失效形式： 工作面压溃、磨损
平键连接的强度计算hbnfktdt连接形式失效形式需验算的条件静连接压溃动连接磨损????pp??????挤压强度????pp??耐磨性????ppkldt??????????3102????pkldtp??????3102设键侧面的作用力沿键的工作长度和高度均匀分布则普通平键的强度条件为
机器都是由各种零件装配而成的。
销套 安全销
圆柱销——不能用于常装拆（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
许用于常装拆，且便于拆卸。
特殊型式销
带螺纹锥销 槽销 开尾锥销
便于装拆， 可用于盲孔
适用于有冲 击的场合
适用于承受振动 和变载荷的联接
销尾可分开，能防止松脱 ，多用于振动冲击场合
弹性圆柱销：用弹簧钢带卷制而成， 具有弹性，用于冲击振动场合
h
C
FN
d
T
rm
D
静连接验算挤压 强度条件：
P [ ]P
动连接验算压力：
p [ p]
花键连接应用于：
（1）定心精度要求高；
（2）载荷大； （3）经常滑移的连接。
§4-3 其他连接
（一）销连接
定位销——主要用于零件间位置定位，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 。
普通平键连接
普通平键分为以下三种：
A型 （圆头）
B型 （方头）
C型 （单圆头）
A型—键槽应力 集中大
B型—键槽应力 集中小
C型—用于周端
导向键、滑键:用于轴上零件有轴向 移动的连接.
导向键： 键不动，轮毂轴向移动
导向键、滑键:用于轴上零件有轴向移 动的连接.
滑键
变速箱中的滑移齿轮与轴
滑键：键随轮毂移动
开口销：是一种防松零件， 用于锁紧其它紧固件。
（二）过盈连接
1、过盈连接的类型与应用
利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，其配 合表面多为圆柱面，也有圆锥或其它形式的配合面。
1
2
3
4
无辅助件——用于轴与轮毂联接，轮圈与轮芯的连接 及滚动轴承与轴及座孔的连接（左图）
有辅助件——借助于扣紧板或环将重型剖分零件2、4 沿接缝面3连接成一体，现大多由螺栓代替（右图）
2、过盈连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，因而降低了连接的紧固性。
2）温差法——加热包容件，冷却被包容件。可避免
120
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o
§4-2 花键连接
外花键
内花键
一 .花键连接的类型、特点和应用
1、花键类型 矩形花键; 渐开线花键;（a=30o、37.5o和45o h*a=0.5 ）
2、花键特点 • 承载能力高； • 定心精度高；
• 导向性好。
1、矩形花键（参数：大径D，小径d， 键宽b,键数（齿数）z）
b
D
d
定心方式：采用小径定心，定心精度高。
l
D
L
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
作业： 机械设计学习指导 P86 4.1 作业题 - 1
特点:
对中性差,对轴的 强度削弱大。
工作 面
斜度1:100
120
0
双向转动时,用两组切向 键，相隔120o~135o 布 置。
二.平键的选择和强度计算 1.平键的尺寸选择 平键的剖面尺寸(b×h)按轴的直径
d 在标准中选定，键长L根据轮毂宽 度选键长系列尺寸。
A
b
h
L
B C
L
2.平键连接的强度计算
2.半圆键连接
特点
两侧面是工作面, 对中性好; 能适应轮毂键槽的倾斜; 对轴切深大，多用于轻载连接。
3.楔键连接
斜度1:100
A型
特点: 键的上下面是工作面,对中性差；
有单向固定轴上零件的作用.
斜度1：100
安装时用 力打入
拆卸空间 轮毂斜度 1：100
普通楔键
勾头楔键
4.切向键连接
窄面
l — 键的工作长度
A B C
2T 10 p p kld
3
L
2T 10 p p kld
3
如果键连接的强度不足？
注意：
(1)采用两个平键,应相隔 180 布置； (2)采用两个半圆键，应布置在轴的同一母线 上； (3)采用两个楔键,应相隔 9 0 0 1 2 0 0 布置； (4)采用花键连接。
擦伤连接表面，连接牢固。
（三）型面连接
利用非圆截面的轴与相应轮廓的毂孔配合而构成 的连接。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。
（四）胀紧连接
弹性环连接 —— 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12.5~17° ，另外要求内、外环锥面配合良好。