机械设计键连接

3、成形（无键）联接
4、销联接

其他不可拆联接方法
铆接：参考动画
焊接： 胶接：
铆接
利用铆钉把两个以上的被铆件联接在一起的不可拆联接
一、铆缝
铆钉和被铆件铆合部分一起构成铆缝。
1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4


a 搭接缝
b 单盖板对接缝 c 双盖板对接缝




焊接
2）尺寸选择 键的剖面尺寸（键宽b×键高h）:按轴的直径d由标准中 选定。 普通平键的长度L：按轮毂的长度而定。
导向平键的长度L：按轮毂的长度及其滑动距离而定。
轮毂长度： L (1.5 ~ 2)d
五、普通平键的选用
步骤： 1、根据键的工作情况，确定平键类型 2、按轴的直径d确定键的剖面尺寸b×h 3、按轮毂宽度B确定键的长度L， 一般L = B －(5～10)mm，并须符合标准中 规定的长度系列。 例：钢轴与铸铁带轮采用键连接，已知轴径 d=45mm，带轮轮毂长L=80mm，试选用键连 接的类型和尺寸。
焊接——利用局部加热的方法将被联接件联接成为一个整体的 一种不可拆联接
一、焊接的类型、特点及应用
焊接可以分为：①熔化焊；②压力焊； ③钎焊
二、焊接件常用材料及焊条
焊接的金属结构常用材料为Q215、Q235、Q255 焊接的零件则常用Q275、15~50号碳钢，以及50Mn、 50Mn2、50SiMn2等合金钢
1、普通平键：用于静联接。
2、导向平键：用于短距离动联接
3、滑键：用于长距离动联接。
二、半圆键：用于静联接。 键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底面间有间隙。
同学们思考半圆键的优缺点？
三、斜键 工作面是键的上下两面，用 于静联接。 1、楔键
楔键的上下面分别与毂和轴 上的键槽的底面贴合，为工 作面。
2、切向键
切向键由一对斜度为1：100的楔键组成。切 向键的工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平 行的两个窄面，被连接的轴和轮毂上都制有相应 的键槽。
7.1.2 键的选择和平键联接的计算 1、键的选择 1）类型选择
需要传递的扭矩大小； 联接于轴上的零件是否需要沿轴向滑动及滑动距离 的长短； 联接的对中性要求； 是否需要具有轴向固定的作用； 键在轴上的位置。
※主要失效形式：
静联接 挤压→压溃 σp [σp] 剪切→剪断 []
h/ N2
N
动联接：+ 工作面磨损→ p [p]
★强度条件:
3 2 T 10 静联接: [ p ] p kld
动联接： 其中：
2T 103 p [ p] kld
l —键的工作长度；
对于A型键 l = L - b 对于B型键 l = L 对于C型键 l = L - b/2
Dd h 2C 1.4mm 2
Dd 花键平均直径： dm 38mm 2
0.8 载荷分配不均系数 按静连接、齿面经过热处理、使用和制造条件中等查的许用 挤压应力为：100-140MPa，取120MPa。变形求得T值为 1634Nm 2T 103 P p zhldm
取决于强度较弱的那种材料
强度不够时 ▲ 增大键长 ▲ 同一截面采用双键联接
不同轴段的键槽应开在同一母线上
课堂练习：在一直径d=80mm的轴端，安装一钢制直 齿圆柱齿轮，轮毂宽度L‘=1.5d，工作时有轻微冲击。 试确定平键联接的尺寸，并计算其能够传递的最大转 矩。 解：由图可知采用A型平键。由轴径d=80mm查表 b=22mm，h=14mm。 轮毂长度为 1.5*80=120mm 取键 的公称长度为L=90mm， 键的标记为键22X90GB1096-79. 键的工作长度为 l=L-b=90-22=68mm 键与轮毂键槽接触高度为 k=h/2=7mm 根据齿轮材料为钢，载荷轻微冲击，查表得需用挤压 [ p ] =110Mpa。 根据普通平键联接的强度公式： 2T 103 p [ p ] 键连接能传递的最大转矩为 kld
k —— 键与轮毂的接触高度 （mm），一般取k≈h/2； l—— 键的接触长度（mm）， [σp]——查表6-2
提高键的承载能力的措施： 1、增大键长； 2、改用方头键； 3、两个键相隔180º 布置（承载能力按一个键时的1.5倍计 算）。 4、改变键的材料使其许用应力增大。
设计时注意： 设计步骤 选择平键 联接类型 许用应力 根据轴径、毂宽查 标准确定键的尺寸 按静或动联 接校核强度
胶接 一、胶接及其应用
胶接是利用胶接剂在一定条件下把预制的元件联接在一起，
并具有一定的联接强度的不可拆联接
二、胶接接头
设计胶接接头时应注意以下各点： （1）尽可能使胶层受剪或受压
（2）尽可能使胶层应力分布均匀 （3）胶层厚度为0.1~0.2mm时，胶层强度最高 （4）胶接面积宜取大些以利于金属强度的充分利用
导热性能
⑤联接的重量轻 ⑥可起到密封作用。
缺点：
①有的胶接剂胶接工艺较为复杂 ②胶接件的缺陷无完善可靠的无损检验方法
③可靠程度和稳定性受环境因素的影响较大
扯开
加固定件 剥离
卷边
凹座
增大胶接面积
三、胶接剂（胶粘剂）
胶接剂的品种很多，基本组合成分为：环氧树脂、环氧 树脂——酚醛树脂、酚醛树脂、聚酰胺—环氧树脂、丙烯酸 酯树脂、聚酰亚胺等
四、胶接与铆接、焊接的比较
优点： ①被胶件的材料能得到充分利用 ②胶层有缓冲减振作用 ③胶层，可防电化腐蚀 ④胶层有电、热绝缘性，需要时也可加金属提高导电或
d
⑵

渐开线花键
①与矩形花键比较，具有工艺性较好、制造精度较 高、键齿根部强度高、应力集中小、易于定心等特 点。 ②有两种压力角：一种为45º ，一种为30 º 。前者与 后者比较，因其齿高较小，承载能力较低，多用于 轻载、直径小以及薄壁零件的联接。 ③ 定心方式：齿形定心，有利于各齿均匀承载。
解： （1）、选择键连接的类型：由于带轮与轴 连接的对中性高，选普通平键A型。 （2）确定尺寸 按轴径：d=45mm， 查表得：键宽b=14mm，键高h=9mm， 键长L=[80-（5～10）]mm=（75～70）mm。 取标准长度=70mm。 标记为：键14×70 GB/T 1096
★其他联接形式
1、过盈配合联接
2、弹性环联接
一、过盈联接的特点及应用:
过盈联接是利用零件间的配合过盈来达到 联接目的的。这种联接也称干涉配合联接或紧 配合联接。过盈联接主要用于轴与毂的联接、 轮圈与轮芯的联接以及滚动轴承与轴或座孔的 联接等。过盈联接结构简单、对中性好、承载 能力大、承受冲击性能好、对轴削弱少，但配 合面加工精度要求高、装拆不便。
第六章 键联接
键和花键主要用于轴和带毂零 件，实现周向固定以传递转矩 的轴毂联接。 6.1 键联接 6.1.1键联接的分类和构造 松键联接 平键 半圆键
键联接
紧键联接
楔键 斜键 切向键
一、平键（普通平键、导向平键、滑键）
工作原理：平键的两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底 面间有间隙（如图），工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面 受挤压来传递转矩，不能实现轴上零件的轴向固定。

2
Dd 30mm 2.键的平均直径为： d m 2 3.根据花键静联接强度条件公式得
2T 103 P p p 113.4MPa 60MPa zhldm
改进措施：1.改用中系列矩形花键；2.增加轮毂宽度 例2：有一公称尺寸Z-Dxdxb为8-40x36x7的45钢矩形花键， 齿长l=80mm，经调质出来，使用和制造条件中等，能否用来 传递T1=1600Nm的转矩？ 解：本题目考查花键的联接强度公式，将其变形便可求出转 矩，比较转矩与题目中转矩的大小，便可解决。 1.求齿面的工作高度：倒角尺寸查表得C=0.3mm
三、花键联接的计算
一般花键的齿数、尺寸、配合等均应按 标准选取，而后进行强度校核。
2T 静联接 P p zhldm p 2T p zhldm
动联接
例题1：一轻系列矩形花键6x28x32x7连接齿轮和 轴。若传递转矩T=200Nm，轮毂长L’=20mm，轮毂 许用挤压应力值为60MPa。依标准查花键倒角 C=0.3mm，并取键长l= L’=20mm，载荷分布不均 匀系数为0.7.试验算此连接强度。若强度不够， 有何改进措施？ 解：1. 由花键标记得Z=6，D=32mm，d=28mm，求 的键的工作高度 h D d 2C 1.4mm
2、平键联接的强度计算 普通平键失效形式：键、轴上键 槽、轮毂上键槽这三种最弱的工 作面被压溃。 设计准则 校核挤压强度 导向键或滑键的失效形式： 工作面过渡磨损。 设计准则 校核压强
l —键的工作长度； 对于A型键 l = L - b
对于B型键 l = L
对于C型键 l = L - b/2
2、平键联接的强度校核
§2
一、花键联接的特点 优点：⑴承载能 力大；⑵键槽较浅， 对轴的强度削弱较轻 ；⑶具有较平键更好 的定心性和导向性； ⑷装拆性能好。 缺点：花键需要专 用设备制造，成本较 高。 花键联接适用于 定心精度较高、载荷 较大或经常滑动的联 接。
花键联接
花键轴
花键孔
二、花键联接的分类和构造
⑴ 矩形花键 ①有两个系列（轻、中系 列）； ②定心方式：小径定心， 定心精度高、定心稳定性 好，能用磨削的方法消除 热处理变形。 ③加工简便，应用广泛。
二、过盈联接的工作原理
过盈联接之所以能传递载荷，原因在于零件具 有弹性和联接具有装配过盈。装配后包容件和被包 容件的径向变形使配合面间产生很大的压力，工作 时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。当配合面 为圆柱面时，可采用压入法或温差法（加热包容件 或冷却被包容件）装配。当其它条件相同时，用温 差法能获得较高的摩擦力或力矩，因为它不像压入 法那样会擦伤配合表面。采用哪一种装配法由工厂 设备条件、过盈量大小、零件结构和尺寸等决定。