机械设计基础第11单元内容

模块三 花 键 联 接
知识点2 渐开线花键
渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺 性较好，易获得较高的制造精度和互换性。齿根 强度高，承载能力大，寿命长。用于载荷较大， 定心精度要求较高以及尺寸较大的联接，如航空 发动机、燃气轮机、汽车等。
渐开线花键的定心方式为齿形定心。当齿受载时， 齿上有径向分力，能起自动定心作用，有利于各 齿受力均匀。
模块二 平键联接的设计
例11-1 试选择一减速器钢轴与铸铁齿轮间的平键联接。 已知传递的转矩N • m，与齿轮配合处的轴径，轮毂宽度， 载荷有轻微冲击。
解：（1）键的材料选择 选择45钢

（2）键的类型选择 根据联接的结构特点和工作要求，选A型普
通平键。

（3）键的尺寸选择
由轴径d=75mm及轮毂宽度B=80mm，查表11-1选择A型平键键宽 b=20mm，键高h=12mm，根据轮毂宽度和键长标准系列，键长 L=80-10=70mm。
模块二 平键联接的设计
知识点1 平键的选择
对于采用常见的材料组合和按标准选取尺寸的普 通平键联接，其主要失效是工作面被压溃，而一般不 会出现键的剪断。通常只按工作面上的挤压应力进行 强度校核计算。
对于导向平键联接和滑键联接，其主要失效形式 是工作面的过度磨损。因此，通常按工作面上的压力 进行条件性的强度校核计接的类型和特点
按用途不同，平键可分为普通平键、导向平键和滑键三种。
1、普通平键联接
2、导向平键和滑键联接 导向平键和滑键联接用于轴与轮毂之间有相对轴向移动 的动联接。
模块一 键 联 接
知识点1 平键联接的类型和特点 导向平键较长，一般需用螺钉将键紧固在轴上。 当轴上零件轴向滑移距离较大时，采用滑键联接 。
模块五 常用螺纹的类型、特点和应用

（4）强度校核
根据已知条件，由表11-2查得，
，键的工作长度

，所以强度足够。
键的标记为：键 20×70 GB/T 1096。
模块三 花 键 联 接
轴和轮毂孔周向均布多个凸齿（外花键，图a）和凹槽 （内花键，图b）所构成的联接称为花键联接。键的两侧 面是工作面，靠两侧面产生的挤压来传递转矩 。
第十一单元 联 接
学习目标：
本单元主要介绍键联接、销联接和螺纹联接的类型、 特点及应用场合；普通平键的选择与强度计算；螺栓联接 的强度计算。学习过程中，第一，要了解键联接、销联接 和螺纹联接的类型、特点和应用。第二，要掌握普通平键 的选择与强度计算。第三，掌握螺栓联接的强度计算。
教学重点：
掌握普通平键的选择与强度计算；掌握螺栓联接的强度 计算。
导向平键
滑键
模块一 键 联 接
知识点2 其它形式的键联接 1、半圆键联接
如图，半圆键联接也是靠键两侧面受挤压来传递转矩的。它的优点 是能绕其几何中心摆动，能自动适应轮毂槽底的倾斜，使键受力均 匀。但对轴的削弱较大，宜用于轴的端部或传递转矩不大的场合。
模块一 键 联 接
知识点2 其它形式的键联接
模块一 平键联接的设计
知识点1 平键的选择
1．平键的材料选择 键是标准件，其材料常选用抗拉强度≥600MPa的钢，如45钢。
如果轮毂采用有色金属或非金属材料时，键也可用20钢或Q235 钢。 2．平键的类型选择 选择平键的类型时，应根据联接的结构特点和工作要求来选 择它的类型。 3．平键的尺寸确定 平键的尺寸也已标准化，先根据轴径的大小，从国家标准系 列（表11-1）中选取平键的截面尺寸（宽度和高度），然后再根 据轮毂宽度B确定键的长度L，通常键的长度L比轮毂宽度B小 （5~10）mm，再从键的长度标准系列中选取。
教学难点：
螺栓联接的强度计算。
第十一单元 联 接
联接 零件
（被连接件）
机械
动联接
运动副
联接
静联接
可拆卸 不可拆卸
键、螺栓、销 焊、粘、铆 、过盈
模块一 键 联 接
键联接就是用键将轴和轴上零件（齿轮、带轮等） 联接起来的一种结构形式，用来实现轴与轴上零 件的周向固定以传递运动和转矩。

键是标准件，安放在轴与轮毂的键槽中，分为平 键、半圆键、楔键和切向键等几类。
模块二 平键联接的设计
知识点2 平键的强度校核
普通平键联接的强度条件为：
导向平键联接和滑键联接的强度条件为：
p = 2T ×103 ≤[ p] kld
图11-2-1 键联接受力图
T——扭矩（N·mm） h——键的高度（mm） d——轴径（mm） l——工作长度 （mm） A型键：l=L-b ；B键：l=L ；C型键：l=L-b/2 L——公称长度
模块四 销 联 接
销联接根据用途不同，可分为定位销、联接销、安全 销三种。
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，可传递不大的载荷
定位销
联接销
模块四 销 联 接
安全销作为安全装置中的过载剪切元件。
销套
安全销
销根据其形状不同，有圆柱销、圆锥销两大类。 销的常用材料为35、45钢。
2、楔键联接 如图所示，楔键的上下面是工作面，其中一个底面有 1:100的斜度。工作时，主要靠其产生的摩擦力来传递转矩，同时 还可承受单向的轴向力。常用于定心精度要求不高和载荷平稳的低 速联接 。
3、切向键联接 如图所示，切向键由两个斜度为1:100的楔键组成，成 对使用，以两个斜面互相贴合构成联接。工作时，靠工作面上的挤 压力和轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。这种键联接常用于载荷 很大，对中性要求不高的场合。
(a)
(b)
模块三 花 键 联 接
花键联接根据齿形不同，可分为矩形花键和渐开 线花键，这两种花键均已标准化
知识点1 矩形花键联接
如图所示，矩形花键的“齿（或槽）”的横截面 形状是矩形。矩形花键的主要参数有大径、小径、 键宽（槽宽）。矩形花键的齿形尺寸有轻系列和 中系列两个系列。轻系列多用于静联接或轻载联 接；中系列多用于中等载荷的联接。矩形花键的 定心方式为小径定心，外花键和内花键的小径为 配合面。其特点是定心精度高，稳定性好，可用 磨削的方法消除热处理后的变形。