第10章(2) 连接

拆卸空间 安装时 用力打入
轮毂斜度1 ∶1 00 Fn fFn d T fFn Fn e
图 楔键联结
第11章 连接
在进行装配的时侯， 将楔键沿轴线打入到轴和毂 的槽内， 其工作面上会产生很大的预紧力。 工作时，
主要依靠楔键的上、 下表面与轮毂和轴之间的摩擦力
来传递转矩， 并能承受单方向的轴向力。 楔键多用于 载荷平稳， 转速较低的场合。 楔键分为普通楔键和钩
端处的连接。
第11章 连接
如图所示， 在工作过程中， 轴上的传动零件沿轴 线做相对滑动。 此时， 采用导向平键能够起到导向的 作用， 实现轴上零件的轴向移动， 构成动连接。 如汽 车变速箱中的滑移齿轮采用的就是导向平键。
第11章 连接
固定螺钉
h
起键螺孔
L
b
图导向平键联结
d
第11章 连接
2. 半圆键联结
第11章 连接
2） 挠性联轴器
挠性联轴器具有一定的补偿两根轴的轴线偏移的 能力。 根据补偿偏移的方法不同又可分为无弹性元件 联轴器和弹性联轴器。 无弹性元件联轴器是利用联轴器中的工作元件之 间构的动连接来实现偏移的补偿的， 常用的有齿式联 轴器、 滑块联轴器和万向联轴器等； 而弹性联轴器是 利用联轴器中弹性元件的变形进行偏移的补偿， 常用
第11章 连接
销还有许多特殊的形式。 图10 - 48(a)是大端具有
外螺纹的圆锥销， 可用于盲孔； 图10 - 48(b)是小端带 有外螺纹的圆锥销， 可用螺母锁紧， 适用于有冲击的 场合。
第11章 连接
(a)
(b)
图10 - 48 圆锥销的特殊形式
第11章 连接
(a)
(b)
图10 - 49 圆柱销的特殊形式
第11章 连接
图 定位销
第11章 连接
图连接销
第11章 连接
2. 按照销的形状分类 按照销的形状， 销可分为圆柱销、 圆锥销和开口
销等。
圆柱销主要用于定位， 也可用作连接。 圆柱销与 销孔之间是过盈配合的关系， 为了保证其定位精度和
连接的紧固性， 不宜经常拆卸。 圆锥销主要用于定位。
圆锥销有1∶50的锥度， 具有自锁性能， 便于拆卸， 定位精度比圆柱销高， 大多用于经常装拆的场合。
如图10 - 55所示。
第11章 连接
2
3

1
图10 - 54 万向联轴器
第11章 连接

图10 - 55 双万向联轴器
第11章 连接
(4) 弹性套柱销联轴器。 弹性套柱销联轴器的结构与凸缘联轴器类似， 不
同之处在于用一端带有弹性套的柱销代替了刚性的螺
栓， 如图10 - 56所示。 (5) 弹性柱销联轴器。
第11章 连接
图10 - 49是带槽的圆柱销， 在销上加工有三条纵 向沟槽； 将带槽的圆锥销打入销孔之后， 它的沟槽产
生收缩变形， 使得销与孔壁压紧， 不容易松脱， 因此
能够承受振动和变载荷。
第11章 连接
11.3.2 销联结的选择和计算 1. 销
销也是标准件。 在设计销联结的时候， 可先根据
连接的结构特点和工作要求来选择销的类型和尺寸， 必要时再作强度校核。 定位销通常不做强度校核， 其直径按结构确定。 连接销的直径可按结构特点按经验确定， 必要时应校 核其挤压和剪切强度。
离合器的类型有很多， 按照离合的实现方式可分
为操纵离合器与自动离合器两种。 操纵离合器大多以 机械、 气动、 液压或电磁等为动力， 在需要的时候经
过操纵实现分离； 而自动离合器通常不需要外来操纵，
在特定的工作条件， 如一定的力、 转矩、 速度或回转 方向下， 自动实现接合或分离。
第11章 连接
1) 牙嵌式离合器 牙嵌式离合器依靠牙的相互嵌合实现传动。 牙嵌
头楔键两种， 如图所示。
第11章 连接
斜度1 ∶1 00
普通楔键
钩头楔键
图 楔键的类型
第11章 连接
11.3.3 平键联结的选择和计算 在设计连接时， 平键的选择和计算一般应按如下 步骤进行： (1) 选择平键的类型。 根据传动的情况和工作要求， 按照各类键的结构
形式和应用特点选择平键的类型。
(2) 确定键的截面尺寸。 根据轴的直径d， 从国家标准中查取键的相应的截 面尺寸b×h, 见表。
第11章 连接
2) 联轴器型号的选择
根据计算转矩、 轴的转速以及轴端直径， 从标准中 选择所需要的型号和相关尺寸。 所选型号的联轴器的轴 孔形式、 直径、 长度以及键槽形式应与被连接的两根轴 的相关参数协调一致。 考虑到在工作过程中的过载、 启动、 制动时的惯性 力矩等因素的影响， 联轴器的计算转矩可按下式计算：
10.3 销 联 结
11.3.1 销联结的类型 1. 根据销联结的功能分类 根据销联结的功能不同， 销联结可分为定位销、 连接销和安全销等。
第11章 连接
定位销一般不承受载荷或只能承受很小的载荷， 用于固定两个零件之间的相对位置。 定位销一般成对 使用， 并安装在两个零件接合面的对角处， 以加大两 销之间的距离， 增加定位的精度。 如图所示， 在减速 器的箱体和箱盖之间， 采用销进行定位。 连接销只能承受不大的载荷， 用于轴与轴毂的连 接或其他零件的连接， 适用于轻载和不很重要的场合。 如图所示， 在轴和套之间使用连接销进行连接。
第11章 连接
键的类型
第11章 连接
10.2.2 键联结的类型 1. 平键联结
平键联结如图所示， 平键的剖面为矩形。 从键的
剖面图上可以看出， 键的两个侧面是工作面。
第11章 连接
工作面
b
L
d
L
图普通平键联结
h
第11章 连接
普通平键用于静连接， 它的主要尺寸有键宽b、 键高h和键长L， 见图。 按照普通平键端部的形状有圆 头、 平头和单圆头三种形式， 分别称为A型、 B型和 C型平键， 如表（略）所示。 A型平键的轴上键槽用 指状铣刀加工， 键放在键槽中容易固定， 应用广泛; 但是， 轴上键槽端部的应力集中比较大。 B型平键用 盘状铣刀加工， 轴的应力集中比较小。 C型平键也用 指状铣刀加工， 端部的应力集中比较大， 一般用于轴
这种联轴器的结构与弹性套柱销联轴器十分相似，
只是采用了非金属材料制成的柱销， 取代了带有弹性 套的柱销， 如图10 - 57所示。
第11章 连接
C
图10 - 56 弹性套柱销联轴器
第11章 连接
图10 - 57 弹性柱销联轴器
第11章 连接
3. 联轴器的轴孔和键槽形式 联轴器的轴孔形式见表10 - 4， 联轴器的键槽形式
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的有弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器等。
第11章 连接
(1) 齿式联轴器。 齿式联轴器是无弹性元件联轴器中应用较广泛的
一种。 它是由两个带有内齿及凸缘的外套筒和两个带
有外齿的内套筒所组成的， 如图 10 - 52 所示。 (2) 滑块联轴器。
滑块联轴器由两个在端面上开有径向凹槽的半联
轴器1、 3和一个在两端面上均带有凸榫的中间盘2组成， 如图10 - 53所示。
见表10 - 5。
第11章 连接
表10 - 4 联轴器的轴孔形式及代号
第11章 连接
第11章 连接
表10 - 5 联轴器的键槽形式及代号
第11章 连接
4. 联轴器的选用 1) 联轴器类型的选择
根据机器的各种使用要求， 如被连接的两根轴之
间的对中性、 载荷的平稳性、 是否经常启动或换向等； 工作条件， 如环境温度的变化等， 结合各类联轴器的 性能特点来选择合适的类型。
第11章 连接
L
b
d
1
d
图半圆键联结
h
第11章 连接
图锥形轴端处的半圆键联结
第11章 连接
3. 楔键联结 楔键的上表面和轴毂的键槽底面均有1∶100的斜 度。 楔键的上、 下表面是工作面， 与槽底没有间隙。 而键的两个侧面是非工作面， 键与键槽的两个侧面应 留有间隙， 如图所示。
第11章 连接
在刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器。 如图
10 - 51所示， 凸缘联轴器是由两个带凸缘的半联轴器 和一组螺栓所组成的。 两个半联轴器分别装在两根轴 的轴端， 并用键与轴连接起来， 然后利用螺栓在其凸 缘部分进行连接， 从而实现两根轴之间的连接。
第11章 连接
(a)
(b)
图10 - 51 凸缘联轴器
表 键联结的许用挤压应力和许用压强
第11章 连接
如果键联结的强度不够， 在结构允许的时候， 可 以适当增加轮毂的长度和键的长度， 或者采用两个键 相隔180°布置， 如图所示。 考虑到载荷分布的不均 匀性， 在双键联结的强度计算中， 只能按1.5个键进行 计算。
第11章 连接
图双键联结
第11章 连接
保证严格的对中， 存在着某种程度的相对位移与偏斜，
这称为偏移。 偏移的形式有轴向偏移、 径向偏移、 角 偏移和综合偏移，
第11章 连接
表10 - 3 轴线的偏移形式
第11章 连接
2. 联轴器的类型 1） 刚性联轴器 刚性联轴器不能补偿两根轴的轴线偏移， 用于两 根轴之间能够严格对中并在工作中不发生相对偏移的 场合。
P Tc KT K 9500 n
（10 - 6）
第11章 连接
表10 - 6 工作情况系数K
第11章 连接
在确定联轴器的型号时， 应同时满足如下的条件： Tc≤Tn （10 - 7）
n≤［n］
3) 校核
（10 - 8）
必要时还应对联轴器中的某些薄弱环节进行校核。
第11章 连接
11.4.2 离合器 1. 离合器的类型
第11章 连接
(3) 确定键的长度。 按照轴的结构设计的结果， 根据轮毂的长度L1 来确
定键的长度L， 并按照标准系列值选取相近的标准值。
(4) 校核平键联结的强度。 必要时， 应进行平键的 强度校核。
在静连接中， 普通平键联结的主要失效形式是连接
工作面上的压溃。 实践表明， 压溃一般发生在较弱的轮 毂键槽的工作表面。 除非有严重过载， 一般不会发生键 被剪断的现象。
半圆键联结如图所示。 半圆键的侧面呈半圆形， 轴上加工出的键槽也呈半圆形。 与平键的工作原理一 样， 半圆键也是以键的两个侧面为工作面的。 在工作 的时候， 半圆键在轴槽中能绕其几何中心摆动， 可以 适应轮毂上键槽底面的斜度。 半圆键用于静连接， 具 有适应性较好， 装配较为方便的优点， 尤其适于锥形 轴端与轮毂的连接， 见图。
第11章 连接
普通平键联结的受力情况如图所示， 假设载荷沿 工作面为均匀分布， 则普通平键联结的挤压强度条件 为
4T p p dhl
4T p p dhl
第11章 连接
L l
≈ h 2
b
b b ≈ 2
L T L l
A型
B型
h
图 普通平键联结的受力情况
b
d
C型
第11章 连接
第11章 连接
图10 - 52 齿式联轴器
第11章 连接
1
2
3
图10 - 53 滑块联轴器
第11章 连接
(3) 万向联轴器。 万向联轴器由两个固定在轴端的叉形半联轴器1、
2和一个十字形中间连接件3组成， 如图10 - 54所示。
在实际应用中， 为了改善这种状况， 常将万向联 轴器成对使用， 并使其串接在一起组成双万向联轴器，
第11章 连接
2. 销孔的配作 当用销进行连接或定位的时候， 两个零件上的销 孔必须是在装配时一起加工出来的， 即同时钻孔和铰 孔。 在工艺上， 称为配作。 因此， 在各自零件图的 销孔尺寸上， 应当注明“与件××配作”。 图10 -
50(a)所示为圆柱销的销孔尺寸， 图10 - 50(b)所示为圆
第11章 连接
10.2 键 联 结
10.2.1 概述 键联结是将轴与轴上的传动零件， 如凸轮、 齿轮、 带轮等连接在一起， 实现轴和轴上零件之间的周向固 定， 以传递转矩的轴毂连接。 有些类型的键还可以实 现轴与轴上零件的轴向固定， 或轴向动连接。
第11章 连接
齿轮
挡圈
轴
键
图10 - 36 键联结
锥销的销孔尺寸。
第11章 连接
销孔5 与件×× 配作
锥销孔4 与件×× 配作
(a)
(b)
图10 - 50 销孔的尺寸
第11章 连接
10.4 联轴器和离合器
11.4.1 联轴器 1. 两根轴的相对偏移 由于制造和安装的误差、 受载之后的变形、 轴承 磨损、 工作温度的变化以及传动过程中产生的振动等 因素的影响， 联轴器所连接的两根轴的轴线往往不能
式离合器由端面带牙的两个半离合器1、 2组成， 如图
10 - 58所示。 2) 摩擦式离合器
单盘摩擦式离合器由两个摩擦盘1、 2组成， 其结
构如图10 - 59所示。
第11章 连接
1
2
3
d
a
4 h 5
图10 - 58 牙嵌式离合器
第11章 连接
3
1
2
图10 - 59 单片圆盘摩擦式离合器
第11章 连接