机械设计中必须掌握的轴毂联接知识!

机械设计中必须掌握的轴毂联接知识！
【每日学机械】第84期，今天我们聊聊在机械设计中，我们必须掌握的有关轴毂联接的知识！轴毂联接是轴毂与轴相连接的轴上零件，常见齿轮、带轮等。

联接使回转零件在轴上定位和固定，以便传递运动和动力。

轴毂联接的方式有键联接、花键联接、成形联接、胀套联接、销联接、紧定螺钉联接、过盈联接等，有些联接方式仅用于轴毂联接，有些联接方式可兼作其它联接。

键和花键是最常见的轴毂联接方式。

1、键联接键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动和扭矩，楔键还可以起单向轴向固定零件。

而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。

根据键的结构形式，键联接可分为平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等几类。

1.1 平键联接：平键的两个侧面是工作面并用于传递转矩。

键上面与轮毂槽底之间留有间隙，为非工作面。

主要尺寸是键长L、键宽b和键高h。

▲普通平键联接平键端部形状有圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种( 如下图) ，C型键用于轴端。

A、C型键的轴上键槽用端铣刀切制，对轴应力集中较大，B型键的轴上键槽用盘铣刀铣
出，轴上应力集中较小。

1.2 半圆键联接：它靠键的两个侧面传递转矩，故其工作面为两侧面。

上键槽用尺寸与半圆键相同的圆盘铣刀加工，因而键在槽中能绕其几何中心摆动，以适应轮毂槽由于加工误差所造成的斜度。

1.3 楔键联接：键的上下两表面是工作面，键的上表面和轮毂键槽底面均有1∶100的斜度，装配后，键即楔紧在轴和轮毂的键槽里，工作表面产生很大预紧力。

1.4 切向键联接：它由两个普通楔键组成。

其上下两面（窄面）为工作面，其中之一面在通过轴心线的平面内。

工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。

一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。

用于载荷很大，对中要求不严的场合。

由于键槽对轴削弱较大，常用于直径大于100mm的轴上。

如大型带轮及飞轮，矿用大型绞车的卷筒及齿轮等与轴的联接。

2、花键联接
花键联接由内花键和外花键组成。

内、外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。

显然，花键联接是平键联接在数目上的发展。

与平键联接比较，花键联接在强度、工艺和使用方面有下列特点：在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故联接受力较为均匀；因槽较浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较少；齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；轴上零件与轴的对中性好，这对高速及精密机器很
重要；导向性好，这对动联接很重要；可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；制造工艺较复杂，有时需要专门设备，成本较高；
花键联接按齿形的不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类，这两类花键均已标准化。

矩形花键的定心方式为小径定心，即外花键和内花键的小径为配合面。

其特点是定心精度高，定心的稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。

矩形花键联接是应用最为广泛的花键联接。

应用广泛。

如航空发动机、汽车、燃气
轮机、机床、工程机械、拖拉机、农业机械及一般机械传动装置等等。

渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角α有30°及45°两种。

齿顶高分别为0.5m和0.4m(m为模数)。

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。

渐开线花键的定心方式为齿形定心。

受载时齿上有径向力，能起自动定心作用，有利于各齿受力均匀，强度高，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。

压力角45°的花键多用于轻载、小直径和薄型零件的联接。

3、销联接销联接一般用来传递不大的载荷或作安全装置；
另一作用是起定位作用。

常与带孔螺栓和六角开槽螺母配对使用，把销插入螺栓的孔与螺母的槽中，以防螺母松脱。

销
按形状分为圆柱销、圆锥销和异形销三类。

4、无键联接
凡是在轴毂联接中不用键、花键或销时的联接，统称为无键联接。

无键联接中我们介绍两个常用的型面联接和过盈配合联接。

型面联接：是利用非圆剖面的轴与相应形状的零件的毂孔配合而构成的联接，作为机械传动中的联接方式，型面联接相对于传统的键联接相比，具有联接强度高，没有应力集中，可以传递大扭矩且效率高的同时也可以承受冲击载荷，并且对于一些大型机械装备来讲其拆装方便及维修便利。

过盈配合联接：是靠两被联接件间的过盈配合构成的联接，常用于轴与带毂零件的联接。

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