机械设计基础-教学课件--第七章.ppt

1、1在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/机械设计基础刘赛堂刘赛堂 李永敏李永敏 主编主编3第第7 7章章 轴毂连接轴毂连接 1.1.轴毂连接的作用是实现周向固定、轴向移动并传递运动和转矩。轴毂连接的作用是实现周向固定、轴向移动并传递运动和转矩。2.2.常用的有键连接、花键连接、销连接、过盈配合、型连接等。常用的有键连接、花键连接、销连接、过盈配合、型连接等。3.3.键连接的类型、特点及应用及键的选择和强度校核。键连接的类型、

2、特点及应用及键的选择和强度校核。4.4.花键连接和销连接的特点及应用。花键连接和销连接的特点及应用。知识点：知识点：47.1 7.1 键连接键连接 传动零件工作时，必须做转动，而转动时需有零件支承，支承零件传动零件工作时，必须做转动，而转动时需有零件支承，支承零件称为轴。轮毂称为轴。轮毂(齿轮、链轮、带轮等齿轮、链轮、带轮等)要随轴一起转动，就必须有连接，要随轴一起转动，就必须有连接，轴与轮毂之间的连接称为轴毂连接。轴毂连接的作用是实现周向固定、轴与轮毂之间的连接称为轴毂连接。轴毂连接的作用是实现周向固定、轴向移动并传递运动和转矩。轴向移动并传递运动和转矩。常用的有键连接、花键连接、销连接、过

3、盈配合、型连接等。连接常用的有键连接、花键连接、销连接、过盈配合、型连接等。连接形式的选择根据传递转矩的大小、性质、对中精度、加工难易等确定。形式的选择根据传递转矩的大小、性质、对中精度、加工难易等确定。本章主要介绍键连接、花键连接和销联接。本章主要介绍键连接、花键连接和销联接。7.1.1 7.1.1 键连接的类型、特点及应用键连接的类型、特点及应用 键连接包括平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。键连接包括平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。平键连接靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。其结构简单，对中性平键连接靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。其结构简单，对中性好，拆装方便。但不能承受轴

4、向力，对零件无法轴向固定好，拆装方便。但不能承受轴向力，对零件无法轴向固定。平键按用途可分为普通平键、导向平键和滑键三种平键按用途可分为普通平键、导向平键和滑键三种。1.1.平键连接平键连接57.1 7.1 键连接键连接 （1 1）普通平键）普通平键 普通平键属静连接，应用最广泛普通平键属静连接，应用最广泛。根据头部形状不同，可分为圆头（根据头部形状不同，可分为圆头（A A型）、方头（型）、方头（B B型）和单圆头型）和单圆头（C C型）三种，如型）三种，如图图7.17.1所示。所示。1)A 1)A型平键。型平键。如图如图7.1(a)7.1(a)所示，常用于轴的中部，轴上的键槽用端所示，常用于

5、轴的中部，轴上的键槽用端面铣刀加工，面铣刀加工，如图如图7.27.2（a a）所示。其在轴上的键槽中轴向固定较好，所示。其在轴上的键槽中轴向固定较好，但键槽的应力集中较大。但键槽的应力集中较大。图图7.1 7.1 普通平键普通平键图图7.2 7.2 普通平键普通平键67.1 7.1 键连接键连接 2 2）B B型平键。如型平键。如图图7.17.1（b b）所示，常用于轴端或轴的中部，轴上所示，常用于轴端或轴的中部，轴上的键槽用圆盘铣刀加工，如的键槽用圆盘铣刀加工，如图图7.27.2（b b）所示。所示。其在轴上键槽两端的应力集中较小，但键在轴上的键槽中轴向固其在轴上键槽两端的应力集中较小，但键

6、在轴上的键槽中轴向固定不好，当键的尺寸较大时，需用紧定螺钉压紧。定不好，当键的尺寸较大时，需用紧定螺钉压紧。3 3）C C型平键。只用于轴端连接。如型平键。只用于轴端连接。如图图7.17.1（c c）所示所示,轮毂上的键槽轮毂上的键槽一般用插刀或拉刀加工。一般用插刀或拉刀加工。（2 2）导向平键）导向平键 导向平键属动连接，如导向平键属动连接，如图图7.37.3所示，用于轮毂移动距离不大的场合所示，用于轮毂移动距离不大的场合。图图7.3 7.3 导向平键导向平键77.1 7.1 键连接键连接 （3 3）滑键）滑键 滑键属动连接，如滑键属动连接，如图图7.47.4所示，用于轮毂移动距离较大的场合

7、。所示，用于轮毂移动距离较大的场合。图图7.4 7.4 滑键滑键87.1 7.1 键连接键连接 半圆键属静连接半圆键属静连接,如如图图7.57.5所示。半圆键连接是靠键与键槽侧面的挤所示。半圆键连接是靠键与键槽侧面的挤压传递转矩，两侧面为工作面，能绕几何中心摆动，以适应轮毂槽加压传递转矩，两侧面为工作面，能绕几何中心摆动，以适应轮毂槽加工误差的斜度。工误差的斜度。其键槽的加工工艺性好，安装方便，结构紧凑，尤其适用锥形轴其键槽的加工工艺性好，安装方便，结构紧凑，尤其适用锥形轴与轮毂的连接。但轴上键槽较深，强度削弱大。与轮毂的连接。但轴上键槽较深，强度削弱大。其主要用于轻载或辅助连接，当需两个半圆

8、键时，键槽应布置在其主要用于轻载或辅助连接，当需两个半圆键时，键槽应布置在同一母线上。同一母线上。2.2.半圆键连接半圆键连接图图7.5 7.5 半圆键连接半圆键连接97.1 7.1 键连接键连接 楔键属紧键连接，如楔键属紧键连接，如图图7.67.6所示。楔键连接是靠键与轴及轮毂槽底所示。楔键连接是靠键与轴及轮毂槽底之间的摩擦力传递转矩，能轴向固定零件，并能承受单向轴向载荷。之间的摩擦力传递转矩，能轴向固定零件，并能承受单向轴向载荷。但楔紧后，轴与毂的中心易产生偏心和偏斜，在冲击、振动、变载时但楔紧后，轴与毂的中心易产生偏心和偏斜，在冲击、振动、变载时容易松动。容易松动。其主要用于对中精度要求

9、不高，载荷平稳且低速的场合。为了便其主要用于对中精度要求不高，载荷平稳且低速的场合。为了便于拆装，多用于轴端。于拆装，多用于轴端。楔键按形状不同可分为圆头楔键、方头楔键、钩头楔键等，如楔键按形状不同可分为圆头楔键、方头楔键、钩头楔键等，如图图7.67.6所示。所示。3.3.楔键连接楔键连接图图7.6 7.6 楔键连接楔键连接107.1 7.1 键连接键连接 切向键属紧键连接，如切向键属紧键连接，如图图7.77.7所示。切向键连接是靠键与轴及轮毂所示。切向键连接是靠键与轴及轮毂槽底的挤压传递转矩。其中一个工作面在过轴心线的平面内，使工作槽底的挤压传递转矩。其中一个工作面在过轴心线的平面内，使工作

10、面上的压力沿轴的切向作用，因而能传递较大的转矩。但一个切向键面上的压力沿轴的切向作用，因而能传递较大的转矩。但一个切向键只能传递单向转矩，若要传递双向转矩，则须使用两个切向键，并要只能传递单向转矩，若要传递双向转矩，则须使用两个切向键，并要相互成相互成120120135135布置。布置。4.4.切向键连接切向键连接图图7.7 7.7 切向键连接切向键连接117.1 7.1 键连接键连接7.1.2 7.1.2 键的选择和强度校核键的选择和强度校核 键是标准件，设计时应根据键连接的结构特点、使用要求、工作键是标准件，设计时应根据键连接的结构特点、使用要求、工作条件选择键的类型，根据轴的直径，选择标

11、准尺寸，然后进行校核。条件选择键的类型，根据轴的直径，选择标准尺寸，然后进行校核。主要考虑连接的结构、使用特性和工作要求。如传递转矩的大小主要考虑连接的结构、使用特性和工作要求。如传递转矩的大小；是否有冲击、振动；轮毂是否需要轴向移动、移动距离的大小；对；是否有冲击、振动；轮毂是否需要轴向移动、移动距离的大小；对中性要求的高低等。中性要求的高低等。1.1.类型选择类型选择 根据轴径根据轴径d d从标准中选择键的宽从标准中选择键的宽b b和高度和高度h h（表表7.17.1），键的长度），键的长度L L根根据轴毂长度确定，据轴毂长度确定，L L键键=L=L毂毂5 5 10mm10mm，并符合标准

12、长度系列。导向，并符合标准长度系列。导向平键的长度则按轮毂长度及轴上零件的移动距离确定，也应符合标准平键的长度则按轮毂长度及轴上零件的移动距离确定，也应符合标准长度系列。长度系列。2.2.尺寸选择尺寸选择127.1 7.1 键连接键连接13 平键连接平键连接（图（图7.87.8）的主要失效形式是键、轴、毂三者强度较弱的的主要失效形式是键、轴、毂三者强度较弱的零件被压溃（静连接）或磨损（动连接）。零件被压溃（静连接）或磨损（动连接）。普通平键连接按挤压强度公式：普通平键连接按挤压强度公式：3.3.平键连接的强度校核平键连接的强度校核7.1 7.1 键连接键连接图图7.8 7.8 平键连接的受力简

13、平键连接的受力简图图147.2 7.2 花键连接和销连接花键连接和销连接7.2.1 7.2.1 花键连接花键连接 渐开线花键（渐开线花键（图图7.117.11）加工工艺与齿轮相同，制造精度高，齿根）加工工艺与齿轮相同，制造精度高，齿根宽，应力集中小，承载能力大，但加工渐开线花键孔的拉刀制造复杂宽，应力集中小，承载能力大，但加工渐开线花键孔的拉刀制造复杂，成本较高。渐开线花键的定心方式为齿形定心，具有良好的自动对，成本较高。渐开线花键的定心方式为齿形定心，具有良好的自动对中作用，有利于各键齿均匀受力。中作用，有利于各键齿均匀受力。花键连接的选用和强度校核与平键类似（详见花键连接的选用和强度校核与

14、平键类似（详见机械设计手册机械设计手册）。）。图图7.11 7.11 渐开线花键连接渐开线花键连接157.2 7.2 花键连接和销连接花键连接和销连接7.2.2 7.2.2 销连接销连接 如如图图7.127.12所示，销主要用于定位，即固定零件之间的相对位置，所示，销主要用于定位，即固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的辅助零件，也可以传递不大的载荷。它是组合加工和装配时的辅助零件，也可以传递不大的载荷。按形状不同，可分为圆柱销、圆锥销、开口销、带孔销轴等，它按形状不同，可分为圆柱销、圆锥销、开口销、带孔销轴等，它们均有国家标准，可根据使用要求选用。承受载荷的可作强度校核。们均有国家标

15、准，可根据使用要求选用。承受载荷的可作强度校核。图图7.12 7.12 部分销连接部分销连接16 圆柱销靠微量过盈固定在孔中，经多次拆装后定位精度会降低。圆柱销靠微量过盈固定在孔中，经多次拆装后定位精度会降低。圆柱销又可细分为圆柱销、螺纹圆柱销、内螺纹圆柱销、弹性圆圆柱销又可细分为圆柱销、螺纹圆柱销、内螺纹圆柱销、弹性圆柱销等（详见机械设计手册）。柱销等（详见机械设计手册）。1.1.圆柱销圆柱销图图7.8 7.8 平键连接的受力简平键连接的受力简图图7.2 7.2 花键连接和销连接花键连接和销连接 圆锥销具有圆锥销具有150150的锥度，小头直径为标准值。圆锥销安装方便，的锥度，小头直径为标准

16、值。圆锥销安装方便，且多次拆装对定位精度影响也不大，应用广泛。且多次拆装对定位精度影响也不大，应用广泛。为了拆卸方便，圆柱、圆锥销的上端可制成内、外螺纹的，分别称为了拆卸方便，圆柱、圆锥销的上端可制成内、外螺纹的，分别称为内螺纹圆柱（圆锥）销、螺纹圆柱（螺纹锥）销。为了确保安装后为内螺纹圆柱（圆锥）销、螺纹圆柱（螺纹锥）销。为了确保安装后不致松脱，圆锥销的尾端可制成开口的，称为开尾圆锥销，小端带有不致松脱，圆锥销的尾端可制成开口的，称为开尾圆锥销，小端带有外螺纹的圆锥销适用于有冲击的场合。外螺纹的圆锥销适用于有冲击的场合。2.2.圆锥销圆锥销17 特殊结构的销统称为异形销，如开口销（特殊结构的

17、销统称为异形销，如开口销（图图7.137.13）是一防松元件）是一防松元件与其他连接件配合使用的情况。与其他连接件配合使用的情况。销的类型和尺寸可根据用途和使用要求选定。销的类型和尺寸可根据用途和使用要求选定。3.3.异形销异形销图图7.13 7.13 销轴及开口销销轴及开口销7.2 7.2 花键连接和销连接花键连接和销连接18小小 结结 1.1.轴与轮毂之间的连接称轴毂连接。轴毂连接的作用是实现周向固定、轴与轮毂之间的连接称轴毂连接。轴毂连接的作用是实现周向固定、轴向移动并传递运动和转矩。常用的有键连接、花键连接、销连接、过盈配轴向移动并传递运动和转矩。常用的有键连接、花键连接、销连接、过盈

18、配合、型连接等。合、型连接等。2.2.键连接有平键连接、半圆键连接、楔键连接等几种类型。平键连接按键连接有平键连接、半圆键连接、楔键连接等几种类型。平键连接按用途分为普通平键、导向平键和滑键三种。普通平键属静连接，应用最广泛。用途分为普通平键、导向平键和滑键三种。普通平键属静连接，应用最广泛。普通平键根据头部形状不同，可分为圆头（普通平键根据头部形状不同，可分为圆头（A A型）、方头（型）、方头（B B型）和单圆头（型）和单圆头（C C型）三种。型）三种。3.3.键是标准件，设计时根据键连接的结构特点、使用要求、工作条件选键是标准件，设计时根据键连接的结构特点、使用要求、工作条件选择键的类型，

19、根据轴的直径，选择标准尺寸，然后进行校核。择键的类型，根据轴的直径，选择标准尺寸，然后进行校核。4.4.花键连接多齿传递载荷，承载能力高；齿浅，应力集中小，对轴削弱花键连接多齿传递载荷，承载能力高；齿浅，应力集中小，对轴削弱小；定心和导向性好。用于精度要求高、载荷大或经常滑移的连接。小；定心和导向性好。用于精度要求高、载荷大或经常滑移的连接。5.5.销连接主要用于定位，也可以传递不大的载荷。按形状不同，可分为销连接主要用于定位，也可以传递不大的载荷。按形状不同，可分为圆柱销、圆锥销、开口销、带孔销轴等，可根据使用要求选用。圆柱销、圆锥销、开口销、带孔销轴等，可根据使用要求选用。7.2 7.2 花键连接和销连接花键连接和销连接19习习 题题详见详见159159页页7.2 7.2 花键连接和销连接花键连接和销连接谢谢观赏