键连接的选择计算

键连接的选择计算
键连接的选择计算

11.键连接的选择计算

11.1键的选择

根据减速器的性能要求,选择减速器上的键都为A 型平键,选用材质为45钢,但在不同轴的不同位置选择不同的尺寸的键,因为键连接工作方式为静连接,减速器为中等冲击,则其其许用挤压应力[]6090P Mpa σ= ,选取中间值为

[]75P Mpa σ=

1.轴Ⅰ键的选择: 轴Ⅰ左端连接凸缘式联轴器,键槽部分的轴径为28mm ,轴段长60mm ,选择A 型平键,键87,50b h L mm ?=?=

2.轴Ⅱ键1的选择: 该轴段与齿轮相配合,轴段长度为78mm ,轴径为46mm ,选择A 型平键,键149,70b h L mm ?=?=

3.轴Ⅱ键2的选择: 该轴段与齿轮相配合,轴段长度为43mm ,轴径为46mm ,选择A 型平键,键149,32b h L mm ?=?=

4.轴Ⅲ键1的选择: 该轴段与齿轮相配合,轴段长度为73mm ,轴径为62mm ,选择A 型平键,键1811,63b h L mm ?=?=

5.轴Ⅲ键2的选择: 轴Ⅲ右端连接凸缘式联轴器,键槽部分的轴径为42mm ,轴段长82mm ,选择A 型平键,键128,70b h L mm ?=?=

11.2 键连接强度校核

1.轴Ⅰ键的校核: 工作长度50842L l b mm =-=-=

接触高度0.50.57 3.5k h mm ==?= 则许用挤压应力:

33

210215.95107.75[]753.54228

p p T Mpa MPa kld σσI ???===<=?? 则强度足够,满足设计要求。

2.轴Ⅱ键1的校核: 工作长度701456L l b mm =-=-= 接触高度0.50.59 4.5k h mm ==?= 则许用挤压应力:

33

2210281.141013.99[]754.55646

p p T Mpa MPa kld σσ???===<=?? 则强度足够,满足设计要求。

3.轴Ⅱ键2的校核: 工作长度321418L l b mm =-=-= 接触高度0.50.59

4.5k h mm ==?= 则许用挤压应力:

33

2210281.141043.55[]754.51846

p p T Mpa MPa kld σσ???===<=?? 则强度足够,满足设计要求。

4.轴Ⅲ键1的校核: 工作长度621845L l b mm =-=-= 接触高度0.50.511

5.5k h mm ==?= 则许用挤压应力:

33

32102300.561039.17[]755.54562

p p T Mpa MPa kld σσ???===<=?? 则强度足够,满足设计要求。

5.轴Ⅲ键2的校核: 工作长度701258L l b mm =-=-= 接触高度0.50.58 4.0k h mm ==?= 则许用挤压应力:

33

22102300.561061.69[]754.05842

p p T Mpa MPa kld σσ???===<=?? 则强度足够,满足设计要求。

过盈量与装配力计算公式

过盈联接 1.确定压力p; 1)传递轴向力F 2)传递转矩T 3)承受轴向力F和转矩T的联合作用 2.确定最小有效过盈量,选定配合种类; 3.计算过盈联接的强度; 4.计算所需压入力;(采用压入法装配时) 5.计算包容件加热及被包容件冷却温度;(采用胀缩法装配时) 6.包容见外径胀大量及被包容件内径缩小量。 1. 配合面间所需的径向压力p 过盈联接的配合面间应具有的径向压力是随着所传递的载荷不同而异的。 1)传递轴向力F当联接传递轴向力F时(图7-20),应保证联接在此载荷作用下,不产生轴向滑动。亦即当径向压力为P时,在外载荷F的作用下,配合面上所能产生的轴向摩擦阻力F,应大于或等于外载荷F。 图: 变轴向力的过盈联接图: 受转矩的过盈联接 设配合的公称直径为人配合面间的摩擦系数为人配合长度为l,则

F f=πdlpf

因需保证F f ≥F,故 [7-8] 2)传递转矩T当联接传递转矩T时,则应保证在此转矩作用下不产生 周向滑移。亦即当径向压力为P时,在转矩T的作用下,配合面间所能产生的摩 擦阻力矩M f 应大于或等于转矩T。 设配合面上的摩擦系数为f①,配合尺寸同前,则 M f=πdlpf·d/2 因需保证M f ≥T.故得 [7-9] ① 实际上,周向摩擦系数系与轴向摩擦系数有差异,现为简化.取两者近似相等.均以f表示。 配合面间摩擦系数的大小与配合面的状态、材料及润滑情况等因素有关,应由实验测定。表7-5给出了几种情况下摩擦系数值,以供计算时参考。 表: 摩擦系数f值 压入法胀缩法 联接零件材料无润滑时f 有润滑时f 联接零件 材料 结合方式,润滑 f 钢—铸钢0.11 0.08 钢—钢油压扩孔,压力 油为矿物油 0.125 钢—结构钢0.10 0.07 油压扩孔,压力 油为甘油,结合 面排油干净 0.18 钢—优质结构钢0.11 0.08 在电炉中加热包 容件至300℃ 0.14 钢—青铜0.150.20 0.030.06 在电炉中加热包 容件至300℃以 后,结合面脱脂 0.2 钢—铸铁0.120.15 0.050.10 钢—铸铁油压扩孔,压力 油为矿物油 0.1 铸铁—铸钢0.150..25 0.150.10 钢—铝镁无润滑0.100.15

机械设计-键考试复习与练习题

考试复习与练习题 一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案) 1 为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度,两个切向键最好布置成。 A.在轴的同一母线上 B. 180° C. 120°~ 130° D. 90° 2 平键B20×80 GB/T1096—1979中,20×80是表示。 A. 键宽×轴径 B. 键高×轴径 C. 键宽×键长 D. 键宽×键高 3 能构成紧连接的两种键是。 A. 楔键和半圆键 B. 半圆键和切向键 C. 楔键和切向键 D. 平键和楔键 4 一般采用加工B型普通平键的键槽。 A. 指状铣刀 B. 盘形铣刀 C. 插刀 D. 车刀 5 设计键连接时,键的截面尺寸b×h通常根据由标准中选择。 A. 传递转矩的大小 B. 传递功率的大小 C. 轴的直径 D. 轴的长度 6 平键连接能传递的最大扭矩T,现要传递的扭矩为1.5T,则应。 A. 安装一对平键 B. 键宽b增大到1.5倍 C. 键长L增大到1.5倍 D. 键高h增大到1.5倍 7 如需在轴上安装一对半圆键,则应将它们布置在。 A. 相隔90° B. 相隔120°位置 C.轴的同一母线上 D. 相隔180° 8 花键连接的主要缺点是。 A. 应力集中 B. 成本高 C. 对中性与导向性差 D. 对轴削弱 二、填空题 9 在平键联接中,静联接应校核强度;动联接应校核强度。 10 在平键联接工作时,是靠和侧面的挤压传递转矩的。 11 花键联接的主要失效形式,对静联接是,对动联接是。 12 键联接,既可传递转矩,又可承受单向轴向载荷,但容易破坏轴与轮毂的对中性。 13 平键联接中的静联接的主要失效形式为,动联接的主要失效形式为;所以通常只进行键联接的强度或计算。 14 半圆键的为工作面,当需要用两个半圆键时,一般布置在轴的。 三、简答题 15 试述普通平键的类型、特点和应用。 16 平键连接有哪些失效形式? 17 试述平键联接和楔键联接的工作原理及特点。 18 试按顺序叙述设计键联接的主要步骤。 四、设计题 19 一齿轮装在轴上,采用A型普通平键连接。齿轮、轴、键均用45钢,轴径d=80mm,轮毂

过盈连接的设计计算书

提高扩展内容 第15章连接设计 1. 过盈连接的设计计算 教材节简单介绍过盈连接的原理、特点及应用。鉴于此连接在机械工程中广泛应用,特作如下扩展,供读者参考。 1.1过盈连接的特点及应用 过盈连接是利用连接零件间的过盈配合来实现连接的。这种连接也叫干涉配合 .. ....连接 或紧配合 ..。 ...连接 过盈连接的优点是结构简单、对中性好、承载能力大、在冲击载荷下能可靠地工作、对轴削弱少。其主要缺点为配合面的尺寸精度高、装拆困难。过盈连接主要用于轴与毂的连接、轮圈与轮芯的连接以及滚动轴承与轴或座孔的连接等。本节仅介绍圆柱面的过盈连接。 圆柱面过盈连接的设计计算 (1)过盈连接的工作原理及装配方法 1)过盈连接的工作原理 过盈连接是将外径为 d的被包容件压入内径为A d的包容件中(图)。由于配合直径 B 间有B ?的过盈量,在装配后的配合面上,便产生了一定的径向压力。当连接承受A? + 轴向力F(图)或转矩T(图)时,配合面上便产生摩擦阻力或摩擦阻力矩以抵抗和传递外载荷。 a) 圆柱面过盈连接b) 受轴向力的过盈连接

c) 受转矩的过盈连接 图圆柱面过盈连接的工作原理 2)过盈连接的装配方法 过盈连接的装配方法有压入法 ...。 ...和温差法 压入法是利用压力机将被包容件直接压入包容件中。由于过盈量的存在,在压入过程中,配合表面微观不平度的峰尖不可避免地要受到擦伤或压平,因而降低了连接的紧固性。在被包容件和包容件上分别制出如图所示的导锥,并对配合表面适当加润滑剂,可以减轻上述擦伤。 温差法是加热包容件或(和)冷却被包容件,使之既便于装配,又可减少或避免损伤配合表面,而在常温下即达到牢固的连接。加热是利用电加热,冷却采用液态空气(沸点为-副1940C)或固态二氧化碳(又名干冰,沸点为-790C)。 温差法可以得到较大的固持力,常用于配合直径较大的连接;冷却法则常用于配合直径较小时。 过盈连接的应用实例见图及。 由于过盈连接拆装会使配合面受到严重损伤,当装配过盈量很大时,装好后再拆开就更加困难。因此,为了保证多次装拆后的配合仍能具有良好的紧固性,可采用液压拆卸,即在配合面间注入高压油,以涨大包容件的内径,缩小被包容件的外径,从而使连接便于拆开,并减小配合面的擦伤。但采用这种方法时,需在包容件和(或)被包容件上制出油孔和油沟,如图所示。 图过盈装配的导向结构图曲轴过盈连接组装件

机械设计强度计算

第3章 剪切和挤压的实用计算 剪切的概念 在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a),构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。 图3-1 工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及铆钉等,都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切面上必有与外力平行且与横截面 相切的内力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力,根据平衡方程∑=0Y ,可求得F F Q =。 剪切破坏时,构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况,称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力,而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法,称为剪切的实用计算或工程计算。 剪切和挤压的强度计算

剪切强度计算 剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图,试件的受力情况如图3-2b 所示,这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时,试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况,称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为 2F F Q = 图3-2 由于受剪构件的变形及受力比较复杂,剪切面上的应力分布规律很难用理论方法确定,因而工程上一般采用实用计算方法来计算受剪构件的应力。在这种计算方法中,假设应力在剪切面内是均匀分布的。若以A 表示销钉横截面面积,则应力为 A F Q =τ (3-1) τ与剪切面相切故为切应力。以上计算是以假设“切应力在剪切面上均匀分布”为基础的,实际上它只是剪切面内的一个“平均切应力”,所以也称为名义切应力。 当F 达到b F 时的切应力称剪切极限应力,记为b τ。对于上述剪切试验,剪切极限应力为 A F b b 2= τ 将b τ除以安全系数n ,即得到许用切应力

轴的强度校核方法

第二章 轴的强度校核方法 2.2常用的轴的强度校核计算方法 进行轴的强度校核计算时,应根据轴的具体受载及应力情况,采取相应的计算方法,并恰当地选取其许用应力。 对于传动轴应按扭转强度条件计算。 对于心轴应按弯曲强度条件计算。 对于转轴应按弯扭合成强度条件计算。 2.2.1按扭转强度条件计算: 这种方法是根据轴所受的扭矩来计算轴的强度,对于轴上还作用较小的弯矩时,通常采用降低许用扭转切应力的办法予以考虑。通常在做轴的结构设计时,常采用这种方法估算轴径。 实心轴的扭转强度条件为: 由上式可得轴的直径为 为扭转切应力,MPa 式中: T 为轴多受的扭矩,N ·mm T W 为轴的抗扭截面系数,3mm n 为轴的转速,r/min P 为轴传递的功率,KW d 为计算截面处轴的直径,mm 为许用扭转切应力,Mpa ,][r τ值按轴的不同材料选取,常用轴的材料及][r τ值见下表: T τn P A d 0 ≥[]T T T d n P W T ττ≤2.09550000≈3 =[]T τ

空心轴扭转强度条件为: d d 1 = β其中β即空心轴的径1d 与外径d 之比,通常取β=0.5-0.6 这样求出的直径只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径。例如,在设计一级圆柱齿轮减速器时,假设高速轴输入功率P1=2.475kw ,输入转速n1=960r/min ,则可根据上式进行最小直径估算,若最小直径轴段开有键槽,还要考虑键槽对轴的强度影响。 根据工作条件,选择45#钢,正火,硬度HB170-217,作为轴的材料,A0值查表取A0=112,则 mm n P A d 36.15960 475 .2112110 min =?== 因为高速轴最小直径处安装联轴器,并通过联轴器与电动机相连接,设有一个键槽,则: mm d d 43.16%)71(36.15%)71(min ' min =+?=+= 另外,实际中,由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结,则外伸段轴径与电动机轴径不能相差太大,否则难以选择合适的联轴器,取电动机轴d d 8.0'min =,查表,取mm d 38=电动机轴,则: mm d d 4.3038*8.08.0' min ===电动机轴 综合考虑,可取mm d 32'min = 通过上面的例子,可以看出,在实际运用中,需要考虑多方面实际因素选择轴的直径大小。 2.2.2按弯曲强度条件计算: 由于考虑启动、停车等影响,弯矩在轴截面上锁引起的应力可视为脉动循环变应力。 则 其中: M 为轴所受的弯矩,N ·mm ][7.1][≤1-0σσσ== W M ca

平键的选择和计算资料

平键的选择和计算

第六章:平键的选择和计算 6.1:高速轴与V 带轮用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=45mm,及带轮宽mm 3552=B ,据文献得键的键 宽b ?键高h 为914?,长度mm 45=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,V 带轮材料为铸铁,查表得键联接的 许用应力[]MPa P 80~70=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.495.05.0382 14452b -=?===-==, 挤压应力 []安全)(8.3845 385.4171.14920002000P I P MPa kld T σσ<=???== 6.2:低速轴与大齿轮用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=64mm,据文献得键的键宽b ?键高h 为1118?,长度mm 63=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,大齿轮的材料也为45钢,查表得键联接的许用应力[]MPa P 150~120=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.5115.05.0542 18632b -=?===-==, 挤压应力

[]安全)(77.7764 545.517.73920002000P II P MPa kld T σσ<=???== 6.3:低速轴与联轴器用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=50mm ,据文献查得键的的键宽b ?键高h 为914?,长度mm 63=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,联轴器的材料为钢,查表得键联接的许用应力[]MPa P 150~120=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.495.05.0562 14632b -=?===-==, 挤压应力 []安全)(33.11750 565.417.73920002000P II P MPa kld T σσ<=???==

剪切力地计算方法-剪力强度公式

第3章 剪切和挤压的实用计算 3.1 剪切的概念 在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a),构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。 图3-1 工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及铆钉等,都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切面上必有与外力平行且与横截面相切的力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力,根据平衡方程∑=0Y ,可求得F F Q =。 剪切破坏时,构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况,称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部力,而只是给出了主要的受力和力。实际受力和变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法,称为剪切的实用计算或工程计算。 3.2 剪切和挤压的强度计算 3.2.1 剪切强度计算 剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图,试件的受力情况如图3-2b 所示,这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时,试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况,称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为 2 F F Q =

键联接(二)

课题键联接(二)课型新授 授课日期授课 时数 总课 时数 教具 使用 投影仪 教学 目标 了解键的分类及特点,学会选择平键及校核强度 教学重点和难点重点:了解键的分类及特点,学会选择平键及校核强度难点:了解键的分类及特点,学会选择平键及校核强度 学情 分析 键联接的内容不是很多,掌握其分类和特点 板书设计一、键联接的种类 1.紧键联接 二.平键联接的选择和计算 教学后记

第1页 课前提问:1、传动比的计算如何计算? 新授: 平键联接由于结构简单、装拆方便和对中性好,因此获得广泛应用。 (2)导向平键(feather key)和滑键 导向平键是加长的普通平键,采用导向平键时转动零件的轮毂可在轴上沿轴向滑动,适用于轴上零件的轴向移动量不大的场合,如变速箱中的滑移齿轮。 当轴上零件的轴向移动量很大时,可采用滑键。滑键联接是将滑键固定在轮毂上,并与轮毂一起在轴上的键槽中滑动。 2.半圆键联接 半圆键的上表面为平面,下表面为半圆形弧面,两侧面互相平行。半圆键联接也是靠两侧工作面传递转矩的。 它的优点是:能自动适应轮毂槽底的倾斜,使键受力均匀不偏。但它对轴的削弱大,宜用于轴端传递转矩不大的场合。 (二)紧键联接 紧键联接分为楔键联接和切向键联接。 1.楔键 楔键的顶面有1:100的斜度,两侧面相互平行。工作时依靠键的顶面和底面与轮毂键槽和轴槽的底面间所产生挤压力和摩擦力来传递动力和转矩。适用于对中性要求不高、转速较低的场合。 2.切向键 切向键是由两个具有1:100单面斜度的普通楔键沿斜面贴合在一起组成的,只能用于传递单方向的转矩。当传递两个方向转矩时,应装两副切向键。适用于对中性和运动精度要求不高、低速、重载、轴径大于100mm的场合。 二.平键联接的选择和计算 1.选择平键的类型和尺寸 根据联接的要求,按轴径确定类型和键的宽度b、高度h, 键的长度L应根据轮毂长度L1而定,比轮毂略短,一般取L=L1 (5~10)。

回弹法测砼强度值的计算方法和步骤

回弹法测砼强度值的计算方法和步骤在学习计算方法和步骤之前,先了解几个术语: 1、测区:检测结构或构件砼抗压强度时的一个检测单元。 2、测点:在测区内进行的一个检测点。 3、测区砼强度换算值:由测区的平均回弹值和碳化深度值通过测强度曲线或查表得到的该检测单元(测区)的现龄期砼抗压强度值。 回弹法检测砼强度试用于工程结构普通砼抗压强度的检测。砼强度值的确定分为如下几个步骤:1、回弹值测量2、碳化深度值测量3、回弹值计算4、砼强度的计算 一、回弹值测量 1、一般规定:结构或物件砼强度检测可采用下列两种方式,其适用范围及结构或构件数量应符合下列规定: (1)、单个检测:适用于单个结构或构件的检测。 (2)、批量检测:适用于相同的生产工艺条件下,砼强度等级相同,原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致且龄期相近的同类结构或构件,按批进行检测的结构构件。抽检数量不得少于同批构件总数的30%且不得少于10件。 2、每一结构或构件的测区应符合下列规定: (1)、每一结构或构件测区数量应不少于10个。对某一方向尺寸小于4.5米,且另一方向尺寸小于0.3米的构件其测区数量可适当减少,但不应少于5个。 (2)、相邻两测区的间距应控制在2米以内。测区离构件端部或施

工缝边缘的距离不宜大于0.5米,且不宜小于0.2米。 (3)、测区应选在使回弹仪处于水平方向检测砼浇筑侧面,当不能满足这一要求时,可使回弹仪处于非水平方向检测砼强度浇筑侧面、表面或底面。但回弹值需修正。 (4)、测区宜选在构件的两个对称可测面上,也可选在一个可测面上,且应均匀分布。在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区,并应避开预埋件。 (5)、测区的面积不宜大于0.04㎡。 (6)、检测面应为砼表面,并应清洁平整,不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面。必要时可用砂轮清除疏松层和杂物,且不应有残留的粉末或碎屑。 3、回弹值测定 (1)、检测时,回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的检测面。缓慢施压,准确读数,快速复位。 (2)、测点宜在测区范围内均匀分布。相邻两测点的净距不宜小于20mm。测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm。测点不应在气孔或外露石子上,同一测点只应弹一次,每一测区应取16个回弹值。 二、碳化深度测量值 1、回弹值测量完毕后,应在有代表性的位置上测量碳化深度值。 测点不应小于构件测区数的30%,取其平均值为该构件的每测区的碳化深度值,当碳化深度最大值与最小值之差大于2.0mm

键的强度计算

键的强度计算 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

键连接的选择和计算 1.键的选择 I 轴齿轮1处选择普通平头平键 键128,12,8,40b mm h mm L mm ?===; 联轴器处选择普通平头平键 键87,8,7,32b mm h mm L mm ?===; II 轴齿轮2处选择普通平头平键 键149,14,9,36b mm h mm L mm ?===; 齿轮3处选择普通平头平键 键149,14,9,70b mm h mm L mm ?===; III 轴齿轮4处选择普通平头平键 键2012,20,12,70b mm h mm L mm ?===; 联轴器处选择普通平头平键 键1610,16,10,70b mm h mm L mm ?===; 2.键的强度计算 假定载荷在键的工作面上均匀分布,普通平键联接的强度条件为 3 210[]P P T kld σσ?=≤ 查表6-2得,钢材料在轻微冲击下的许用挤压应力为100~120MPa ,所以取

[]120P MPa σ= (1) I 轴齿轮1上键的强度计算 1111170.180.50.58440T N m k h mm l L mm =?==?=== 所以 3 1270.181022[]44040 P P MPa σσ??==≤?? 满足强度条件 I 轴联轴器上键的强度计算 1111170.180.50.57 3.532T N m k h mm l L mm =?==?=== 所以 3 1270.181050[]3.53225 P P MPa σσ??==≤?? 满足强度条件 (2). II 轴上齿轮2处键的强度计算 22222317.70.50.59 4.536T N m k h mm l L mm =?==?=== 所以 32 2317.71087[]4.53645 P P MPa σσ??==≤?? 满足强度条件 II 轴上齿轮3处键的强度计算

过盈量与装配力计算公式

过盈量与装配力计算公式 过盈联接 1.确定压力p; 1)传递轴向力F 2)传递转矩T 3)承受轴向力F和转矩T的联合作用 2.确定最小有效过盈量,选定配合种类; 3.计算过盈联接的强度; 4.计算所需压入力;(采用压入法装配时) 5.计算包容件加热及被包容件冷却温度;(采用胀缩法装配时)6.包容见外径胀大量及被包容件内径缩小量。

1. 配合面间所需的径向压力p 过盈联接的配合面间应具有的径向压力是随着所传递的载荷不同而异的。1)传递轴向力F 当联接传递轴向力F时(图7-20),应保证联接在此载荷作用下,不产生轴向滑动。亦即当径向压力为P时,在外载荷F的作用下,配合面上所能产生的轴向摩擦阻力Ff,应大于或等于外载荷F。 图: 变轴向力的过盈联接图: 受转矩的过盈联接. 设配合的公称直径为人配合面间的摩擦系数为人配合长度为l,则 F =πdlpf f因需保证F≥F,故f [7-8] 2)传递转矩T 当联接传递转矩T时,则应保证在此转矩作用下不产生周向滑移。亦即当径向压力为P时,在转矩T的作用下,配合面间所能产生的摩擦阻力矩M应大于或等于转矩T。f①,配合尺寸同前,则设配合面上的摩擦系 数为f M =πdlpf·d/2f因需保证M ≥T.故得f [7-9] ①实际上,周向摩擦系数系与轴向摩擦系数有差异,现为简化.取两者近似相等.均以f表示。 配合面间摩擦系数的大小与配合面的状态、材料及润滑情况等因素有关,应由实验测定。表7-5给出了几种情况下摩擦系数值,以供计算时参考。 表: 摩擦系数f值 压入法胀缩法 联接零件材有润滑时联接零件材无润滑时f 结合方式,润滑 f 料 f 料 油压扩孔,压力油钢—铸钢 0.11 0.08 0.125 为矿物油 油压扩孔,压力油钢—结构钢 0.10 0.07 为甘油,结合面排0.18 油干净钢—钢钢—优质结在电炉中加热包0.11 0.08 0.14 构钢 容件至300℃ 在电炉中加热包钢—青铜 0.15?0.20 0.03?0.06 容件至300℃以0.2 后,结合面脱脂 油压扩孔,压力油钢—铸铁 0.12?0.15 0.05?0.10 钢—铸铁 0.1 为矿物油 钢—铝镁合铸铁—铸钢 0.15?0..25 0.15?0.10 无润滑 0.10?0.15 金 3)承受轴向力F和转矩T的联合作用 此时所需的径向压力为

机械设计强度计算.doc

第 3 章剪切和挤压的实用计算 3.1剪切的概念 在工程实际中,经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴 线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用( 图 3-1a) ,构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面( m n 面)发生相对错动( 图3-1b) 。 图3-1 工程中的一些联接件,如键、销钉、螺栓及铆钉等,都是主要承受剪切作用的构 件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面 m n 假想地截开,保留一部分考虑其平衡。例如,由左部分的平衡,可知剪切面上必有与外力平行且与横截面 相切的内力 F Q(图3-1c) 的作用。 F Q称为剪力,根据平衡方程Y 0 ,可求得F Q F 。剪切破坏时,构件将沿剪切面( 如图 3-la 所示的m n面 ) 被剪断。只有一个剪切面的 情况,称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外,往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1 中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力,而只是给出了主要的受力和 内力。实际受力和变形比较复杂,因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析 是困难的。工程中对这类构件的强度计算,一般采用在试验和经验基础上建立起来的 比较简便的计算方法,称为剪切的实用计算或工程计算。 3.2 剪切和挤压的强度计算 3.2.1剪切强度计算 剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a为一种剪切试验装置的简图,试件的受力情况如图3-2b所示,这是模拟某种销钉联接的工作情 形。当载荷 F 增大至破坏载荷F b时,试件在剪切面m m 及 n n 处被剪断。这种具 有两个剪切面的情况,称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为 F F Q 2

轴的强度校核方法

第二章 轴的强度校核方法 常用的轴的强度校核计算方法 进行轴的强度校核计算时,应根据轴的具体受载及应力情况,采取相应的计算方法,并恰当地选取其许用应力。 对于传动轴应按扭转强度条件计算。 对于心轴应按弯曲强度条件计算。 对于转轴应按弯扭合成强度条件计算。 2.2.1按扭转强度条件计算: 这种方法是根据轴所受的扭矩来计算轴的强度,对于轴上还作用较小的弯矩时,通常采用降低许用扭转切应力的办法予以考虑。通常在做轴的结构设计时,常采用这种方法估算轴径。 实心轴的扭转强度条件为: 由上式可得轴的直径为 为扭转切应力,MPa 式中: T 为轴多受的扭矩,N ·mm T W 为轴的抗扭截面系数,3mm n 为轴的转速,r/min P 为轴传递的功率,KW d 为计算截面处轴的直径,mm 为许用扭转切应力,Mpa ,][r τ值按轴的不同材料选取,常用轴的材料及] [r τ值见下表: 表1 轴的材料和许用扭转切应力 空心轴扭转强度条件为: d d 1 = β其中β即空心轴的内径1d 与外径d 之比,通常取β=这样求出的直径只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径。例如,在设计一级圆柱齿轮减速器时,假设高速轴输入功率P1=,输入转速n1=960r/min ,则可根据上式进行最小直径估算,若最小直径轴段开有键槽,还要考虑键槽对轴的强度影响。 T τ[]T τ

根据工作条件,选择45#钢,正火,硬度HB170-217,作为轴的材料,A0值查表取A0=112,则 因为高速轴最小直径处安装联轴器,并通过联轴器与电动机相连接,设有一个键槽,则: 另外,实际中,由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结,则外伸段轴径与电动机轴径不能相差太大,否则难以选择合适的联轴器,取电动机轴d d 8.0'min =,查表,取mm d 38=电动机轴,则: 综合考虑,可取mm d 32'min = 通过上面的例子,可以看出,在实际运用中,需要考虑多方面实际因素选择轴的直径大小。 2.2.2按弯曲强度条件计算: 由于考虑启动、停车等影响,弯矩在轴截面上锁引起的应力可视为脉动循环变应力。 则 其中: M 为轴所受的弯矩,N ·mm W 为危险截面抗扭截面系数(3mm )具体数值查机械设计手册~17. ][1σ为脉动循环应力时许用弯曲应力(MPa)具体数值查机械设计手册 2.2.3按弯扭合成强度条件计算 由于前期轴的设计过程中,轴的主要结构尺寸轴上零件位置及外载荷和支反力的作用位置均已经确定,则轴上载荷可以求得,因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核计算。 一般计算步骤如下: (1)做出轴的计算简图:即力学模型 通常把轴当做置于铰链支座上的梁,支反力的作用点与轴承的类型及布置方式有关,现在例举如下几种情况: 图1 轴承的布置方式 当L e d L 5.0,1≤/=,d e d L 5.0,1/=>但不小于(~)L ,对于调心轴承e=0.5L 在此没有列出的轴承可以查阅机械设计手册得到。通过轴的主要结构尺寸轴上零件位置及外载荷和支反力的作用位置,计算出轴上各处的载荷。通过力的分解求出各个分力,完成轴的受力分析。 ][7.1][≤1-0σσσ== W M ca

过盈连接设计计算

过盈连接计算 如图所示为一过盈连接的缸套,其材料为45钢,结构尺寸如图所示,试计算内缸套压出力。 解: 1)确定最大径向压力P max 首先按所选的标准过盈配合种类查算出最大过盈量,由图知,缸套的配合为 H7/p6,查机械设计手册,其孔公差为520265+φ,轴公差为8856265+ +φ,此标准配合产 生的最大过盈量m μδ880-88max ==。 因采用压入法装配,考虑配合表面微观峰尖被檫去)R 0.8(R 2u z2z1+=,故装配后可能产生的最大径向力P max 按以下公式计算。 3 2211Z2Z1max max 10)E C E C d() R (R 8.0-?++=δP (1) 式(1)中,max δ为最大过盈量; z1R 、z2R 分别为被包容件及包容件配合表面微观不平度的十点高度,由于缸套表面粗糙度为12.5,查机械设计手册,可知z1R =z2R =50m μ; d 为配合的公称直径,mm ;

C 1为被包容件的刚性系数,121 22 121--μd d d d C +=; C 2为被包容件的刚性系数,22222 222-μ++=d d d d C ; 1E 、2E 分别为被包容件与包容件材料的弹性模量,MPa ; 1d 、2d 分别为被包容件的内径和包容件的外径,mm ; 1μ、2μ分别为被包容件与包容件材料的泊松比。对于45钢,3.0=μ。 结合图尺寸,可计算刚性系数: 9.8250.3-240-265240265--222 21212 121≈+=+=μd d d d C 8.4020.3265-300265300-222 222222222≈++=++=μd d d d C 则,最大径向压力为: a 0.3481010 2.18.402102.19.82426550500.8-8810)E C E C d() R (R 8.0-3553 2211Z2Z1max max MP P ≈??+??+?=?++=)()(δ 再有手册查取包容件缸套材料为45钢的屈服极限a 28021MP S S ==σσ。根据不出现塑性变形的检验公式: 对被包容内表层:12 212max 2d -S d d p σ≤ (2) 对包容内表层:244 22 22max 3d -S d d d p σ+≤ (3) 因此,对于被包容件内表层: a 25.1692802652240-2652d -2 2 212212MP d d S ≈??=σ 对于包容件内表层: 32.385MPa 2802563003265-3003d -4422244 22 22≈?+?=+S d d d σ 因25.169MPa a 0.348max <<=MP p ,即内缸套强度足够;同理, 32.385MPa a 0.348max <<=MP p ,即外缸套强度足够。

(完整版)机械设计键与花键连接习题含答案(OK版),推荐文档

一、填空题 [1]键“B18×80”的含义是__________B型_键宽18键长80_____________________。 [2]平键联接能传递的最大扭矩为T,现要传递的扭矩为 1.5T,则应_安装一对平键_____________。 [3]设计键联接的几项主要内容是:a按轮毂长度选择键的长度, b按要求选择键类型, c按内径选择键的剖面尺寸, d进行必要强度校核。具体设计时一般顺序为___bcad__________________。 [4]选择普通平键时,键的截面尺寸(b×h)是根据______轴颈_直径___________查标准来确定的,普通平键的工作面是_____两侧面__________。 [5]平键联接靠键和键槽的_______侧面挤压_____传力,高度方向有_______间隙________,不会影响轴与轴上零件的对中。 [6]键连接可分为_____平键___、________斜键____、___花键_________、_半圆键_________。 [7]键的剖面尺寸(b×h)是根据_________轴颈直径_____________从标准中选取出来的。 [8]普通平键联接中,平键的截面尺寸是由______轴颈直径___________________确定的;而平键的长度是由_________轮毂宽度_____________确定的,并应满足标准长度系列且小于轮毂与轴的配合段的长度。 [9]在平键联接工作时,是靠键和键槽侧面的_____挤压_______传递转矩的。 [10]平键连接可分为_________普通平键____________、_______导键滑键_____________等。 [11]平键联接中的静联接的主要失效形式为_______较弱零件的工作面被压溃____________,动联接的主要失效形式为_______磨损_____________;所以通常只进行键联接的________挤压___________强度或_______耐磨性________计算。 [12]普通平键用于静联接,其失效形式是________工作面压溃________,而滑键及导向平键为动联接,其失效形式是_______过度磨损_______。 [13]__________楔键_____键联接,既可传递转矩,又可承受单向轴向载荷,但容易破坏轴与轮毂的对中性。 [14]半圆键的______两侧面___________为工作面,当需要用两个半圆键时,一般布置在轴的_________同一母线上___________。 二、判断题 [1]楔键的两侧面是工作面。 ( ? ) [2]平键、半圆键和花键均以键的两侧面为工作面。( ?) [3]平键联接的工作表面为键的两个侧面和上下两个底面。(?) [4]半圆键联接的受力情况与平键相似,故其强度计算与平键联接相同,主要计算挤压强度。(?) [5]楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键。(?) [6]键的长度主要是根据轴的直径来选择。(?) [7]A型普通平键可用于轴端。( ? )。 [8]轴和轴上零件采用楔键联接时对中性好。(?) [9]键联接的主要作用是使轴与轮毂之间沿轴向固定并传递扭矩。(?) [10]键的剖面尺寸通常是根据轴的直径按标准选择。(?) [11]花键联接与平键联接相比较,对轴的削弱比较严重。(?) [12]当采用一个平键不能满足强度要求时,可采用两个错开180°布置。(?) [13]一般导向键联接的主要失效形式是磨损。(?) [14]当轴双向工作时,必须采用两组切向键联接,并错开180°布置。(?) [15]对于普通平键采用双键联接时强度按2个键计算。(?)

平键的选择和计算

第六章:平键的选择与计算 6、1:高速轴与V 带轮用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=45mm,及带轮宽mm 3552=B ,据文献得键的键宽 b ?键高h 为914?,长度mm 45=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,V 带轮材料为铸铁,查表得键联接的 许用应力[]MPa P 80~70=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.495.05.0382 14452b -=?===-==, 挤压应力 []安全)(8.3845 385.4171.14920002000P I P MPa kld T σσ<=???== 6、2:低速轴与大齿轮用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=64mm,据文献得键的键宽b ?键高h 为1118?,长度mm 63=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,大齿轮的材料也为45钢,查表得键联接的许用应力[]MPa P 150~120=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.5115.05.0542 18632b -=?===-==, 挤压应力

[]安全)(77.7764 545.517.73920002000P II P MPa kld T σσ<=???== 6、3:低速轴与联轴器用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=50mm,据文献查得键的的键宽b ?键高h 为914?,长度mm 63=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,联轴器的材料为钢,查表得键联接的许用应力[]MPa P 150~120=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.495.05.0562 14632b -=?===-==, 挤压应力 []安全)(33.11750565.417.73920002000P II P MPa kld T σσ<=???==

平键连接的选择与强度校核

平键连接的选择与强度校核传递较大转矩时,可采用由两个1:100 的上、下面互相平行.需两边打人。定心性差 Z、 的单边倾斜楔键组成的切向键连接。键 ,适用于不要求准确定心、低速运转的场 2.平键连接的选择与强度校核 1)健的选择 平键是标准件,其本身不需要设计,只需根据具体情况选择即可。选择键时应考虑类型和尺寸两个方面。键的类型选择应考虑键连接的结构特点、使用要求和工作条件;键的尺寸选择应考虑是否符合标准规格和强度要求。在尺寸选择中,考虑键的主要尺寸,即键的截面尺寸(一般以键宽bX键高h表示)和键长L,键的截面尺寸b Xh按轴的直径d由标准中选定;键的长度L一般应等于或略短于轮毅的长度。一 般轮毅的长度可取为L'=,-- (1.5-2)d,这里d为轴的直径.同时键长也应符合标准 规定的长度系列(见表7-1及附表7-1)重要的键连接在选出键的类型和尺寸后,还 应进行强度校核计算。 键的材料通常用45钢,如果强度不够,通常采用双键.两个平键最好沿周向相 隔1800布置;两个半圆键应布置在轴的同一母线上;两个楔键则应布置在沿周向相隔第7章粕毅连接 125 900---1200.考虑到载荷分布的不均匀性,在强度校核中可按].5个键计算. 3.花键连接 花键连接是由轴上加工出多个纵向键齿的花键轴和轮毅孔上加工出同样的键齿槽组成。工作时靠键齿的侧面互相挤压传递转矩.花键连接具有承载能力强、对轴 和毅的强度削弱程度小、定心精度高和导向性好等优点。其缺点是需要专用设备加工,成本较高。因此,花键连接适用于定心精度要求高和载荷较大的场合.在汽车、拖拉机、航空航天等工业中都获得广泛的应用。 花键已标准化,按齿廓的不同,可分矩形花键和渐开线花键。

键连接的选择和校核

§7键联接的选择和校核 一、Ⅱ轴大齿轮键 1.键的选择 选用普通 圆头平键 A 型,轴径d=40mm ,查[1]103P 表6-1,得宽度b=12mm,高度h=8mm, 2.键的校核 键长度小于轮毂长度mm mm 10~5且键长不宜超过d 8.1~6.1,前面算得 大齿轮宽度 45 ,根据键的长度系列选键长L=36mm 。(查[1]103P 表6-1) 键,轴,轮毂的材料都为钢,查[1]6-2得许用挤压应力[οp ]=100~120Mpa,取[οp ]=100Mpa. 键的工作长度l =L -b=36-12=24mm, 键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm 由式[1] 6-1得οp = 3 3 210299.201042440 T kld ???= ??=51.67Mpa 所以所选用的平键强度足够。

§10减速器箱体设计及附件的选择和说明 一、箱体主要设计尺寸 名称 计算依据 计算过程 计算结果 )(mm 箱座壁厚δ 8)03.0~025.0(≥?+=a δ 0.025*123+3= 6.075 8 箱盖壁厚 1δ 8)85.0~8.0(≥δ )85.0~8.0(×8=0.8x8=6.4 8 箱座凸缘厚度b δ 5.1 1.5×8 12 箱盖凸缘厚度1b 15.1δ 1.5×8 12 箱座底凸缘厚度2b δ 5.2 2.5×8 20 地脚螺栓直径f d 0.036a+12=0.036x123+12=16.428查[3]表3P 26 20 地脚螺钉数目n 250,4a n ≤=时 4 轴承旁联接螺栓直径1d f d 75.0 0.75×20=15 16

:平键的选择和计算

第六章:平键的选择和计算 6.1:高速轴与V 带轮用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=45mm,及带轮宽mm 3552=B ,据文献得键的键宽 b ?键高h 为914?,长度mm 45=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,V 带轮材料为铸铁,查表得键联接的 许用应力[]MPa P 80~70=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.495.05.0382 14452b -=?===-==, 挤压应力 []安全)(8.3845 385.4171.14920002000P I P MPa kld T σσ<=???== 6.2:低速轴与大齿轮用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=64mm,据文献得键的键宽b ?键高h 为1118?,长度mm 63=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,大齿轮的材料也为45钢,查表得键联接的许用应力[]MPa P 150~120=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.5115.05.0542 18632b -=?===-==, 挤压应力

[]安全)(77.7764 545.517.73920002000P II P MPa kld T σσ<=???== 6.3:低速轴与联轴器用键连接 1、选用圆头普通平键(A 型) 按轴的直径d=50mm ,据文献查得键的的键宽b ?键高h 为914?,长度mm 63=L 的键。 2、强度校核 键材料选择45钢,联轴器的材料为钢,查表得键联接的许用应力[]MPa P 150~120=σ,键的工作长度 mm h k mm L l 5.495.05.0562 14632b -=?===-==, 挤压应力 []安全)(33.11750 565.417.73920002000P II P MPa kld T σσ<=???==

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