机械设计11章 (键连接和销连接设计)
《机械基础》教案电子教案
韶关市振华中等职业学校教案科目：_《机械基础》_____教师：__叶爱国__________班级：__19数控_________学期：2019-20120第二学期（网课）课时教案第周时间：2020年3 月4-6 日第周时间：2020年3月10日第周时间：2020年3 月13 日第周时间：2020年3 月13 日第周时间：2020年3 月17 日图1-1液压千斤顶工作原理图1—杠杆手柄2—小油缸3—小活塞4，7—单向阀5—吸油管6，10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止阀12—油箱通过对上面液压千斤顶工作过程的分析，可以初步了解到液压传动的基本工作原理。
液压传动是利用有压力的油液作为传递动力的工作介质。
压下杠杆时，小油缸2输出压力油，是将机械能转换成油液的压力能，压力油经过管道6及单向阀7，推动大活塞8举起重物，是将油液的压力能又转换成机械能。
大活塞8举升的速度取决于单位时间内流入大油缸9中油容积的多少。
由此可见，液压传动是一个不同能量的转换过程。
1、简化模型在液压传动中，人们利用没有固定形状但具有确定体积的液体来传递力的运动。
下图是一个经过简化的液压传动模型。
图中有两个直径不同的液压缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。
如图活塞5上有重物W则当活塞1上施加的力F达到一定大小时，就能阻止重物W下降。
多媒体课件演示通过对机床工作台液压传动系统的分析使学生建立压力决定于负载的概念指出这是本章的重点：适当放慢速度，要求学生学会。
重点内容结合板书便于学生记笔记。
加深理解和记忆。
第周时间：2020年3 月20 日第周时间：2020年3 月20 日5分钟100分钟复习旧课讲解作业一、导入新课人的心脏是怎样工作的？二、新课液压泵——液压系统的动力元件，它把电动机或其他原动机输出的机械能转换成液压能。
其作用是向液压系统提供压力油。
液压泵工作原理三、液压泵的类型及图形符号1．按结构：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵2.按输油方向：单向泵、双向泵3.按输出流量：定量泵、变量泵4. 按额定压力：低压泵、中压泵、高压泵图像符号四、常用液压泵1.齿轮泵：外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵2. 叶片泵：单作用式叶片泵和双作用式叶片泵3. 柱塞泵：径向柱塞泵（淘汰）和轴向柱塞泵4. 螺杆泵：转子式容积泵和回转式容积泵在公屏提问视频连线学生提出自己的看法联想生活中常见泵看视频PPTPPT慕课视频复习知识点，为下讲做好铺垫引入新课通过图像了解液压泵的工作原理。
《机械基础》第十一章 键、销及其连接同步练习
第十一章键、销及其连接同步练习一、单项选择题1.键是一种用于连接轴和零件的机械连接元件。
键的作用是( )A.传递扭矩和转动B.传递线性运动C.固定零件D.减震和减速2.键的类型主要包括平键、圆键和切向键。
以下哪种键适用于传递较大的扭矩( )A.平键B. 圆键C.切向键D.以上都可以3. 键的选择应考虑轴和零件的什么因素( )A. 直径B.材料C. 长度D. 所有选项都对4.键槽是用于安装键的凹槽。
键槽的宽度应该比键的宽度大还是小( )A.大B.小C.相等D.不相关5.键的材料选择应考虑键的工作条件和所需的强度。
以下哪种材料通常用于制造键( )A.铝B. 铜C.钢D.塑料6.以下哪种连接形式适用于要求较高的传递扭矩和转动精度的场合( )A.滑键连接B. 压键连接C.两者都适用D.都不适用7.键的连接方式是通过键槽和键来实现的。
键的安装应该在轴和零件的哪个位置进行( )A.中心位置B.两端位置C.任意位置D.不确定8.键的设计中，键的宽度和高度应根据什么因素确定( )A.材料B.直径C.扭矩D.转速9.键的和选择对于轴和零件的非常重要。
正确选择和设计合适的键有助于什么( )A.提高生产效率B.减少零件成本C.提高传动效率和稳定性D. 提高外观质量10.在键连接中，键的材料有什么性能( )A.耐高温B.耐磨性C. 导热性好D.透明性好二、判断题1.（）键是用来固定连接轴和轴套的零件。
2.（）一般情况下，键的选用应尽量使剪切应力作用在键的断面上，而不作用在键与轴、轴套的连接面上。
3.（）键的工作原理是通过摩擦力使轴和轴套固定。
4.（）键连接是一种常用的非永久性连接方式，可以方便地卸和装配。
5.（）销是一种常用的连接零件，用于连接两个零件传递力和转矩。
三、简答题1.请简要解释一下什么是键连接及其作用。
2.销连接和键连接的区别，它们各自适用于什么样的情况。
第十一章键、销及其连接同步练习及答案&解析一、单项选择题1. 键是一种用于连接轴和零件的机械连接元件。
11键、销及其连接
沿轴和轮毂孔周向均匀分布的多个键齿相互啮合而 成的连接，称为花键连接。分外花键和内花键
应用特点：承载能力高且齿浅，对轴的强度削弱小； 对中性及导向性能好；加工需专用设备，成本高。 按齿形不同分：矩形花键连接、渐开线花键连接 矩形花键：形状简单，加工方便，定心精度高、定心稳 定性好，应力集中较小、承载能力较大，应用广泛。 渐开线花键：制造精度较高、齿根强度较高、应力集中 小、承载能力大、定心精度高，用于载荷较大、定心精 度要求较高、尺寸较大的场合。 四、楔键和切向键连接 1、楔键 1）分类：有普通楔键和钩头楔键两种。 2）上、下表面为工作面侧面与键槽不接触。 3）结构：1:100 单向斜度 4）应用特点：（1）靠键打入键槽，挤压连接，传扭；
制配合，按键宽配合的松紧程度不同，分为
连接、和
连接三种。导向平键宜采用
4．圆头普通平键 b h L =20mm×12mm×56mm 的标记为
。
5．销分
和
两大类。销连接主要用于
、
，还可用作
中
的被切断零件。
6．根据直轴所受的载荷不同，可将其分为
、
和
三类。
7．轴上用来支承加转零件的部位称为
支承的部位称为
。
3．齿轮减速器中一齿轮副传动比 i =4，齿轮模数 m =2mm，主动齿轮齿数 z1 =28。 试估算确定输出轴的直径。
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课堂教学安排
教学过程 复习旧知
内容新授
主要教学内容及步骤 1、键的分类 2、平键的配合种类 3、由键的功用导入销连接
§11-2 销连接
功用：主要用于定位，即固定零件间的相对位置； 组合加工和装配时的辅助零件； 轴与毂之间的连接或其他零件的零件连接； 安全销。
键连接与销连接课件ppt.ppt
花键联接是由均布多个键齿的花键轴与带有相应键齿槽的轮 毂相配合而组成的可拆联接。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
§5-1 键连接与销连接
二、花键连接
实际上是将多个平键和轴作成一体，其特点是可 传递更大的转矩，使轴上的零件能在轴上移动，具有较 好的导向性。常用的花键齿形有矩形和渐开线形。
（1）普通平键连接 主要尺寸是键宽b、键高h和键长L、
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2、平键是标准件 规格采用：bxhxl 标记： 国标 键 型号 bxhxl GB/T 1096 键 A 16x10x100
一、键连接
分类：
按照结构特点和工作原理键分为：平键连接、半圆键连接和楔键连接等。
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§5-1 键连接与销连接
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1、 销的功用
销连接
销套
安全销
• 固定零件间的相对位置 • 用于轴毂件或其他零件间的连接 • 充当过载剪断元件
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销的分类（按形状分）
（a）圆柱销
（b）圆锥销
（c）开口销
机械设计基础：键连接销连接
键连接
松键连接——半圆键连接
具有自调整性，装配工艺性好但键 槽对轴的强度削弱较大，用于轴端、 轻载场合
键连接
松键连接——花键连接
具有自调整性，装配工艺性好但键 槽对轴的强度削弱较大，用于轴端、 轻载场合
键连接
紧键连接——楔键连接
上、下面为工作表面，有1：100 斜度（侧面有间隙），工作时打紧， 靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递 小部分单向轴向力
适用于低速轻载、精度要求不高。 对中性较差，力有偏心。不宜高速 和精度要求高的联接，变载下易松 动
键连接
紧键连接——切向键连接
由一对斜度为1：100的楔键组成， 其工作面为上下表面
能传递很大的转矩，当双向传递转 矩时，需用两对切向键并分布成 120°~130°。
销连接
固定零件间的相互位置，或作为联接件并传递不大的转矩， 也可作为安全装置中的过载剪断元件。
销连接
传圆递柱横向销力
传递转矩
圆锥销
总结： 键连接的分类 松键连接和紧键连接 销连接
Thank You
键连接 销连接
键连接
键联接由键、轴、轮毂组成，用于轴及轴上零件的周向固定，以 传递转矩和运动。
键连接的分类
松键连接 紧键连接
普通平键 平键连接 薄型平键
导向平键 半圆键连接 花键连接 楔键连接
切向键连接
Байду номын сангаас连接
松键连接——平键连接
结构：平键的下面与轴上键槽贴紧，上 面与轮毂键槽顶面留有间隙。
两侧面为工作面，依靠键与键槽之间的 挤压力传递扭矩。
键16×100 GB/T1096-2003
键连接
平键
松键连接——平键连接
普通平键
机械制图键连接和销连接
3、平键连接选用
① 选(a择) 平类键型：工作要求和使(用b)特半点圆 键
(c)
② 选择b*h:依据轴径（即轴的公称直径）
③ 选择L:依据轮毂的长度L1. 静联接取L= L1-（5—10）mm.应符合标准长度系列 ④ 校核强度
⑤ 选择并标注键连接的轴毂公差
4、平键连接的强度问题
（1）、主要失效形式
花键连接 (a) 平 键
楔键连接 紧键连接
切向键连接
(b) 半 圆 键
（二）应用 平键连接 ① 工作面：两侧面
键与键槽之间的挤压力 传递转矩
② 特点：
加工容易、装拆方便、对中性良好。 用于传动精度要求较高的场合
（1）普通平键
1、分类（端部形状不同）
圆头平键 A 立铣刀加工键槽。定位好，应用最广。
蜗轮蜗杆传动
1．蜗杆传动及其类型
（1）蜗杆传动及其特点 蜗杆
蜗杆传动是用来传递空间交差 轴之间的运动和动力，且作减速传动。
蜗杆是主动件涡轮是从动件。
蜗轮
左旋
1
2
蜗杆传动的主要特点：
1）传动平稳，振动、冲击和噪声均很小。 右旋 2）能以单级传动获得较大的传动比，结构紧凑。
减速动力传动：i12＝5～70，最常用i12＝15～50； 减速运动传动： i12＝1/5 ~ 1/15。
标准直齿圆柱齿轮各名称及公式
名称
代号
说明
齿顶高
ha 分度圆至齿顶圆的径向距离
齿根高
hf 分度圆至齿根圆的径向距离
齿高
h
齿顶高与齿根高之和
分度圆直径 d
齿厚等于槽宽处的圆周直径
齿顶圆直径 da
通过齿轮顶部的圆周直径
机械设计基础第11章 键连接习题解答
11-1一齿轮装在轴上，采用A 型普通平键连接，齿轮、轴、键均用45号钢，轴径d ＝80mm ，轮毂长度L ＝150mm ，传递转矩T ＝2000N.m ，工作中有轻微冲击，试确定平键尺寸和标记并验算连接的强度。
解答：1）确定平键尺寸由轴径d=80mm 查得A 型平键剖面尺寸b=22mm ，h=14mm 。
参照毂长L '=150mm 及键长度系列选取键长L=140mm 。
2）挤压强度校核计算Mpa hld T p 53.608011814102000443=⨯⨯⨯⨯==σl ——键与毂接触长度mmb L l 11822140=-=-=查得[]100=p σ～120pa ，故[]p p σσ≤，安全。
[]MPa 140~100=P σ，取[]P σ=120Mpa11-3图所示凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相连接。
试选择两处键的类型及尺寸，并校核其连接强度。
已知轴的材料为45钢，传递的转矩T ＝1000N.m ，齿轮用锻钢制造，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。
题11-3图解：1、联轴器处①键的类型和尺寸选A （或C ）型普通平键，根据轴径d =70mm ，查表11.1得键的截面尺寸为：b =20mm ，h =12mm ,根据轮毂的长度130mm ，取键长L=110mm ，键的标记：键20×110GB/T1096—1979（键C 20×110GB/T1096—1979）②校核联接强度联轴器的材料为铸铁，查表11.2，取[σP ]=55MP a ,k =0.5h =6mm ，l=L －b =90mm （或l=L －b/2=100mm ）满足强度条件2、齿轮处①键的类型和尺寸选A 型平键，根据轴径d =90mm ，查表11.1得键的截面尺寸为：b =25mm ，h =14mm ,根据轮毂的宽度90mm ，取键长L =80mm ，键的标记：键25×80GB/T1096—1979②校核联接强度齿轮和轴的材料均为钢，查表11.2，取[σP ]=110MP a ,k =0.5h =7mm ，l=L －25=55mm[]p a p σMP kld T σ≤=⨯⨯⨯⨯=⨯=725790557101000210233.满足强度条件。
机械基础第十一章联接的知识ppt课件(键连接、销连接、螺纹连接、联轴器、离合器)
第一节 键联接
• 键联接的类型有哪些？其特点与应用场合是什么？
• 为什么说平键联接的对中性要比楔键、切向键好？
• 平键的类型及尺寸怎么选？
• 平键联接强度计算的内容有哪些？如何提高联接的承载能力？
试一试 ： 用 于 静 联 接 的 平 键 联 接 在 不 改 变 键 截 面 尺 寸 b 、 h 的 情 况 下 ， 能 用 于 相 同 载 荷 的 动 联 接
11-6a所示。装配后两键的斜面相互贴合，共同楔紧在轴毂
和轴之间，键的上下两平行窄面是工作面，依靠其与轴和轮
毂的挤压传递单向转矩，如图11-6b所示。
图11-6 切向键联接
当要传递双向转矩时，须用两对互成120°～130°的切向
键（图11-6c）。切向键联接主要用于轴径大于100mm，对
中要求不高而载荷很大的重型机械，如矿山机。
一般只宜用于轻载，尤其适用于锥形轴端的联接。
（二）紧键联接
1、楔键联接 楔键联接用于静联接，如图11-5所示。楔键
的上表面和与它配合的轮毂槽底面均有1：100的斜度。装配后，
键的上、下表面与毂和轴上键槽的底面压紧，因此键的上下表
面为工作面，键的两侧面与键槽都留有间隙。工作时，靠键楔
紧的摩擦力来传递转矩，同时还能承受单向轴向载荷。
还可以作为安全装置中的过载剪断元件（图11—11d）
图11—11 销联接
销为标准件，其材料根据用途可选用35、45钢。按销形状
的不同，可分为圆柱销、圆锥销、开口销、异形销等。
图11—12 圆锥销
圆柱销利用微量过盈固定在铰制孔中，多次拆装后定位精
度和联接紧固性会下降；圆锥销具有1：50的锥度，小头直径
一、螺纹联接基本类型、结构尺寸应用
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思考题
11-1 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180º的位置；采用两个楔键时相隔120º左右；而采用两个半圆键时却布置在轴的同一母线上？
答：
平键：对轴的强度削弱小，且对称布置，轴受力均匀。
楔键：主要是防止径向窜动，受力更为合理。
半圆键：主要是防止轴向窜动，键槽对轴的强度削弱小。
11-2 花键连接一般采用什么方式定心？
答：矩形花键采用小径定心；渐开线花键采用齿形定心。
11-3 平键连接、楔键连接和切向键连接的工作原理如何？
答：
平键连接：靠键的两侧面受挤压和键受剪切承受外载荷。
楔键连接：靠键的上下底面与键槽底面间产生的摩擦力工作。
切向键连接：键的上下底面受挤压，靠挤压力传递载荷。
习题
11-1设计一齿轮与轴之间的键连接。
已知轴的直径为90mm，轮毂宽为110mm，轴传递的转矩为1800N·mm，载荷平稳，轴、键的材料均为钢，齿轮材料为锻钢。
答案：查手册选A型普通平键，b=25，h=14，L=90
按静连接只需计算其静挤压强度，键连接的许用挤压应力取为120MPa
11-2 一减速器的输出轴端装一刚性凸缘联轴器，已知传递的最大转矩T＝400 N·m（设为静载荷）。
联轴器材料为铸铁，轮毂长L1＝75mm，孔径D＝50mm。
试选择联轴器与轴的平键连接的类型和尺寸，并校核其强度。
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