第六章键连接和花键连接选用
机械设计6第6章键花键和销连接

Mechanical analysis and failure types
Strength evaluation
Ψ: 载荷分配不均系数; z: 花键的齿数; l: 齿的工作长度; h:键的工作高度; rm: 平均直径.
2) Involute spline (渐开线花键)
3) Triangle spline (三角形花键)
2) Woodruff key connection
3) Tapered key connection
4) Tangential key connection
II. Spline connection
Characteristics
Classification of splines
1) Straight-sided spline (矩形花键)
It is most commonly used.
Classification of the square or rectangular key
Oriented flat key
Sliding flat key
Mechanical analysis
Strength evaluation
Use two keys: if one key hasn’t enough carrying ability, you can use two keys. Two keys should be arranged at an angle of 180 degree circumferentially, but only 1.5 key can be used in strength calculation due to non-uniform loading between two keys.
第六章 键、花键、无键联接和销联接(1)

(一)型面联接
§5—3 无 键 联 接
是利用非圆截面的轴与相应轮廓的毂孔配合而构成的连接。
特点:没有应力集中源,对中性好,承载能力强,装。
(二)胀紧联接 利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩,有过载
保护作用。
弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢(65,55Cr2、60Cr2) 并经热处理。锥角一般为12.5~17°。
失效形式:①键齿的压溃(静联接) ②磨损(动联接) ③齿根剪断
挤压强度条件:
P
2000T z hl dm
[ ]P
动联接(耐磨性条件):
P 2000T [P]
z hl dm
T——传递扭矩(N.m) Z——花键齿数 l ——键齿工作长度(mm)dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度(mm)
键的两个窄面是工作面,其中一个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。当双 向传递转矩时,需用两对切向键并分布成120°~130°。
二、键的选择和键联接的强度校核
1.键的选择
键:45钢,σB < 600 MPa ⑴ 类型选择:
根据键连接的结构、使用特性及工作条件。 选择时应考虑的情况:
键和滑键三种。 普通平键的端部形状:
圆头(A型)、方头(B型)、单圆头(C型)。
1)普通平键 用于静联接,轴与轮毂间无相对轴向移动
构造:两侧面为工作面,靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩 轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工;轮毂槽用拉刀或插刀加工。
2)薄型平键 键高约为普通平键的60%~70%:圆头、方头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接
2)d↑ 3)L↑,但轮毂↑受力不利 4)改用花键
第6章 键联接解读

安全销
类
型
圆柱销
按形状分
特点: 靠过盈配合固定在销孔中,经多次拆装后,定
位精度和可靠性会降低。
§6-4 销连接
定位销
按用途分 连接销
安全销
拆装
类
方便
型
圆柱销
用于
圆锥销
盲孔
按形状分
特点:
有1:50的锥度, 可反复多次拆装。
螺母锁紧 抗冲击
§6-4 销连接
定位销
按用途分 连接销
安全销
类
型
圆柱销
按形状分
§6-1 键连接
薄型平键与普通平键的主要区别:
键的高度约为普通平键的70%~ 60%,因而传递 扭矩的能力较低,常用于薄壁结构、空心轴及一些径 向尺寸受到限制的场合。
普通平键应用最广。
导向平键 滑键
----用于动连接 如变速箱内的滑移齿轮
固固定定螺螺钉钉
潘存云教授研制
起起键键螺螺孔孔
导向平键
特点: ● 长度较长,需用螺钉固定。 ● 可实现轴上零件的轴向移动,
30 ~ 45
钢
50
40
30
§6-1 键连接
(1) 平键连接强度计算
(2) 半圆键连接强度计算
按工作面的挤压应力进行强度校核计算
---只用于静连接,失效形式为工作面被压溃 注意:
● 接触高度 k 应根据键的尺寸从标准中查取。
● 工作长度近似地取其等于键的公称长度:l = L。
l k
b F
T
y≈d/2
F
F d
h
d
2
b h
k= 2
d
T
§6-1 键连接
普通平键连接的挤压强度条件:
第六章键和花键ppt课件

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平键失效形式:侧面压溃(磨损)静联接(动联接)主要失效形式键 截面剪切。
键被剪断
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圆盘铣刀铣键槽
4.平键联结的配合尺寸:键和轴槽、轮毂槽的宽度尺 寸是配合尺寸。 键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。
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6.2 键、花键连接的精度设计 6.2.1平键结合的精度设计 1.概述
键是轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结,用于轴和 齿轮(链轮、皮带轮等)间的连接,通过键来传递扭矩、 传递运动和导向。 2.键的分类:有平键(普通平键和导向平键)、半圆键、 切向键和楔键联结,平键联结应用最广。 3.平键结合的特点
键侧工作,由于轴和齿轮的定心精度高,故键和键槽 及轮毂槽应采用小间隙或小过盈配合,键宽和键槽宽及轮 毂槽宽是主要参数。键同时与键槽和轮毂槽配合,是典型 的一轴配两孔,因此平键结合按基轴制。键一般较长要考 虑对称度和平行度。
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矩形花键的尺寸公差带代号标注:N×d×D×B。 其含义如下:
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花键副配合代号标注:见P265图6.13
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轴的标注示例
1、标注槽深d-t及公差 2、标注槽宽b及公差 3、标注对称度公差 4、标注表面粗糙度
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轮毂的标注示例 :
1、标注轮毂深d+t1 及公差 2、标注槽宽b及公差 3、标注对称度公差 4、标注表面粗糙度
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1)矩形花键结构示例
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• 花键联接的特点 • 1)在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿
键连接

根据轴径、毂宽查 标准确定键的尺寸
许用应力 取决于强度较弱的那种材料
按静或动联 接校核强度
强度不够时
▲ 增大键长
▲ 同一截面采用双键联接
不同轴段的键槽应开在同一母线上
课堂练习:在一直径d=80mm的轴端,安装一钢制直 齿圆柱齿轮,轮毂宽度L‘=1.5d,工作时有轻微冲击。 试确定平键联接的尺寸,并计算其能够传递的最大转 矩。
2)尺寸选择 键的剖面尺寸(键宽b×键高h):按轴的直径d由标准中 选定。 普通平键的长度L:按轮毂的长度而定。
导向平键的长度L:按轮毂的长度及其滑动距离而定。
轮毂长度: L (1.5 ~ 2)d
五、普通平键的选用
步骤: 1、根据键的工作情况,确定平键类型 2、按轴的直径d确定键的剖面尺寸b×h 3、按轮毂宽度B确定键的长度L,
1634Nm
P
2T 103
zhldm
p
★其他联接形式
1、过盈配合联接
2、弹性环联接
❖ 一、过盈联接的特点及应用:
❖ 过盈联接是利用零件间的配合过盈来达到 联接目的的。这种联接也称干涉配合联接或紧 配合联接。过盈联接主要用于轴与毂的联接、 轮圈与轮芯的联接以及滚动轴承与轴或座孔的 联接等。过盈联接结构简单、对中性好、承载 能力大、承受冲击性能好、对轴削弱少,但配 合面加工精度要求高、装拆不便。
解:由图可知采用A型平键。由轴径d=80mm查表
b=22mm,h=14mm。
轮毂长度为 1.5*80=120mm
取键 的公称长度为L=90mm,
键的标记为键22X90GB1096-79.
键的工作长度为 l=L-b=90-22=68mm
键与轮毂键槽接触高度为 k=h/2=7mm
第6章-键、花键和销连接

一、花键连接旳特点
一般用于定心精度要求高、载荷较大或经常滑移旳场合。
花键连接
花键类型
矩形花键:键齿形状简朴,加工以便,可经过磨削取得高精度。
静连接旳挤压强条件为:
动连接旳耐磨性计算条件为:
l:为键旳接触长度。
键 连 接
[sp]、[p]:为许用应力和许用压强。
(见表6-2)
注意:当强度不足时,可合适增长键长或采用两个键按180º布置。考虑到两个键旳载荷分布不均匀性,在强度校核中可按1.5个键计算。即:虽然两个式子形式完全一样,但表达旳物理意义不同半圆键旳强度计算与平键相同,失效形式为:压溃 但它旳k据键旳尺寸从原则中查取 工作长度l近似等于公称长度L。楔键和切向键失效形式主要是工作面压溃,需校核挤压强度。
2.键旳尺寸选择
导向平键旳长度根据轮毂宽度及滑动距离拟定。
键 连 接
键长 L:应略短于轮毂旳宽度,并符合原则中要求旳尺寸系列。
3.平键连接旳强度校核
一般平键连接(静连接)
导向平键连接和滑键连接(动连接)
一般只校核挤压强度。
一般只进行耐磨性计算。
其主要失效形式:工作面旳压溃。
其主要失效形式:工作面旳过分磨损。
键 连 接
增大长度L增长键旳数量,如采用双键,双键位置要求: 平键:180°对称分布 半圆键:在同一条母线上 楔键:90°~120° 切向键:120°~130°采用花键。
键 连 接
三、提升键连接强度措施
§6-2 花键连接
构造:花键连接由具有纵向键齿旳外花键(花键轴)和内花键(花键孔)构成。工作原理:键齿侧面是工作面。可用于静连接,也可用于动连接。
键、花键、无键连接和销连接ppt课件

于轻载连接。
3 楔键连接
普通楔键
勾头楔键
工作原理:靠上下面压紧产生摩擦力承受载荷 工作面:上下表面; 非工作面:两侧面; 结构(加工):上面由1:100斜面,下面平行轴线;
应用:打入时迫使轴和轮毂产生偏心, 用于定心精度要求不高、载荷平稳、低速场合
安装时用力打入
动连接: Tkzlrhm[p]
hD 2 d2 CrmD 4 d
z 齿数;
式中: h 齿面工作高度;
l 齿的接触长度;
[ p ] 花键联接的许用挤压应力;
[ p]-花键联接的许用压强。 C -齿 顶 倒 圆 半 径
m-模数 d-分度圆直径
无键连接
一、型面连接 型面连接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合
主要失效形式:工作面的磨损
1平键连接—滑键连接
导向平键和滑键: 工作面的磨损
压力校核
强度校核:
p
T
d 2
hl
4T p
dhl
2
2 半圆键连接
工作原理:靠侧面受挤压,传递载荷; 工作面:两侧面; 非工作面:上下表面(起自位作用); 结构加工:键槽由盘形铣刀铣出,
键为半圆形;
优点:能在轴槽中摆动以适应毂槽底 面,装配方便,用于锥形轴端。
胀紧连接 键连接4
胀紧连接是在毂孔与轴之间装入胀紧连接套(简称胀套),在轴向
力作用下,同时胀紧轴与毂而构成的一种静连接。
更多介绍
胀套的尺寸选择: 各型胀套已标准化,选用时可根据轴、毂尺寸及传递载荷 大小,从标准中选择合适的型号和尺寸。
销连接
销连接
销连接主要用于确定零件之间的相互位置,并可传递不大的载荷。也可 用于轴和轮毂或其他零件的连接。
第六章 键、花键的公差及测量

第6章键、花键的公差及测量学习目标:通过本章的学习能掌握普通平键和花键的几何参数及其公差配合,重点掌握平键联接公差配合的选用,会正确标注图样上平键联接的公差及表面粗糙度。
6.1 概述键和花键都是机械传动中的标准件,广泛应用于轴与齿轮、链轮、皮带轮或联轴器等可拆卸传动件之间的连接,以传递扭矩、运动兼作导向。
例如变速箱中变速齿轮与轴之间通过平键联接,如图6-1(a)所示,通过花键孔与花键轴的联接如图6-1(b)所示。
(a)平键联接(b) 花键联接图6-1 键联接示意图6.1.1 单键联接单键按其结构形状不同分为四种:平键、半圆键、楔键、切向键。
如图6-2所示。
(a)平键(b)半圆键(c)钩头锲键图6-2 单键四种单键连接中,以普通平键和半圆键应用最为广泛。
平键又分为分为普通平键和导向平键,如图6-3所示,普通平键一般用于固定联接,导向平键用于可移动的联接。
普通平键对中性好,制造、装配均较方便;如图6-4所示,半圆平键用于传递较小转矩的轻载联接,常用于圆锥配合。
(a)普通平键(b)导向平键图6-3 平键联接图6-4 半圆键联接如图6-5所示,普通平键根据其两端形状又有A型(两端圆)、B型(两端平)、C型(一端圆、一端平)之分。
(a) 普通A型平键(b) 普通B型平键(c) 普通C型平键图6-5 普通平键6.1.2 花键联接当需要传递较大扭矩时,单键联接已不能满足要求,因而单键联接发展为花键联接。
与单键联接相比较具有许多优点,定心精度高、导向性好、承载能力强。
花键联接可固定联接也可滑动联接,在机床、汽车等机械行业中得到广泛运用。
花键分为内花键(花键孔)和外花键(花键轴),按截面形状又有矩形花键、渐开线花键、梯形花键三角形花键等,(如图6-6所示)。
其中矩形花键应用最广。
(a )矩形花键联接 (b )渐开线花键联接 (c )渐开线花键图 6-6 花键联接本章主要讨论普通平键和矩形花键的公差配合及精度检测。
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3.螺钉联接 4.紧定螺钉联接
图6-13 双头螺柱联接 拧入深度H,当螺孔材料为:
钢或青铜H≈ 铸铁H=(1.25~1.5) 铝合金H=(2~2.5) =(0.3~0.5)d =(0.7~1.2)d
A.tif
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
一、键联接的类型、特点和应用
2.半圆键联接
图6-2 导向平键和滑键联接 a)导向平键联接 b)滑键联接
第六章键连接和花键连接选用
一、键联接的类型、特点和应用
3.楔键联接和切向键联接
图6-3 半圆键联接 a)结构图 b)应用场合
第六章键连接和花键连接选用
一、键联接的类型、特点和应用
图6-4 楔键联接
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
(8)牙型斜角β 轴向剖面内,螺纹牙型两侧边与螺纹轴线的垂线间的夹 角。 (9)螺纹接触高度h 内、外螺纹相互旋合后,螺纹接触面的径向距离。
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
表6-4 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸
第六章键连接和花键连接选用 Nhomakorabea一、螺纹的形成及主要参数
表6-4 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
表6-5 螺纹联接件的结构特点及应用
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
表6-5 螺纹联接件的结构特点及应用
第六章键连接和花键连接选用
第六章键连接和花键连接选用
二、平键联接的选择和计算
图6-6 平键联接的压溃计算
第六章键连接和花键连接选用
二、平键联接的选择和计算
表6-2 键联接的许用应力
2.动联接的相对滑动表面经表面淬火,则[σp]应提高2~3倍。 3.若强度不足,可采用两个键按180°布置;考虑载荷的均匀性,在强 度计算中按1.5个键计算。
第六章键连接和花键连接选用
三、花键联接的类型、标准和选用
1.花键联接的类型
图6-7 花键联接 a)零件示意图 b)矩形花键 c)渐开线花键 d)三角形花键
第六章键连接和花键连接选用
三、花键联接的类型、标准和选用
(1)矩形花键 如图6-7b所示,齿侧边为直线,廓形简单,加工方便, 应用广泛。 (2)渐开线花键 如图6-7c所示,两侧边齿形为渐开线。 (3)三角形花键 如图6-7d所示,三角形花键联接中,外花键齿形为压 力角是45°的渐开线花键;内花键齿形为直齿形。 2.花键的选用
图6-1 普通平键联接的结构和类型 a)结构图 b)A型键 c)B型键 d)C型键
第六章键连接和花键连接选用
一、键联接的类型、特点和应用
表6-1 平键和键槽尺寸(摘录)
2. (d-t)和(d+t1)两组组合尺寸的极限偏差按相应的t和t1极限偏差选取, 但(d-t)极限偏差应选负号。
第六章键连接和花键连接选用
≥(0.3~0.5)d ≥0.75d
第螺六纹章伸键出连长接度和花≈(键0.2连~接0选.3用)d
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
A.tif
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
6Z13.TIF
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
一、螺纹的形成及主要参数
图6-9 螺纹的形成
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
表6-3 常用螺纹的特点和应用
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
表6-3 常用螺纹的特点和应用
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第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
图6-10 螺纹的线数和旋向 a)单线右旋螺纹 b)多线左旋螺纹
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
图6-11 螺纹的基本参数
2.螺纹的基本参数和尺寸
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
(1)大径d(D) 螺纹的最大直径,与外螺纹牙顶(内螺纹牙底)相重合的 假想圆柱直径,它是螺纹的公称直径。 (2)小径d1(D1) 螺纹的最小直径,与外螺纹牙底(内螺纹牙顶)相重合的 假想圆柱直径。 (3)中径d2(D2) 螺纹的牙厚与牙间相等的假想圆柱直径。 (4)螺距P 相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。 (5)导程Ph 同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距 离。 (6)导程角λ 在中径圆柱上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间 的夹角,其展开形状如图6-8所示。 (7)牙型角α 轴向剖面内,螺纹牙型两侧边的夹角。
第六章
第六章键连接和花键连接选用
第一节 第二节 第三节 第四节
键联接与花键联接 螺纹联接 紧固连接 弹 第簧六章
第六章键连接和花键连接选用
第一节 键联接与花键联接 一、键联接的类型、特点和应用 二、平键联接的选择和计算 三、花键联接的类型、标准和选用
第六章键连接和花键连接选用
1.平键联接
一、键联接的类型、特点和应用
第六章键连接和花键连接选用
一、键联接的类型、特点和应用
图6-5 切向键联接
第六章键连接和花键连接选用
二、平键联接的选择和计算
1)根据工作要求和使用特性选择合适的类型。 2)按轴的直径从标准(表6-1)中选择键的宽度b、高度h、轴上及轮毂上 槽深t1、t2。 3)按轴的结构设计确定键的长度L,使键长L小于轮毂长度5~10mm, 且键长不宜超过(1.6~1.8)d,以免载荷分布不均。 4)进行强度校核。
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
表6-5 螺纹联接件的结构特点及应用
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
表6-5 螺纹联接件的结构特点及应用
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
1.螺栓联接 2.双头螺柱联接
图6-12 螺栓联接 a)普通螺栓联接 b)铰制孔用螺栓联接
第六章键连接和花键连接选用
第二节 螺 纹 联 接 一、螺纹的形成及主要参数 二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用 三、螺纹联接的预紧和防松 四、螺栓联接的结构设计 五、螺栓联接的尺寸选择
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
1.螺纹的形成和分类
A.tif
图6-8 螺旋线的形成
第六章键连接和花键连接选用