机械基础——学做一体化 课件 任务八 各种连接的选择与计算.pptx

任务八各种连接的选择与计算;

连接可以分为可拆连接和不可拆连接。可拆连接是指连接拆开时，不会损坏连接件和被连接件，如图8-1(a)所示的螺纹连接等。不可拆连接是指连接拆开时，会损坏连接件或被连接件，如铆接、焊接和黏接等。机械连接还可分为动连接和静连接。在机器工作时，被连接零件间可以有相对运动的称为动连接，如各种运动副、变速器中滑移齿轮的连接。反之，称为静连接，如图8-1(b)所示轴与零件的连接。;;

8.1键连接;;

(1)普通平键。普通平键应用最广。按键的端部形状可分为圆头(A型)、方头(B型)和单圆头(C型)三种，如图8-2(b)、(c)、(d)所示。平键连接和键槽尺寸见表8.1。

如图8-2(b)所示，采用圆头平键时，键在轴的键槽中固定良好，但轴上键槽端部的应力集中较大。采用方头平键时，键槽两端的应力集中较小，但键在轴上的轴向固定不好；当键的尺寸较大时，需用紧定螺钉将键压紧在轴上的键槽中(见图8-2(c))。单圆头平键常用于轴端与轮毂的连接(见图8-2(d))。;;;

(2)导向平键。导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴槽中，为了便于拆装，在键上制有起键螺孔，见图8-3。键与轮毂采用间隙配合，轮毂可沿键做轴向滑移，常用于变速器中的滑移齿轮与轴的连接。;

(3)滑键。当轴上滑移距离较大时(如台钻主轴与带轮的连接等)，因为当滑移距离较大时，用过长的平键，制造困难。滑键(见图8-4)固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴槽中做轴向移动，因而需要在轴上加工长的键槽。;;

2.半圆键连接

如图8-5所示，半圆键用于静连接，它靠键的两个侧面传递转矩。键在轴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。半圆键连接的优点是轴槽的加工工艺性较好，装配方便；半圆键连接的缺点是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，一般只宜用于轻载，尤其适用于锥形轴端的连接。;;

8.1.2紧键连接

1.楔键连接

楔键连接用于静连接，如图8-6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，???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。楔键由于装配楔键时破坏了轴与轮毂的对中性；另外，在冲击、振动和承受变载荷时易产生松动。因此楔键连接仅适用于对传动精度要求不高、低速和载荷平稳的场合。;;

2.切向键连接

切向键是由一对普通楔键组成，如图8-7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。当要传递双向转矩时，须用两对互成120°～130°的切向键。切向键连接主要用于对中要求不高，轴径大于100?mm而载荷很大的重型机械。;;

8.1.3平键连接的选用和强度计算

1.键类型的选择

选择键的类型时应考虑的因素有：对中性要求；传递转矩的大小；轮毂是否需要沿轴向滑移及滑移距离的大小；键在轴的中部或端部等。

2.键尺寸的选择

平键的主要尺寸为键宽b、键高h和键长L。设计时，根据轴的直径从标准中(见表8.1)选取平键的宽度b和高度h；键长L略短于轮毂的宽度(一般比轮毂宽度短5～10?mm)，并须符合标准中规定的长度系列。;

3.平键的强度校核

平键连接工件时的受力情况如图8-8所示，键受到剪切和挤压的作用。实践证明，标准平键连接，其主要失效形式是键、轴和轮毂中强度较弱的工作表面被压溃(对静连接)或磨损(对动连接)。因此，通常只需校核挤压强度(对静连接)或压强(对动连接)即可。;;

设载荷沿键长均匀分布，则挤压强度条件为

式中，l为平键的轴向工作长度：A型l?=?L?-?b，B型l?=?L，C型l?=?L?-?b/2；T为轴上传递的转矩(N·mm)；d为轴的直径(mm)；h为键的高度(mm)；[σp]为键、轴和轮毂中挤压强度最低的材料的许用应力(MPa)，见表8.2。;;

如校核结果连接的强度不够，则可采取以下措施：

(1)适当增加轮毂和键的长度，但键长不宜超过2.5d。

(2)用两个键按相隔180°布置，考虑到载荷在两个键上分布的不均匀性，在进行强度计算时，只按1.5个键计算。;

例8.1已知齿轮减速器输出轴与齿轮之间键连接，传递的转矩T?=?700?N·m，轴的直径d?=?60?mm，轮毂宽B?=?85?mm，载荷有轻微冲击，齿轮材料为铸钢。试设计该键连接。

解(1)类型选择：为保证齿轮传动啮合良好，要求轴毂对中性好，故选用A型普通平键。

(2)尺寸选择：按轴径d?=?60?mm，查表8.1选择键的尺寸b