第11章 键链接、销连接及其他常用连接
11页1、第11章键连接、销连接及其他常用连接11.1键连接键连接由键、轴和轮毂组成,它主要用以实现轴和轮毂的周向固定和传递转矩。键连接 的主要类型有:平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。它们均已标准化。11.1.1平键连接如图11.1 a)所示,平键的两侧面是工作面,平键的上表面与轮毂槽底之间留有间隙。这 种键的定心性好,装拆方便,应用广泛。常用的平键有普通平键和导向平键。普通平键按其结构可分为圆头(称为A型)、方头(称为B型)和单圆头(称为C型) 三种。图11.1 b)为A型键,A型键在键槽中固定良好,但轴上键槽引起的应力集中较大。 图11.1 c)为B型键,B型键克服了 A型键的缺点,当键尺寸较大时,宜用紧定螺钉将键固 定在键槽中,以防松动。图11.1d)为C型键,C型键主要用于轴端与轮毂的连接。图11.1 e)为导向平键,该键较长,键用螺钉固定在键槽中,键与轮毂之间采用间隙配合, 轴上零件可沿键作轴向滑移。a)b)c)d)e)图11.1平键连接fflt e 工11.1.2半圆键连接图11.2所示为半圆键,半圆键的工作面也是键的两个侧面。轴上键槽用与半圆键尺寸 相同的键槽铣刀铣出,
2、半圆键可在槽中绕其几何中心摆动以适应毂槽底面的倾斜。这种键连 接的特点是工艺性好,装配方便,尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接;但键槽较深,对轴的 强度削弱较大,一般用于轻载静连接。图11.2半圆键连接11.1.3楔键连接和切向键连接图11.3所示为楔键连接,楔键的上、下两面为工作面。楔键的上表面和与它相配合的 轮毂键槽底面均有1:100的斜度。装配时将楔键打入,使楔键楔紧在轴和轮毂的键槽中,楔 键的上、下表面受挤压,工作时靠这个挤压作用产生的摩擦力传递转矩。如图11.3所示, 楔键分为普通楔键和钩头楔键两种,钩头楔键的钩头是为了方便拆卸而设计的。图11.4a)所示为切向键。切向键是由一对楔键组成的,装配时将切向键沿轴的切线方向 楔紧在轴与轮毂之间。切向键的上、下面为工作面,工作面上的压力沿轴的切线方向作用, 能传递很大的转矩。用一对切向键时,只能单向传递转矩,当要双向传递转矩时,须采用两 对互成120分布的切向键图11.4 b)。由于切向键对轴的强度削弱较大,因此常用于直径大 于100mm的轴上。图11.4切向键连接11.1.4花键连接如图11.5所示,花键连接是由周向均布多个键齿的花键
3、轴与带有相应键齿槽的轮毂孔 相配而成。花键齿的侧面为工作面,工作时有多个键齿同时传递转矩,所以花键连接的承载 能力比平键连接高得多。花键连接的导向性好,齿根处的应力集中较小,适用于传递载荷大、 定心精度要求高或者经常需要滑移的连接。花键按齿形可分为矩形花键,如图11.5a)所示;渐开线花键,如图11.5b所示;以及三角形花键,如图11.5c)所示。花键可用于静连接和动连接。花键已经标准化,例如矩形 花键的齿数z、小径d、大径D、键宽B等可以根据轴径查标准选定,其强度计算方法与平 键相似。花键的加工需要专用设备。图11.5花键连接11.1.5平键连接的选择与计算设计键连接时,先根据工作要求选择键的类型,再根据装键处的轴径查取键的宽度b 和高度加如表11.1所示,并参照轮毂长度选取键的长度L,最后进行键连接的强度校核。表11.1普通平键和键槽的尺寸(摘自GB/T1095-2003、GB/T1096-2003)mm轴的直径d键的尺寸键槽轴的直径d键的尺寸键槽bhLtt1bhLtt18 10336361.81.438 4412828 1405.03.310 12448 452.51.844 5
4、014936 1605.53.812 175510 563.02.350 58161045 1806.04.317 226614 703.52.858 65181150 2007.04.422 308718 904.03.365 75201256 2207.54.930 3810822 1105.03.375 85221463 2509.05.4L系列 6110、125、8、140、10、 12、 14、 16、 18、160、180、200、250-20、22、 25、28、 32、 36、40、45、50、56、 63、 70、80、90、100、注:在工作图中,轴槽深用(d - t)或t标注,毂槽深用(d + G或t标注。键的材料一般采用抗拉强度不低于600N/mm2的碳素钢。平键连接的主要失效形式是工 作面的压溃,除非有严重的过载,一般不会出现键的剪断。因此,通常只按工作面上挤压应 力进行强度校核计算。导向平键连接的主要失效形式是过度磨损,因此,一般按工作面上的 压强进行条件性强度校核计算。如图11.6所示,假定载荷在键的工作面上均匀分布,并假设左Q h/2。则普通平键连 接的
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