1、多媒體CAI課件設計基礎 第一章第第2章章 軸軸 轂轂 連連 接接 方案學時：方案學時：2h 向敬忠向敬忠根本要求及重點、難點根本要求及重點、難點2.1 鍵銜接和花鍵銜接鍵銜接和花鍵銜接2.2 銷銜接銷銜接2.3 其他銜接其他銜接多媒體CAI課件設計基礎 第一章重點、難點：重點、難點：1掌握鍵聯接的類型及運用。掌握鍵聯接的類型及運用。 2掌握平鍵鍵聯接的強度計算。掌握平鍵鍵聯接的強度計算。3掌握花鍵聯接類型及運用。掌握花鍵聯接類型及運用。4掌握銷聯接類型、特點、運用。掌握銷聯接類型、特點、運用。作業作業:根本要求根本要求:1掌握鍵聯接的類型及運用。掌握鍵聯接的類型及運用。 2掌握平鍵鍵聯接的強

2、度計算。掌握平鍵鍵聯接的強度計算。 3了解花鍵聯接類型及運用。了解花鍵聯接類型及運用。 4了解花鍵聯接的強度計算。了解花鍵聯接的強度計算。 5掌握銷聯接類型、特點、運用。掌握銷聯接類型、特點、運用。 6了解過盈聯接及型面聯接。了解過盈聯接及型面聯接。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章多媒體CAI課件設計基礎 第一章2.1 鍵銜接和花鍵銜接鍵銜接和花鍵銜接 鍵主要用來實現軸和軸上零件之間的周向固定以傳送轉矩。有些類型的鍵還可實現軸上零件的軸向固定或軸向挪動。 功用功用多媒體CAI課件設計基礎 第一章2.1.1 鍵銜接的類型鍵銜接的類型 鍵是規范件，分為平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等。 1平鍵銜接平

3、鍵銜接 平鍵：普通平鍵和導向平鍵。定心性較好、裝拆方便。平鍵：普通平鍵和導向平鍵。定心性較好、裝拆方便。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章普通平鍵普通平鍵 分為圓頭(A型)、方頭B型或單圓頭(C型)，圓頭鍵在軸槽中固定性好，但軸上鍵槽端部的應力集中較大。方頭鍵的應力集中較小。單圓頭鍵常用于軸端。普通平鍵運用最廣。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章 軸上鍵槽的加工軸上鍵槽的加工 多媒體CAI課件設計基礎 第一章導向平鍵導向平鍵 導向平鍵銜接能實現軸上零件的軸向挪動，構成動銜接。多媒體CAI課件設計基礎 第一章多媒體CAI課件設計基礎 第一章多媒體CAI課件設計基礎 第一章滑動平鍵滑動平鍵 滑動平

4、鍵銜接能實現軸上零件的軸向挪動，構成動銜接。多媒體CAI課件設計基礎 第一章 2半圓鍵銜接半圓鍵銜接 半圓鍵銜接具有良好的定心性能。半圓鍵能在軸槽中擺動以順應轂槽底面，裝配方便。但鍵槽對軸的強度減弱較大，適用于輕載銜接。 錐形軸端采用半圓鍵銜接在工藝上較為方便。多媒體CAI課件設計基礎 第一章 3楔鍵銜接楔鍵銜接 楔鍵的上下面是任務面，產生很大的預緊力Fn。任務時主要靠接觸面上的摩擦力fFn傳送轉矩T,并能接受一方向的軸向力。楔鍵僅適用于定心精度要求不高、載荷平穩和低速的銜接。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章 4切向鍵銜接切向鍵銜接 在重型機械中常采用切向鍵銜接。鍵的任務面為窄面，其上的任務

5、壓力沿軸的切線方向作用，能傳送很大的轉矩。當雙向傳送轉矩時，可用兩對切向鍵并分布成120130。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章 鍵銜接的設計過程鍵銜接的設計過程多媒體CAI課件設計基礎 第一章2.1.2 2.1.2 平鍵銜接的強度計算平鍵銜接的強度計算 鍵的資料：采用強度極限不低于鍵的資料：采用強度極限不低于600MPa600MPa的碳素鋼，的碳素鋼，常用常用4545鋼，鋼，2020鋼或鋼或Q235Q235鋼。鋼。主要失效方式：任務面的壓潰和磨損對于動銜主要失效方式：任務面的壓潰和磨損對于動銜接。除非嚴重過載，才有能夠出現沿接。除非嚴重過載，才有能夠出現沿a-aa-a面的剪斷。面的剪斷。

6、多媒體CAI課件設計基礎 第一章式中：式中： T T 為轉矩，為轉矩，NmmNmm；d d為軸徑、為軸徑、h h為鍵的高度、為鍵的高度、 l l為鍵的任務長度，為鍵的任務長度，mmmm； pp為許用擠壓應力、為許用擠壓應力、 pp為許用壓強，為許用壓強，MPaMPa。 鍵銜接的許用擠壓應力許用壓強鍵銜接的許用擠壓應力許用壓強 MPaMPapP 許 用 值 輪轂資料 載 荷 性 質靜載荷 細微沖擊 沖 擊 鋼 125 150 100 120 60 90鑄 鐵70 80 50 60 30 45 鋼 50 40 30 假設強度不夠時，可采用兩個鍵按180布置。在強度校核中可按1.5個鍵計算。 擠壓強

7、度條件：擠壓強度條件： 4=pp dhlT動銜接計算根據：動銜接計算根據： 4= pdhlTp多媒體CAI課件設計基礎 第一章2.1.3 2.1.3 花鍵銜接花鍵銜接 花鍵銜接花鍵銜接軸和輪轂孔周向均布的多個鍵齒構成的軸和輪轂孔周向均布的多個鍵齒構成的銜接。銜接。 組成：外花鍵，內花鍵。組成：外花鍵，內花鍵。 特點：花鍵銜接比平鍵銜接的承載才干高，對軸的特點：花鍵銜接比平鍵銜接的承載才干高，對軸的減弱程度小齒淺、應力集中小，定心好和導向性減弱程度小齒淺、應力集中小，定心好和導向性能好。它適用于定心精度要求高、載荷大或經常滑移能好。它適用于定心精度要求高、載荷大或經常滑移的銜接。的銜接。 多媒體

8、CAI課件設計基礎 第一章分類：分類：1 1矩形花鍵矩形花鍵小徑定心，定心精度高、穩定性好；小徑定心，定心精度高、穩定性好；2 2漸開線花鍵漸開線花鍵靠齒形自動定心，強度高。靠齒形自動定心，強度高。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章矩形花鍵矩形花鍵 鍵的兩側面為平面，外形較為簡單，加工方便。花鍵鍵的兩側面為平面，外形較為簡單，加工方便。花鍵通常要進展熱處置，外表硬度應高于通常要進展熱處置，外表硬度應高于40HRC40HRC。矩形花鍵聯接。矩形花鍵聯接的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內花鍵的小徑為配合的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內花鍵的小徑為配合面，由于制造時軸和轂上的接合面都要經過磨削，因

9、此能面，由于制造時軸和轂上的接合面都要經過磨削，因此能消除熱處置引起的變形，具有定心精度高、定心穩定性好、消除熱處置引起的變形，具有定心精度高、定心穩定性好、應力集中較小、承載才干較大的特點，故運用廣泛。應力集中較小、承載才干較大的特點，故運用廣泛。 在規范中根據鍵的齒數和在規范中根據鍵的齒數和齒高的不同，矩形花鍵的齒形齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸分為輕、中兩個系列。輕尺寸分為輕、中兩個系列。輕系列的承載才干較小，普通用系列的承載才干較小，普通用于輕載聯接或靜聯接；中系列于輕載聯接或靜聯接；中系列用于中等載荷的聯接。用于中等載荷的聯接。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章漸開線花鍵漸開線花鍵

10、漸開線花鍵的齒廓為漸開線漸開線花鍵的齒廓為漸開線與漸開線齒輪相比主要有三點不同：與漸開線齒輪相比主要有三點不同： 1) 1)壓力角不同，漸開線花鍵分度圓壓力角有壓力角不同，漸開線花鍵分度圓壓力角有3030和和4545兩種；兩種； 2) 2)鍵齒較短、齒根較寬，兩種壓力角對應的齒鍵齒較短、齒根較寬，兩種壓力角對應的齒頂高系數分別為頂高系數分別為0.50.5和和0.40.4； 3) 3)不產生根切的最小齒數較少，漸開線花鍵不不產生根切的最小齒數較少，漸開線花鍵不產生根切的最小齒數可達產生根切的最小齒數可達4 4個。個。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章 漸開線花鍵的制造工藝與齒輪制造完全一樣，齒根

11、有平漸開線花鍵的制造工藝與齒輪制造完全一樣，齒根有平齒根和圓齒根兩種。為了便于加工，普通選用平齒根，但圓齒根和圓齒根兩種。為了便于加工，普通選用平齒根，但圓齒根有利于降低應力集中和減少產生淬火裂紋的能夠性。齒根有利于降低應力集中和減少產生淬火裂紋的能夠性。 特點特點 1) 1)工藝性較好，制造精度較高；工藝性較好，制造精度較高； 2)2)花鍵齒的根部強度高，應力集中小，故承載才干大，花鍵齒的根部強度高，應力集中小，故承載才干大，運用壽命長；運用壽命長； 3)3)定心精度高，漸開線花鍵的定心方式為齒形定心，當定心精度高，漸開線花鍵的定心方式為齒形定心，當齒受載時，由于作用于齒面的壓力而自動平衡定

12、心，有利于齒受載時，由于作用于齒面的壓力而自動平衡定心，有利于各齒均勻承載。各齒均勻承載。 常用于載荷較大、尺寸也較大的聯接。常用于載荷較大、尺寸也較大的聯接。 壓力角為為壓力角為為4545的漸開線花鍵，由于齒形鈍而短，與壓的漸開線花鍵，由于齒形鈍而短，與壓力角為力角為3030的漸開線花鍵相比，對聯接件的強度減弱較少，的漸開線花鍵相比，對聯接件的強度減弱較少，但齒的任務面高度較小，故承載才干較低，多用于較輕載荷、但齒的任務面高度較小，故承載才干較低，多用于較輕載荷、較小直徑的靜聯接，特別適用于薄壁零件的軸轂聯接。較小直徑的靜聯接，特別適用于薄壁零件的軸轂聯接。多媒體CAI課件設計基礎 第一章

13、滾珠花鍵滾珠花鍵 滾珠花鍵聯接分為凸型滾珠花鍵和凹型滾珠花鍵兩種。滾珠花鍵聯接分為凸型滾珠花鍵和凹型滾珠花鍵兩種。 1 1凸型滾珠花鍵聯接凸型滾珠花鍵聯接 多媒體CAI課件設計基礎 第一章 在花鍵軸外圈，有以在花鍵軸外圈，有以120120等分陳列的三條凸肩突起部等分陳列的三條凸肩突起部分，配有分，配有6 6條負荷鋼球列，將三條凸肩突起部分左右夾住，條負荷鋼球列，將三條凸肩突起部分左右夾住，以傳送運動和動力。花鍵軸被精細研磨加工成近似鋼球直以傳送運動和動力。花鍵軸被精細研磨加工成近似鋼球直徑的徑的R R型，當旋轉運動發生時，無論旋轉力矩源是由花鍵軸型，當旋轉運動發生時，無論旋轉力矩源是由花鍵軸帶

14、動，還是外筒帶動，其轉矩均由帶動，還是外筒帶動，其轉矩均由6 6條負荷滾珠列中依轉矩條負荷滾珠列中依轉矩方向中的方向中的3 3條平均負擔，故旋轉中心自動確定而無偏轉景象。條平均負擔，故旋轉中心自動確定而無偏轉景象。特點特點 凸型滾珠花鍵聯接具有安裝簡便、剛度高、定位準確凸型滾珠花鍵聯接具有安裝簡便、剛度高、定位準確等特點。等特點。運用運用 適用于高速旋轉的場所，如機器人及搖臂、自動裝卸適用于高速旋轉的場所，如機器人及搖臂、自動裝卸車、組合機床、自動搬運安裝、磨床主軸驅動軸、各種變車、組合機床、自動搬運安裝、磨床主軸驅動軸、各種變速安裝、精細分度軸等，是非常平安可靠的直動系統。速安裝、精細分度軸

15、等，是非常平安可靠的直動系統。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章2 2凹型滾珠花鍵聯接凹型滾珠花鍵聯接 多媒體CAI課件設計基礎 第一章 花鍵軸及外筒均有花鍵軸及外筒均有6 6條與鋼球半徑大體一樣的圓弧形溝條與鋼球半徑大體一樣的圓弧形溝槽，負荷鋼球在此槽中既接受載荷，又做直線滾動運動。槽，負荷鋼球在此槽中既接受載荷，又做直線滾動運動。特點特點 凹型滾珠花鍵聯接具有壽命長、剛度高、挪動精度穩凹型滾珠花鍵聯接具有壽命長、剛度高、挪動精度穩定的特點。定的特點。運用運用 廣泛用于接受大負荷進展直線運動的場所。如工業用廣泛用于接受大負荷進展直線運動的場所。如工業用機器人手臂及支柱、點焊機、鉚機、裝訂機、

16、自動添充機、機器人手臂及支柱、點焊機、鉚機、裝訂機、自動添充機、自動紡紗機、光學測定器等。自動紡紗機、光學測定器等。 無論凸型滾珠花鍵聯接還是凹型滾珠花鍵聯接，鋼球無論凸型滾珠花鍵聯接還是凹型滾珠花鍵聯接，鋼球均安裝在外筒內徑的堅持架中，并繼續做整列循環運動，均安裝在外筒內徑的堅持架中，并繼續做整列循環運動，即使取下花鍵軸，鋼球也不會零落。即使取下花鍵軸，鋼球也不會零落。 滾珠花鍵聯接的精度等級，是按軸的支承部位和花鍵滾珠花鍵聯接的精度等級，是按軸的支承部位和花鍵外筒外徑相對的擺動而分類為普通級、高級和精細級。外筒外徑相對的擺動而分類為普通級、高級和精細級。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章與

17、平鍵相比，花鍵聯接的主要優點：與平鍵相比，花鍵聯接的主要優點： 1)1)鍵齒均勻分布，軸轂受力均勻；鍵齒均勻分布，軸轂受力均勻； 2)2)齒軸一體，齒槽較淺，齒根的應力齒軸一體，齒槽較淺，齒根的應力集中較小，被聯接件的強度減弱較少；集中較小，被聯接件的強度減弱較少； 3)3)齒數多，總接觸面積大，壓強較小齒數多，總接觸面積大，壓強較小且分布較均勻。故花鍵聯接具有較高的承載且分布較均勻。故花鍵聯接具有較高的承載才干。才干。 此外，鍵齒可利用較完善的制造工藝，此外，鍵齒可利用較完善的制造工藝，這使得被聯接件具有較好的定心性能和軸上這使得被聯接件具有較好的定心性能和軸上零件沿軸向挪動時具有較好的導向

18、性能，而零件沿軸向挪動時具有較好的導向性能，而且零件的互換性也亦得到保證。因此，花鍵且零件的互換性也亦得到保證。因此，花鍵聯接的運用日趨廣泛，尤其是作為軸轂的動聯接的運用日趨廣泛，尤其是作為軸轂的動聯接更有其獨特的優越性。不過，由于鍵齒聯接更有其獨特的優越性。不過，由于鍵齒的制造需求公用設備和工具，使花鍵聯接的的制造需求公用設備和工具，使花鍵聯接的運用遭到一定的限制。運用遭到一定的限制。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章 花鍵銜接可以做成靜銜接，也可以做成動銜接，普通只驗算擠壓強度和耐磨性。以矩形花鍵為例，由國標可查得大徑D、小徑d、鍵寬B和齒數z，載荷不均勻系數k=0.70.8，可計算銜接所

19、能傳送的扭矩。 承載才干：承載才干： 靜銜接靜銜接 =pmKzhlrT動銜接動銜接 =mpKzhlrT式中：式中： h h為齒面任務高度、為齒面任務高度、 l l為齒的接觸長度，為齒的接觸長度，mmmm； pp為許用擠壓為許用擠壓應力、應力、 pp為許用壓強，為許用壓強，MPaMPa。對于矩形鍵，。對于矩形鍵，h=(D-d)/2-2C, h=(D-d)/2-2C, rm=(D+d)/4,rm=(D+d)/4,此處此處C C為齒頂的倒圓半徑。為齒頂的倒圓半徑。多媒體CAI課件設計基礎 第一章花鍵資料：強度極限不低于花鍵資料：強度極限不低于600MPa600MPa的鋼料制造，在載的鋼料制造，在載荷

20、下頻繁挪動的花鍵齒，應經過熱處置獲得足夠的硬荷下頻繁挪動的花鍵齒，應經過熱處置獲得足夠的硬度以抗磨損。花鍵的許用擠壓應力、許用壓強可查表度以抗磨損。花鍵的許用擠壓應力、許用壓強可查表查取。查取。 花鍵銜接的許用擠壓應力花鍵銜接的許用擠壓應力 pp和許用壓強和許用壓強p MPap MPa銜接任務方式任務條件p或p齒面未經熱處置齒面經過熱處置靜銜接p35 50 60 100 80 120 40 70 100 140 120 200動銜接p不在載荷下挪動15 2020 3025 40 20 35 30 60 40 70動銜接p在載荷下挪動 3 10 5 15 10 20注： 很差， 中等， 良好。多

21、媒體CAI課件設計基礎 第一章2.2 銷銜接銷銜接 銷的主要用途：固定零件之間的相對位置，并可傳銷的主要用途：固定零件之間的相對位置，并可傳送不大的載荷。送不大的載荷。 常用資料：常用資料：3535，4545鋼。鋼。 多媒體CAI課件設計基礎 第一章分類及特點：分類及特點：1.1.按銷的用途分按銷的用途分1 1定位銷定位銷固定兩個零件的相對位置，起定位作用，是組固定兩個零件的相對位置，起定位作用，是組合加工和裝配時必不可少的；合加工和裝配時必不可少的；多媒體CAI課件設計基礎 第一章2 2銜接銷銜接銷可用于傳送不大的載荷，主要用于軸轂銜接；可用于傳送不大的載荷，主要用于軸轂銜接；3 3平安銷平

22、安銷作平安安裝中的過載剪斷元件，維護機器中的作平安安裝中的過載剪斷元件，維護機器中的重要零件。重要零件。多媒體CAI課件設計基礎 第一章1 1圓柱銷圓柱銷經過多次拆裝，定位精度會降低；經過多次拆裝，定位精度會降低；2 2圓錐銷圓錐銷錐銷有錐銷有1:501:50的錐度，安裝較方便，的錐度，安裝較方便，多次裝拆對定位精度的影響較小。多次裝拆對定位精度的影響較小。3 3大端具有外螺紋的圓錐銷大端具有外螺紋的圓錐銷便于拆裝，可用便于拆裝，可用于盲孔；于盲孔；4 4小端帶外螺紋的圓錐銷小端帶外螺紋的圓錐銷適于有沖擊的場所。適于有沖擊的場所。2.2.按銷的外形分按銷的外形分多媒體CAI課件設計基礎 第一章

23、多媒體CAI課件設計基礎 第一章銷釘銜接的裝拆：銷釘銜接的裝拆：多媒體CAI課件設計基礎 第一章運用例如：運用例如：2.3 其他銜接其他銜接成型銜接成型銜接特點：裝拆方便，能保證良好的對中性；沒有應力特點：裝拆方便，能保證良好的對中性；沒有應力集中源，故承載才干高。其缺陷是加工工藝較為復集中源，故承載才干高。其缺陷是加工工藝較為復雜，特別是為了保證配合精度，非圓截面軸先經車雜，特別是為了保證配合精度，非圓截面軸先經車削，轂孔先經鉆鏜或拉削，最后工序普通均要在公削，轂孔先經鉆鏜或拉削，最后工序普通均要在公用機床上進展磨削加工，故目前運用并不普遍。用機床上進展磨削加工，故目前運用并不普遍。多媒體CAI課件設計基礎 第一章多媒體CAI課件設計基礎 第一章彈性環銜接彈性環銜接多媒體CAI課件設計基礎 第一章特點：特點： 定心性能好、裝拆方便、引起的應力集定心性能好、裝拆方便、引起的應力集中小、承載才干高、具有平安維護作用。但中小、承載才干高、具有平安維護作用。但由于受軸和轂之間的尺寸影響，使得其運用由于受軸和轂之間的尺寸影響，使得其運用遭到一定限制。遭到一定限制。多媒體CAI課件設計基礎 第一章過盈銜接過盈銜接 過盈聯接是利用兩個被聯接件本身的過盈配合來實現的。過盈聯接是利用兩個被聯接件本身的過盈配合來實現的。組成聯接的零件，一為包容件，另一為被包容件。其配合外組成