2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC1本章內容鍵連接key花鍵連接spline無鍵連接銷連接

pin2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC2鍵是一種標準零件，通常用來實現軸與輪轂之間（Shaftsandhubs）的周向固定，并將轉矩從軸傳遞到轂，或從轂傳遞到軸．有的還能實現軸上零件的軸向固定或軸向滑動。6.1鍵連接一、鍵連接的功能、分類、結構形式及應用Keysareusedtotransmittorquefromacomponenttotheshaft.2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC32023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC4鍵連接的類型平鍵連接Flatkey半圓鍵連接Woodruffkey

楔鍵連接Taperedkey

切向鍵連接tangentialkey

2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC51.平鍵連接平鍵連接按用途分類普通平鍵用于靜連接導向鍵滑動鍵用于動連接（1）普通平鍵連接主要失效形式是鍵的剪斷和工作面壓潰。工作面是鍵的兩側面；2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC6圓頭：用指狀銑刀加工鍵槽，應力集中大方頭：用盤狀銑刀加工鍵槽，應力集中小，緊定螺釘固定一圓頭一方頭：用指狀銑刀加工鍵槽，用于軸端普通平鍵的結構形式2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC7鍵槽2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC8（2）導向平鍵連接導向平鍵是一種較長的平鍵鍵用螺釘固定在軸上的鍵槽中軸上的傳動零件可沿鍵作軸向滑移。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC9主要失效形式是鍵的工作面過度磨損。工作面是鍵的兩側面；起鍵螺釘孔2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC10（3）滑鍵當零件滑移的距離較大時，用滑鍵。滑鍵固定在輪轂上，軸上零件與鍵一起在軸上的鍵槽中作軸向移動。軸上鍵槽很長鍵可以較短2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC112.半圓鍵連接（1）鍵的擺動適應轂鍵槽的斜度；（2）側面為工作面，傳遞扭矩，不能傳軸向力；（3）特別適于錐形軸端；（4）對軸削弱大，用于輕載。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC12Woodruffkeys,cutterandkeyseat2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC13Itisutilizedwidelyintheautomotiveandmachinetoolindustries.Woodruffkeysyieldbetterconcentricityafterassemblyofthehubandshafts.Theyareself-aligning（自動對準）andaccordinglypreferredfortaperedshafts（錐形軸段）.2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC143.楔鍵連接鍵的上下兩個面為工作面，分別與轂和軸上的鍵槽的底面貼合。裝配后，鍵楔緊在軸和輪轂的鍵槽里。工作時，靠鍵的楔緊作用來傳遞轉矩。可以承受單向的軸向載荷。用于轂類零件的定心精度要求不高和轉速較低的場合。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC154.切向鍵兩個單面斜楔構成工作面：上、下兩面；靠互壓傳載，有一個面必須與軸線共面；傳遞雙向扭矩時需用雙鍵。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC16二、鍵的選擇和鍵連接強度計算1.鍵的選擇設計時先選擇類型、尺寸，再進行校核計算類型選擇—靜連接→普通平鍵、半圓鍵、花鍵動連接→導向平鍵、滑鍵尺寸選擇—根據軸徑d查標準，確定b、h根據輪轂寬度，確定鍵長L2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC17普通平鍵的主要尺寸2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC18鍵的長度應等于或略短于輪轂的長度。導向鍵的長度按輪轂的長度及其滑動距離而定。鍵的長度應符合標準規定的長度系列。應考慮的具體問題需要傳遞轉矩的大小；連接于軸上的零件是否需要沿軸滑動及滑動距離的長短；對于連接的對中性的要求；鍵是否需要具有軸向固定的作用；鍵在軸上的位置（在軸的中部還是端部）。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC19鍵的尺寸代號鍵B

16×100

GB1096-79國家標準鍵長度鍵寬度b平頭普通平鍵B型由輪轂寬度決定由軸徑決定2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC202.鍵連接的強度計算平鍵連接的失效形式工作面壓潰—靜連接—防止壓潰—校核擠壓強度工作面磨損—動連接—防止磨損—校核壓強（1）平鍵連接的強度計算2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC21設鍵側面的作用力沿鍵的工作長度和高度均勻分布，則普通平鍵的強度條件為:普通平鍵的擠壓強度條件：2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC22鍵的工作長度(圓頭平鍵)(方頭平鍵)(單圓頭平鍵)2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC23導向平鍵的校核（圓頭平鍵）（平頭平鍵）（單圓頭平鍵）導向平鍵和滑鍵聯接的強度條件為：式中：[sp]、[p]為許用應力與許用壓力2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC24討論如果強度不滿足要求，怎么辦？增加鍵的長度；增大軸徑；采用雙鍵；采用花鍵。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC252023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC26討論如果強度不足，可采用雙鍵。兩個平鍵按180o布置；兩個半圓鍵布置在軸的同一條母線上；兩個楔鍵沿圓周相隔90°~120°。考慮到兩個鍵的載荷分布不均勻性，在強度校核中可按1.5個鍵計算。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC27例題

已知減速器中某直齒圓柱齒輪安裝在軸的兩個支承點間，齒輪和軸的材料都是鍛鋼，用鍵構成靜連接。齒輪的精度等級為7級，裝齒輪處的軸徑d=70mm，齒輪輪轂寬度為100mm，需傳遞的轉距T＝2200Nm，載荷有輕微沖擊。設計此鍵連接。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC286.2花鍵聯接花鍵聯接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成花鍵齒側面為工作面——可用于動和靜聯接花鍵是標準件。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC29變速箱輸入軸的外花鍵2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC302023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC31花鍵聯接的特點齒較多、工作面積大、承載能力較高鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻齒槽線、齒根應力集中小，對軸的強度削弱減少軸上零件對中性好導向性較好加工需專用設備、制造成本高

花鍵適用于定心精度要求高、載荷大或經常滑移的連接。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC322023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC33花鍵的尺寸

國家標準規定花鍵的主要尺寸有小徑d、大徑D、鍵寬和鍵槽寬B，鍵數規定為偶數，有6、8、10三種，以便加工和檢測。按承載能力，對基本尺寸規定了輕、中兩個系列，同一小徑的輕系列和中系列的鍵數相同，鍵寬（鍵槽寬）也相同，僅大徑不相同。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC34花鍵聯接的分類花鍵聯接按其齒形不同，分為矩形花鍵和漸開線花鍵。矩形花鍵漸開線花鍵2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC35矩形花鍵大徑D小徑d鍵寬B矩形花鍵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。定心精度高，定心的穩定性好。矩形花鍵用于輕載或中等大小載荷的場合。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC36國家標準規定矩形花鍵連結采用小徑定心。采用小徑定心，磨削內花鍵小徑表面就很容易，磨削外花鍵表面也比較方便,通過磨削可以達到高精度要求。所以，矩形花鍵采用小徑定心可以獲得更高的定心精度，并能保證和提高花鍵的表面質量。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC37漸開線花鍵InvolutedSpline

漸開線花鍵的定心方式為齒形定心。受載時齒上有徑向力，能起自動定心作用，有利于各齒受力均勻，強度高，壽命長。漸開線花鍵可以用制造齒輪的方法來加工，工藝性較好，易獲得較高的制造精度和互換性。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC38花鍵連接的強度計算（1）靜聯接—工作面壓潰，校核擠壓強度（2）動聯接—工作面磨損，按工作面壓強進行條件計算2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC392023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC40BallscrewBallSplines

2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC41

軸和轂孔可做成柱體或錐體，前者只能傳遞轉矩，可用于不受載荷時移動的動聯接；后者在傳遞轉矩的同時，還可傳遞軸向力。6.3無鍵聯接一、型面聯接：聯接面是非圓形截面的柱體或非圓形截面的錐體。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC42裝拆方便，對中性較好；聯接面上沒有應力集中源，減少了應力集中；錐體型面聯接中作用有很大的推力，且擠壓應力比鍵聯接中的擠壓應力高，承載能力較低；切削加工較復雜，不易保證配合精度，應用尚不廣泛。但由于成型工藝的發展，促進了型面聯接在輕載聯接中的應用。

型面連接的特點2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC43二、脹緊聯接在軸與彀之間裝配一個或幾個脹緊聯接套，在軸向力的作用下，同時脹緊軸與轂。靜聯接。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC44脹套是標準鍵，Z1~Z5五種型號。Z1型脹套：（由一對分別帶有內、外錐面的套筒組成），在軸向力作用下，內、外套筒互相楔緊。內套縮小而箍緊軸，外套筒脹大而撐緊彀，使接觸面間產生壓緊力。由壓緊力產生摩擦力來傳遞扭矩。

2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC45Z2型脹套2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC466.4銷聯接銷是標準件按用途分類定位銷連接銷安全銷2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC476.4銷聯接銷是標準件。定位銷：起定位作用，固定零件之間的相對位置。定位銷通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強度校核計算，其直徑可按結構確定，數目一般不少與兩個。銷裝入每一被聯接件內的長度，約為銷直徑的1~2倍。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC48聯接銷是一種靜聯接，可傳遞不大的載荷。聯接銷的類型可根據工作要求選定，其尺寸可根據聯接的結構特點按經驗或規范確定，必要時再按剪切和擠壓強度條件進行校核計算。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC492023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC50安全銷安全裝置中的過載元件。安全銷在機器過載時應被剪斷。因此,銷的直徑應按過載時被剪斷的條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發生擠壓破壞，通常可在安全銷上加一個銷套。

2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC51按銷的形狀分類圓柱銷圓錐銷槽銷開口銷銷軸圓柱銷2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC52內螺紋圓錐銷帶孔銷圓錐銷2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC53銷軸槽銷2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC54銷軸與開口銷銷軸與開口銷配合使用，是構成鉸鏈聯接的元件。開口銷與開槽螺母配合，用于螺紋聯接的防松。開口銷2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC55開尾圓錐銷開尾圓柱銷，適用于有沖擊、振動載荷的場合。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC56Rollpin2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC57本章學習要求掌握各類鍵聯接的工作原理、結構形式和適用場合。掌握平鍵聯接的剖面尺寸和長度確定的方法；掌握平鍵聯接的失效形式及強度校核的方法；了解型面聯接、脹緊聯接和銷連接工作原理和特點。2023/9/2SchoolofMechatronics,UESTC581.鍵聯接的主要作用是使軸與輪轂之間_______。(1)沿軸向固