機械基礎-鍵、銷及其連接歡迎參加機械基礎課程，本次我們將深入探討鍵、銷及其連接的重要性和應用。這些小部件在機械設計中扮演著關鍵角色。課程目標全面理解掌握鍵和銷的分類、特點及應用。設計能力學習鍵和銷的選擇和設計方法。實踐技能了解鍵和銷的安裝、拆卸及安全注意事項。應用分析通過實例分析提高實際應用能力。1.鍵的分類及特點平鍵最常用的鍵類型，適用于輕中負荷傳動。圓柱鍵適用于軸向力較大的場合，安裝簡單。楔鍵用于傳遞較大扭矩，但拆卸較困難。斜鍵可自動調節間隙，適用于精密機械。平鍵詳解結構特點平鍵呈長方體狀，安裝在軸和輪轂的鍵槽內。它能有效傳遞扭矩，適用于大多數常見機械連接。優勢制造簡單，成本低安裝拆卸方便適用范圍廣圓柱鍵詳解結構特點圓柱鍵為圓柱形，穿過軸和輪轂的孔。它能承受較大的軸向力，防止零件軸向移動。應用場景適用于需要精確定位或承受沖擊載荷的場合，如汽車變速箱、工業機器人關節等。安裝注意事項安裝時需確保孔的同心度，避免因偏心造成應力集中。楔鍵詳解1結構特點楔鍵一側帶有斜面，能自動調節間隙，增大接觸面積。2優勢傳遞扭矩能力強，適用于重載荷工況。3安裝難度安裝較為復雜，需要精確的加工和裝配。4應用場景常用于大型機械設備，如壓力機、軋鋼機等。斜鍵詳解結構特點斜鍵呈傾斜狀，能自動調節間隙，減少磨損。優勢運轉平穩，噪音小，適用于高速旋轉場合。應用場景常用于精密儀器、高速電機等對平穩性要求高的設備。2.鍵的選擇和設計1確定工況分析負載類型、大小和變化規律。2選擇鍵類型根據工況特點選擇合適的鍵類型。3尺寸計算根據強度和剛度要求確定鍵的尺寸。4材料選擇選擇適當的材料以滿足強度和耐磨性要求。鍵的強度設計1確定設計載荷考慮工作條件，確定最大扭矩和安全系數。2計算剪切應力根據鍵的截面積和作用力計算剪切應力。3計算壓應力考慮鍵與軸、輪轂的接觸面積，計算壓應力。4校核強度確保計算的應力值小于材料的允許應力。鍵的尺寸選擇軸直徑(mm)鍵寬度(mm)鍵高度(mm)6-8228-103310-124412-175517-2266鍵的長度通常選擇為軸直徑的1.25-1.5倍。選擇時應考慮標準化尺寸，便于生產和維護。3.銷的分類及特點圓柱銷結構簡單，廣泛應用于固定和定位。錐銷自鎖性好，適用于需要精確定位的場合。彈性銷具有彈性變形能力，可吸收沖擊和振動。圓柱銷詳解結構特點圓柱銷呈圓柱體狀，兩端可能有微小的倒角。它通過過盈配合或間隙配合安裝在孔中。應用場景機械零件的定位防止相對轉動傳遞小扭矩錐銷詳解結構特點錐銷呈圓錐體狀，通常錐度為1:50。它能實現自鎖，防止松動。優勢定位精確，拆裝方便，適用于需要頻繁拆卸的場合。應用場景常用于工具、夾具、模具等精密機械的定位和連接。彈性銷詳解1結構特點彈性銷通常為開縫圓筒狀，可在徑向產生彈性變形。2優勢具有緩沖作用，可吸收振動，減少磨損。3應用場景適用于承受沖擊載荷或振動較大的機械連接。4安裝注意事項安裝時需注意開口的方向，以確保最佳的彈性效果。4.銷的選擇和設計1功能分析確定銷的主要功能：定位、傳力或防松。2工況評估分析工作環境、載荷特性和使用頻率。3選擇銷類型根據功能和工況選擇合適的銷類型。4尺寸設計根據強度和剛度要求確定銷的尺寸。5材料選擇選擇適當的材料以滿足強度和耐磨性要求。銷的強度設計1確定載荷分析銷承受的剪切力、彎曲力或壓力。2計算應力根據載荷和銷的截面積計算剪切應力或彎曲應力。3考慮應力集中對于有臺階或槽的銷，需考慮應力集中因素。4校核強度確保計算的應力值小于材料的許用應力。銷的尺寸選擇銷直徑(mm)適用孔徑范圍(mm)常用長度(mm)22-36-2033-48-3044-510-4055-612-5066-814-60銷的長度通常為直徑的3-5倍。選擇時應考慮標準化尺寸，便于采購和更換。5.鍵和銷的使用及安全注意事項安全第一使用適當的工具和防護裝備，遵守操作規程。精確安裝確保鍵和銷的安裝位置、方向正確，避免應力集中。定期檢查定期檢查鍵和銷的磨損情況，及時更換損壞部件。適當潤滑對于可拆卸的連接，適當使用潤滑劑以降低磨損。鍵的安裝和拆卸清潔準備清潔鍵槽和鍵，確保無雜物和毛刺。對準安裝將鍵輕輕敲入鍵槽，確保緊密配合但不過tight。檢查固定安裝輪轂，確保鍵與輪轂鍵槽正確嚙合。拆卸注意拆卸時使用專用工具，避免損壞鍵和軸。銷的安裝和拆卸1孔的準備確保銷孔尺寸正確，無毛刺和雜質。2銷的插入對于過盈配合，使用壓力機或專用工具輕壓銷入孔中。3檢查定位確保銷完全就位，兩端平齊或略微凸出。4拆卸方法使用銷釘沖或液壓工具小心拆除，避免損壞孔壁。錯誤使用案例分析尺寸不當選用過小的鍵導致剪切失效，造成設備停機。應選擇合適尺寸的鍵。安裝不當銷安裝傾斜，導致應力集中和過早失效。應確保安裝時銷與孔垂直。材料不當使用強度不足的材料制作鍵，導致變形。應選用適當強度的材料。6.常見連接方式鍵聯接用于傳遞較大扭矩，適用于軸與輪轂的連接。銷聯接主要用于定位和防止相對運動，適用于精確裝配。鍵銷聯接結合鍵和銷的優點，適用于需要同時傳遞扭矩和軸向力的場合。鍵聯接詳解優點傳遞大扭矩拆裝方便標準化程度高適用場景常用于電機、泵、變速箱等需要傳遞旋轉運動的機械設備中，特別適合軸與輪轂、齒輪或皮帶輪的連接。銷聯接詳解精確定位銷聯接可實現零件的精確定位，適用于需要高精度裝配的場合。防止相對運動銷可以有效防止零件之間的相對滑動或轉動。易于拆卸與焊接等永久性連接相比，銷聯接便于拆卸和維護。應用范圍廣從精密儀器到大型機械，銷聯接都有廣泛應用。鍵銷聯接詳解1組合優勢結合鍵和銷的優點，實現多功能連接。2傳遞扭矩鍵負責傳遞旋轉運動和扭矩。3軸向定位銷防止軸向移動，提供精確定位。4抗沖擊能力比單獨使用鍵或銷具有更強的抗沖擊能力。7.設計實例分析1問題定義設計一個電機輸出軸與減速器輸入軸的連接。2參數分析考慮電機功率、轉速、扭矩等參數。3連接方式選擇選擇鍵聯接傳遞扭矩，銷定位防止軸向移動。4尺寸計算根據扭矩計算鍵的尺寸，選擇合適的銷。設計實例詳解鍵的設計根據電機輸出扭矩150N·m，軸直徑30mm，選用8×7mm的平鍵，長度45mm。材料選用45鋼，進行剪切和壓潰強度校核。銷的選擇選用直徑5mm的圓柱銷，長度25mm，采用過盈配合安裝。材料選用40Cr，主要用于軸向定位。8.課程總結-主要內容回顧1鍵的分類與特點介紹了平鍵、圓柱鍵、楔鍵和斜鍵的特點及應用。2銷的分類與特點講解了圓柱銷、錐銷和彈性銷的結構及用途。3選擇與設計方法探討了鍵和銷的選擇原則、強度計算和尺寸確定。4安裝與使用介紹了鍵和銷的正確安裝、拆卸方法及注意事項。重點難點總結鍵的選型根據工況選擇合適類型的鍵，考慮載荷、速度、沖擊等因素。強度計算掌握鍵和銷的強度計算方法，特別是考慮安全系數和應力集中。安裝精度理解鍵和銷安裝精度對連接性能的影響，掌握正確的安裝技巧。材料