键联接和销联接设计word文档
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第六章:键、花键和销联接主要内容键连接类型与结构平键连接的设计花键连接、销连接及型面连接的基本概念重点难点键连接的类型与结构平键连接的选用和强度校核§ 6 – 1 键联接【功能】主要用于实现轴与轴上零件之间的周向固定,并且传递转矩。
其中有些类型的键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
【设计内容】键是标准件。
我们的任务是:选择键的类型、尺寸;键槽的公差和表面粗糙度;必要时校核键联接的强度。
一. 键联接的类型及特点1.平键联接【工作原理】键的两侧面是工作面,工作时,靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。
键的上表面与轮毂的键槽底面间则留有间隙。
优点:结构简单、装拆方便、对中性较好,在冲击、变载下不易松脱,应用广泛。
常用于精度和转速较高或承受冲击、变载的场合。
缺点:不能承受轴向力,对轴上零件不能起到轴向固定的作用。
平键分为:普通平键,薄型平键—静联接;导向平键,滑键—动联接1)普通平键A型(圆头)—指状铣刀加工键槽,轴向固定较好;键的圆头部分不能充分利用,键槽端部应力集中较大。
B型(平头)—圆盘铣刀加工键槽。
克服了上述缺点,但键在键槽中的轴向固定不好。
C型(单圆头)—用于轴端与轴上零件的联接。
2)薄型平键键较薄,厚度约为普通平键的60% 70% ,也分为圆头、平头和单圆头。
【特点】传递的转矩较小【应用】常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
3)导向平键导向平键较长,用螺钉固定在轴上的键槽中,轴上零件可沿导向键作轴向移动。
为了便于装拆,在键上设有起键螺纹孔。
4)滑键当所需导向键太长时,由于制造困难,宜采用滑键。
滑键固定在轮毂上,轮毂带动滑键在轴槽中移动。
2.半圆键联接【工作原理】与平键相同,同样是工作面受挤压。
【特点】键可以在键槽中摆动,以适应键槽的斜度;工艺性好,装配方便。
对轴的强度削弱较大。
【应用】适用于轻型机械;尤其是锥形轴端联接。
3.楔键联接【工作原理】键的上下面是工作面。
键和键槽均具有1:100的斜度。
键连接、销链接模块教案键连接、销连接模块教案新课导入(2’)教学过程(36’)教学过程【导入新课】导入新课:传动键导入【新课讲解】作用:实现轴与轴上零件(如齿轮、带轮等)之间的周向固定,并传递运动和扭矩。
一、平键连接特点靠平键的两侧面传递转矩,键的两侧面是工作面,对中性好;键的上表面与轮毂上的键槽底面留有间隙,以便装配。
教师导入:演示教具模型,引入新课。
视频演示,启发学生理解概念。
带领学生共同讨论、总结概念。
为学生播放动画,并提出思考讨论的问题。
观看教师教具演示,积极听讲。
学生观看视频,思考问题,各小组抢答,表达自己的观点。
在教师的引导下,分析图片,与教师一起总结。
学生分组分析动画,思考讨论问题。
教学过程二、半圆键连接三、花键连接四、楔键和切向键连接听取、指正学生答案。
动画演示:为学生播放动画,并提出相应问题,引导学生抢答。
教师根据学生的回答归纳总结。
动画演示:为学生播放动画,提出相应问题,并检验学生对曲柄、摇杆的各小组抢答。
观察动画,思考提出的问题,根据上面学习的内容,解决提出的问题,归纳结论。
观察动画,各小组抢答,其他同学认真倾听并评价正确与否。
教学过程教学过程键连接的应用1.松键连接松键连接所用的键有普通平键,半圆键、导向平键及滑键等,靠键的侧面传递转矩,只对轴上零件作周向固定,不能承受轴向力,如果要轴向固定,则需要附加紧定螺钉或定位环等定位零件。
松键连接的装配要点为:1)清理键及键槽上的毛刺,保证键与键槽能精密贴合。
2)对重要的键连接,装配前要检查键的直线度和键槽对轴线的对称度及平行度等。
3)对普通平键,导向平键,用键的头部与轴槽试配,应能使键较紧地认识。
听取各小组结论,并进行点评指正。
播放动画,引导学生观察、思考问题。
展示应用实例图片。
教师根据学生回答总结运动特观看动画及图片,学生在教师的引导下配合教师完成键连接的应用实例及运动特点的总结。
教学过程教花键连接可以按集中方式分类。
其中按花键工作方式可以分为过盈连接和间隙连接两种。
习题与参考答案
一、复习思考题
1 试述普通平键的类型、特点和应用。
2 平键联接有哪些失效形式?
3 试述平键联接和楔键联接的工作原理及特点。
4 试按顺序叙述设计键联接的主要步骤。
二、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案)
1 为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度,两个切向键最好布置成。
A.在轴的同一母线上
B. 180°
C. 120°~ 130°
D. 90°
2 平键B20×80 GB/T1096—1979中,20×80是表示。
A. 键宽×轴径
B. 键高×轴径
C. 键宽×键长
D. 键宽×键高
3 能构成紧联接的两种键是。
A. 楔键和半圆键
B. 半圆键和切向键
C. 楔键和切向键
D. 平键和楔键
4 一般采用加工B型普通平键的键槽。
A. 指状铣刀
B. 盘形铣刀
C. 插刀
D. 车刀
5 设计键联接时,键的截面尺寸b×h通常根据由标准中选择。
A. 传递转矩的大小
B. 传递功率的大小
C. 轴的直径
D. 轴的长度
6 平键联接能传递的最大扭矩T,现要传递的扭矩为1.5T,则应。
A. 安装一对平键
B. 键宽b增大到1.5倍
C. 键长L增大到1.5倍
D. 键高h增大到1.5倍
7 如需在轴上安装一对半圆键,则应将它们布置在。
A. 相隔90°
B. 相隔120°位置
C.轴的同一母线上
D. 相隔180°
8 花键联接的主要缺点是。
A. 应力集中
B. 成本高
C. 对中性与导向性差
D. 对轴削弱
三、填空题
1 在平键联接中,静联接应校核强度;动联接应校核强度。
2 平键联接工作时,是靠和侧面的挤压传递转矩的。
3 花键联接的主要失效形式,对静联接是,对动联接是。
4 键联接,既可传递转矩,又可承受单向轴向载荷,但容易破坏轴与轮毂的对中性。
5 平键联接中的静联接的主要失效形式为,动联接的主要失效形式为;所以
通常只进行键联接的
强度或 计算。
6 半圆键的 为工作面,当需要用两个半圆键时,一般布置在轴的 。
四、设计题
1 一齿轮装在轴上,采用A 型普通平键联接。
齿轮、轴、键均用45钢,轴径d=80mm ,轮毂长度L=150mm ,传递传矩T=
2 000 N ·m ,工作中有轻微冲击。
试确定平键尺寸和标记,并验算联接的强度。
2 有一公称尺寸N ×d ×D ×B=8×36×40×7的45钢矩形花键,齿长L=80mm ,经调质处理HBS=235,使用条件中等,能否用来传递T=1 600 N ·m 的转矩?
3 已知图示轴的外伸长度为72 mm ,直径d=40 mm ,配合公差为H7/k6,采用A 型普通平键联接。
试确定图中各结构尺寸,尺寸公差,表面粗糙度和形位公差(一般联接)。
a)轴 b)毂孔
题3 图
习题参考答案
复习思考题答案(参考答案从略)
单项选择题
1 C
2 C
3 C
4 B
5 C
6 A
7 C
8 B
填空题
1 挤压;耐磨
2 键;键槽
3 齿面压溃;齿面磨损
4 楔键
5 较弱零件的工作面被压溃;磨损;挤压;耐磨性
6 两侧面;同一母线上
设计题
1 解答:
(1.) 确定平键尺寸
由轴径d=80mm 查得A 型平键剖面尺寸b=22mm ,h=14mm 。
参照毂长L '=150mm 及键长度系列选取键长L=140mm 。
(2.) 挤压强度校核计算
Mpa hld T p 53.6080
11814102000443
=⨯⨯⨯⨯==σ l ——键与毂接触长度 mm
b L l 11822140=-=-=
查得[]100=p σ~120pa ,故[]
p p σσ≤,安全。
2 解:
(1) . 确定有关参数
由GB1144-87,查得齿顶圆倒角尺寸mm c 3.0=。
齿面工作高度mm c d D h 4.13.022364022=⨯--=--=
平均半径4
36404+=+=d D r m =19mm ,取8.0=ψ ( 2.) 确定许用挤压应力:由静联接,齿面经过热处理,使用条件中等,查得
[]MPa 140~100=P σ,取[]P σ=120Mpa
(3.) 计算花键所能传递的转矩
[]P m hL zr T σψ='=0.8×8×19×1.4×80×120=1634304N ·mm ≈1634N ·m
T T >' ,此花键可用来传递1600N ·m 的转矩
3
题3图
解如
下:
题3图解
(注:素材和资料部分来自网络,供参考。
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