花键联接
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花键联接花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接。
一、类型、特点和应用1、特点:1)齿较多、工作面积大、承载能力较高;2)键均匀分布,各键齿受力较均匀;3)齿槽线、齿根应力集中小,对轴的强度削弱小;4)轴上零件对中性好;5)导向性较好;6)加工需专用设备、制造成本高。
2、花键类型按齿形分:①矩形花键已标准化——制造容易、应用广泛,分轻、中、重、矩形花键定心方式:内径定心(新标准)—定心精度高,定心稳定性好,配合面均要研磨,磨削消除热处理后变形,加工较复杂,且硬度可高些。
当HRC>40,用外径定心不适合时,或D>120mm (工艺上不经济或达不到要求时),单件生产时采用。
外径定心—轴、孔加工简单(孔拉削)精度高,HRC过高,拉削加工困难(一般HRC<40),但现在可通过高频淬火提高硬度,拉削以后再热处理,加工性能变好,一般均可用外径定心。
侧面定心—定心精度不高,但载荷分布均匀,承载能力高,但零件易移动,侧面易磨损,使对中性变坏。
适于定心要求不高的重载联接(静联接)。
外径定心,内径定心,尺侧定心矩形花键连接②渐开线花键(GB34781-83)渐开线花键齿廓为渐开线,可用齿轮机床加工,工艺性较好,制造精度高,齿根圆角大,应力集中小,易于对心。
但加工花键孔用渐开线拉力制造复杂,成本高,适宜于传递大扭矩,大直径轴。
渐开线花键齿形:①α=30°和α=45°;②ha=0.5m(m为模数);③不根切最小齿数Zmin=4(一般Z≥10)定心方式:齿形定心——能自动定心,有利于各齿均载,应用广,优先采用。
3、三角形花键内花键齿为三角形外花键齿为渐开线(α=45°)加工方便,定心方式:齿侧定心三角形花键——齿数较多,齿较小,对轴强度削弱小。
适于轻载,直径较小时及轴与薄壁零件的联接。
二、花键联接的设计计算设计:选花键类型→按轴径D定花键尺寸(矩形:Z—D×d×b)→验算联接强度失效形式:①键齿的压溃(静联接);②磨损(动联接);③齿根剪断∴一般进行挤压强度或耐磨性验算设:工作载荷沿键的工作长度l 均匀分布。
第四章键和花键联接§4-1 键联接轴毂联接:轴与轮状零件的轮毂的联接。
L---键的公称长度,mm。
b---键宽,mm。
[]σ---许用挤压应力,MPa,表(6-1)。
p计算后若发现键的余量很大,可减小L或选较小尺寸的键。
若发现强度不足:若轮毂可加长,增加L ;若允许键的尺寸加大,增大键的尺寸;并非增大L---增大传力,由于误差,当d l 25.2≥时,再增大L ,并不能增大承载能力。
()d l 8.1~6.1max ≤若用单键不足,可用双键180布置或三键120布置。
这样布置,制造方便,对受力有利,对中性好。
计算时,二键、三键因受力不均,每键只75%承受载荷。
平键联接标注示例:A 型,b=16mm,h=10mm,L=100mm 键16*100 GB1096—79B 型 键B 16*100 GB1096—79C 型 键C 16*100 GB1096—79 (2) 薄型平键薄型平键与普通平键的区别是:键高是普通平键的60~70%,也分A 、B 、C 型,但传递扭矩的能力较低,常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
当被联接零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时,须用导向平键或滑键组成动联接。
(3) 导向平键导向平键是一种较长的平键,用螺钉固定在轴上的键槽中,轴上传动零件可沿键作轴向滑移。
若零件滑移距离较大时,所需导向平键长度过大,制造困难,宜用滑键。
型号:A 、B 型,适用与移动距离不大的场合。
(4) 滑键轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出,所以键在键槽中能绕其几何中心摆的配合,只适用与对中性要求不高,低速、轻载、载荷平稳的场合。
为便于拆卸,楔键最好用于轴端。
若用于轴中部又不能先装键时,轴上键槽至少应为2L。
钩头楔键拆卸较方便,但注意加安全罩。
失效:相互楔紧的工作面被压溃。
所以应校核各工作面的抗挤压强度。
强度计算:()[]MPa fd b bl T p p σσ≤+=610*123§4-2 花键联接花键联接由外花键和内花键组成。
第四章键、花键和销联接4-1 基础知识一、键联接1、平键、半圆键、楔键、切向键的功能及应用(1)平键联接平键联接的定心精度较高,应用较广泛,其优点是结构简单、装拆方便、对中性较好。
但由于这种键联接不能承受轴向力,因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。
图4-1为普通平键联接的结构型式。
a)b) 圆头c) 平头d) 单圆头图4-1 普通平键联接从图中可看出键的上表面和轮毂的键槽底面间留有间隙,工作面是两侧面,工作时,靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩。
平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。
前两种键用于静联接,后两种键用于动联接。
1)普通平键按构造分为圆头(A型),如图4-1a、平头(B型),如图4-1b、单圆头(C型),如图4-1c。
圆头平键宜放在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中,键在键槽中轴向固定良好。
平头平键是放在用盘铣刀铣出的键槽中。
单圆头平键则常用于轴端与毂类零件的联接。
圆头平键的缺点是键的头部侧面与轮毂上的键槽不接触,因而键的圆头部分不能充分利用,而且轴上键槽端部的应力集中较大。
但平头平键避免了上述缺点。
2)薄型平键60~70,由于传递转矩的能力薄型平键也分圆头、平头和单圆头三种型式,键的高度约为普通平键的0000较低,常用于空心轴、薄壁结构及一些径向尺寸受限制的场合。
3)导向平键采用导向平键或滑键均可满足被联接的毂类零件在工作过程中在轴上作轴向移动。
由于导向平键较长,需用螺钉固定在轴上的键槽中,同时键上制有起键螺孔,可拧入螺钉使键退出键槽,以便于拆卸。
导向平键适用于轴上传动零件滑移较小的情况下。
4)滑键当零件需滑移的距离较大时,宜采用滑键而不采用导向平键。
这是因为导向平键的长度越大,制造越困难。
当采用滑键时,滑键固定在轮毂上,轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移。
这样,可将键做得较短,只需在轴上铣出较长的键槽即可,从而降低加工难度。
(2)半圆键联接半圆键联接工艺性较好,装配方便,尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。