第11章 轴的连接与制动

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第11章 轴的连接与制动 11.1 轴毂连接一、 键连接   键是一种标准件,通常用于连接轴与轴上零件, 起周向固定零件的作用,在轴与轴上零件间传递运动 或扭矩;而导键、滑键、花键还可作为轴上移动零件 的导向装置。 1.键联接的类型和工作原理 (1)平键联接 平键的两侧面是工作面,上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙,键的上、下表面为非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩,故定心性较好。 根据用途,平键又可分为 普通平键 导向平键 滑键1)普通平键 用于静联接,即轴与轮毂间无相对轴向移动。 构造:两侧面为工作面,靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩; 轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工;轮毂槽用拉刀或插刀加工。2)导向平键——用于动联接,即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接。 3)滑键——用于动联接,即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接;潭ㄔ诼朱鄙,轴上零件能带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移,因此轴上要铣出较长的键槽! 』糜谥嵘狭慵嵯蛞贫拷洗蟮某『。 (2)半圆键  轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工,键能在槽中绕几何中心摆动,键的侧面为工作面,工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。 特点:工艺性好,装配方便,适用于锥形轴与轮毂的联接。缺点:轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。如果需要用两个半圆键时,一般安置在轴的同一条母线上。(3)斜键 常用的斜键有楔键和切向键,用于静联接。 1:100 1:100 工作面1)楔键 普通楔键:上、下面为工作表面,有1:100斜度(侧面有 间隙),工作时打紧,靠上下面摩擦传递扭矩,并 可传递小部分单向轴向力。 特 点 :适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差, 有偏心。不宜高速和精度要求高的联接,变载下易 松动。钩头只用于轴端联接,如在中间用,键槽应 比键长2倍才能装入,且要罩安全罩 。 2)切向键   由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩,传递双向转矩时,须用互成120°~130°角的两个键。 2.键的选择 (1)键的类型寸选择  键的类型可根据联接的结构特点、使用要求和工作条件选定。 (2)键的尺寸选择平键的尺寸主要是键的截面尺寸b×h及键长L! ×h根据轴径d由标准中查得,键的长度参考轮毂的长度确定,一般应略短于轮毂长,并符合标准中规定的尺寸系列。 3.键联接的强度: (1)平键联接的强度: 1)平键联接的失效形式   对于普通平键联接(静联接),其主要失效形式是工作面的压溃,有时也会出现键的剪断,但一般只作联接的挤压强度:   对于导向平键联接和滑键联接,其主要失效形 式是工作面的过度磨损,通常按工作面上的压力进    行条件性的强度:思扑。2)平键联接的强度条件 设键侧面的作用力沿键的工作长度 和高度均匀分布,则普通平键的强度条 件为: 2000T / d 2000T ? ? ? ? ?? ? p lk dlk p 导向平键和滑键联接的强度条件为: 2000T p ? ? ?p? kld h 式中:k ? 2 l ? L ? b (圆头平键) l ? L (平头平键) b l ? L ? (单圆头平键) 2 [?p]、[p]为许用应力与许用压力   当强度不足时,可适当增加键长或采用两个键按180?布置。考虑到两 个键的载荷分布不均匀性,在强度:酥锌砂1.5个键计算。3)平键联接计算实例 (2)半园键联接的强度: 1)半园键联接的失效形式  失效形式可能是被剪断与工作面被压溃。 2)半园键联接的强度条件 2000T 剪切强度条件 : ? ? ? ?? ? dbl 2000T / d 2000T 挤压强度条件为: ? ? ? ? ?? ? p lk dlk p二、 花键联接1.花键联接的特点与类型选择 花键联接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹槽中所构成的联接。其工作面是键齿侧。 (1)花键联接的特点 花键联接是多齿传递载荷,故比平键联接的承载能力高,定心性和导向性好,对轴的削弱小(齿浅、应力集中小); 花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。 花键加工需用专门的设备和工具,成本较高。(2)花键联接的类型  按齿形不同,分为矩形花键、渐开线花键两种。 1)矩形花键联接 q规格代号:N×d×D×B  按键齿高不同分轻、中两个系列 。轻系列常用于轻载或静联接,中系列多用于载荷较大或动联接。矩形花键的基本尺寸系列见GB1144-87。 q定心方式小径、齿宽和大径等三种 。国家标准规定为小径定心 。q应用 应用广泛。如飞机、汽车、拖拉机、机床制造业及一般机械传动装置等!    2)渐开线花键联接 q特点:渐开线花键的齿廓为渐开线,分度圆压力角有30?及45?两种:笳叱菔、模数小,多用于轻载和直径小的静联接,特别适用于轴与薄壁零件的联接。   可以利用制造齿轮的加工方法来加工,工艺性较好。 q应用:它常用于载荷较大,定心精度要求高及尺寸较大的联接。 2.花键联接的强度: 花键联接的受力情况如右图。其主要失效形式仍是工作面被压溃(静联接)或工作面过度磨损(动联接)。 强度计算时,假定载荷在键的工作面上均匀分布,且压力的合力F作用在平均直径dm处,并引入载荷分配不均匀系数?,则花键联接的强度:耸轿: 2T ?103 键的工作高度为:静联接:? ? ? ?? ? p ?zhld p D ? d m 矩形花键 h ? ? 2C 2T ?103 2动联接: ? ? ? ? p p 渐开线花键 =30°,h=m ?zhldm ?上两式中: ? ? 0.7 ~ 0.8 ?=45°,h=0.8m 三、 销联接   销联接主要用于确定零件之间的相互位置,并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的联接。 销联接的类型:  根据销的用途不同,一般有:定位销、联接销、安全销! 「菹慕峁剐问接:圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。 圆柱销 圆锥销 内螺纹圆锥销 槽 销 开尾圆锥销 销轴和开口销四、 形面联接 型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆联接,它是无键联接的一种型式。 由于型面联接要用到非圆形孔,以前因其加工困难,限制了型面联接的应用! ≡诩矣没、办公机械等中,采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑出各种各样的非圆形孔是毫无困难的,故型面联接的应用获得了发展。                                         第11章 轴的连接与制动 11.1 轴毂连接一、 键连接   键是一种标准件,通常用于连接轴与轴上零件, 起周向固定零件的作用,在轴与轴上零件间传递运动 或扭矩;而导键、滑键、花键还可作为轴上移动零件 的导向装置。 1.键联接的类型和工作原理 (1)平键联接 平键的两侧面是工作面,上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙,键的上、下表面为非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩,故定心性较好。 根据用途,平键又可分为 普通平键 导向平键 滑键1)普通平键 用于静联接,即轴与轮毂间无相对轴向移动。 构造:两侧面为工作面,靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩; 轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工;轮毂槽用拉刀或插刀加工。2)导向平键——用于动联接,即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接。 3)滑键——用于动联接,即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接;潭ㄔ诼朱鄙,轴上零件能带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移,因此轴上要铣出较长的键槽! 』糜谥嵘狭慵嵯蛞贫拷洗蟮某『。 (2)半圆键  轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工,键能在槽中绕几何中心摆动,键的侧面为工作面,工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。 特点:工艺性好,装配方便,适用于锥形轴与轮毂的联接。缺点:轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。如果需要用两个半圆键时,一般安置在轴的同一条母线上。(3)斜键 常用的斜键有楔键和切向键,用于静联接。 1:100 1:100 工作面1)楔键 普通楔键:上、下面为工作表面,有1:100斜度(侧面有 间隙),工作时打紧,靠上下面摩擦传递扭矩,并 可传递小部分单向轴向力。 特 点 :适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差, 有偏心。不宜高速和精度要求高的联接,变载下易 松动。钩头只用于轴端联接,如在中间用,键槽应 比键长2倍才能装入,且要罩安全罩 。 2)切向键   由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩,传递双向转矩时,须用互成120°~130°角的两个键。 2.键的选择 (1)
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