第四章 軸轂連接

機械設(shè)計第四章

軸轂連接

第一節(jié)鍵連接

第二節(jié)花鍵連接

第三節(jié)銷連接

第四節(jié)過盈連接

第五節(jié)型面連接

第六節(jié)彈性環(huán)連接返回章目錄第一節(jié)鍵連接一、鍵連接的類型、特點和應(yīng)用

軸轂連接的功能主要是實現(xiàn)軸與軸上零件的周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，有些還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動。軸轂連接的主要形式鍵連接花鍵連接銷連接型面連接過盈連接彈性環(huán)連接平鍵半圓鍵楔鍵切向鍵類型：工作面

A型

B型C型1、平鍵連接原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。工作面：兩側(cè)面。軸向承載情況：不能承受軸向力。特點：結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，對中性好，應(yīng)用廣泛。普通平鍵

用于軸轂間無相對軸向運動的靜聯(lián)接。按端部形狀分圓頭（A型）、平頭（B型）單圓頭（C型）

軸上鍵槽的加工方法

用盤銑刀

用端銑刀端銑刀鍵槽，應(yīng)力集中較大盤銑刀鍵槽，應(yīng)力集中較小薄型平鍵

h較小，適用于空心軸、薄壁輪轂或傳遞小轉(zhuǎn)矩的場合

導(dǎo)向平鍵與滑鍵動聯(lián)接用

導(dǎo)向平鍵滑鍵2、半圓鍵連接

半園鍵聯(lián)接工作面：兩側(cè)面。軸向承載情況：不能承受軸向力。特點：制造簡單，拆裝方便，對中性好，不能承受軸向力?？勺詣舆m應(yīng)輪轂鍵槽的斜度。缺點是軸上鍵槽較深，對軸削弱較大。適用與錐形軸端或小轉(zhuǎn)矩場合。原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。3、楔鍵連接工作面圓頭方頭鉤頭

原理：靠鍵與鍵槽面間及軸與輪轂之間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。

工作面：上下兩底面。軸向承載情況：能軸向固定零件，承受單方向的軸向力。

特點：結(jié)構(gòu)簡單，但對中性差。

適用于低速、輕載和對傳動精度要求不高的聯(lián)接。4、切向鍵連接原理：靠工作面上的擠壓力來傳遞轉(zhuǎn)矩。工作面：兩鍵沿斜面拼接后相互平行的兩個窄面。軸向承載情況：能軸向固定零件，承受單方向的軸向力。

特點：適用于大載荷，對中要求不嚴(yán)的場合。一組切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩必須采用兩組切向鍵。按

120o

—130o

布置。二、鍵的選擇和鍵連接的強度計算鍵的材料：鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，一般采用σB≥600MPa的碳鋼制造，如45鋼。

類型選擇1.鍵的選擇尺寸選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)，使用特性及工作條件選擇按d選取b×h；按被聯(lián)接件長度選取L

2.平鍵聯(lián)接的強度計算（1）普通平鍵和薄型平鍵（靜聯(lián)接）對按標(biāo)準(zhǔn)選的平鍵聯(lián)接，主要失效形式是工作面的壓潰，故進(jìn)行擠壓強度校核計算：可能的失效形式

工作面壓潰或鍵被剪斷。

（2）導(dǎo)向平鍵、滑鍵（動聯(lián)接）

A型:l=L－bB型:l=LC型:l=L－b/2許用擠壓應(yīng)力[σp]

和許用壓強[p]查表4-1。l是工作長度失效形式：工作面磨損。故進(jìn)行耐磨性的條件性計算：

3.半圓鍵聯(lián)接的強度計算許用切應(yīng)力[]查表4-1。l為工作長度近似取l≈L。由于鍵寬b較小，主要失效形式是鍵被剪斷。故進(jìn)行鍵的剪切強度校核計算：

4.提高鍵聯(lián)接強度的措施

采用雙鍵（注意合理布置）普通平鍵，上下1800布置半圓鍵左右并排布置加長輪轂以增加鍵長L

增大軸徑d

以增大鍵截面尺寸b×h第二節(jié)花鍵連接

由具有多個周向均布鍵齒和有相應(yīng)凹槽的轂孔組成的聯(lián)接。特點：承載能力高，定心性好，導(dǎo)向性好，強度高；專門加工，成本高。內(nèi)花鍵外花鍵花鍵連接一、花鍵連接的類型、特點和應(yīng)用1.矩形花鍵

結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，加工精度和定心精度高；小徑定心。2.漸開線花鍵

齒形自動定心、強度高，可用齒輪加工方法加工，工藝性好，精度高，適用于載荷大，定心要求高，尺寸較大的場合。三、花鍵聯(lián)接的強度設(shè)計1.設(shè)計內(nèi)容

類型選擇2.強度校核

工作面：側(cè)面尺寸選擇強度校核失效形式：靜聯(lián)接為齒面壓潰

動聯(lián)接為齒面磨損

按擠壓強度或耐磨性計算（同平鍵）：——齒間載荷分布不均勻系數(shù)，一般取0.7～0.8；h——齒的工作高度，矩形：h=(D-d)/2-C；漸開線：h=m；dm——平均直徑，矩形：dm=(D+d)/2，漸開線：dm=df[p]

和[p]查表4－2。靜聯(lián)接動聯(lián)接第三節(jié)銷連接

一、銷的作用

定位銷聯(lián)接銷安全銷用于固定零件之間的相對位置用于軸轂聯(lián)接用于安全裝置中的過載剪斷元件（安全銷）二、銷的種類及應(yīng)用

圓錐銷圓柱銷靠過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次拆卸會降低其定位精度和可靠性。具有1:50的錐度，在受橫向力時可以自鎖。它安裝方便，定位精度高，可多次裝拆而不影響定位精度。端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的場合開尾圓錐銷適用于有沖擊、振動的場合小端螺尾銷裝配后擰緊螺母可防止銷松脫槽銷彈性圓柱銷開口銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷打入銷孔后，由于材料的彈性使銷擠壓在銷孔中，不易松脫，因而能承受振動和變載荷。用彈簧鋼帶卷制而成，具有很好的彈性，可以均勻地擠緊在孔中，對配合精度要求不高，可多次裝拆。但剛性差，不適于高精度定位用。結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，裝拆方便。主要用于螺紋聯(lián)接的防松，還用于軸銷端部鎖定零件。三、銷的強度校核第四節(jié)過盈連接

一、工作原理

利用過盈配合，配合面間有壓力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。

蝸輪的輪緣與齒圈的過盈連接

滾動軸承內(nèi)孔與軸的過盈連接

圓錐面過盈連接二、特點

結(jié)構(gòu)簡單，定心性好，軸上不開槽，對軸削弱小，承載能力高,承受變載性能好，但對配合表面加工精度要求高，裝配不便。裝配方法：壓力法、溫差法。

過盈量較大時常用溫差法，過盈量較小時常用壓力法！第五節(jié)型面連接

一、工作原理

型面聯(lián)接是軸與相應(yīng)的輪轂由光滑非圓截面的表面構(gòu)成的聯(lián)接。

軸和轂孔可做成柱體或錐體，前者只能傳遞轉(zhuǎn)矩，用于不受載荷時移動的動聯(lián)接；后者在傳遞轉(zhuǎn)矩的同時還可傳遞軸向力。二、特點

對中好,沒有鍵槽引起的應(yīng)力集中，可傳遞大的轉(zhuǎn)矩，裝拆方便，但加工復(fù)雜，應(yīng)用不普遍。

第六節(jié)彈性環(huán)連接

一、工作原理

利用以錐面貼合并擠緊在軸轂之間的內(nèi)外鋼環(huán)構(gòu)成的聯(lián)接。下，內(nèi)、外環(huán)互相楔緊，內(nèi)環(huán)縮小箍緊軸，外環(huán)脹大而撐緊輪轂，使接觸面間產(chǎn)生壓緊力。工作時，由此壓緊力所產(chǎn)生的摩擦力矩和摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。