5.2 键连接与销连接（课件）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》高等教育出版社·第3版 同步精品课程——中职专业课 第五章 连接与紧固 第二节 键连接与销连接 （第2课时） 学习目标 第五章 连接与紧固 掌握键连接主要用途，了解根据结构特点和工作原理分类。 知识目标 能够学会普通型平键连接、薄型平键连接和导向型平键连接的内容和用途。 能力目标 能够结合本节课所学知识，增强动手能 力和解决问题的能力。 情感目标 机场候机大厅的屋架 知识引入 01 为了满足机械在功能、结构、制造、安装、运输、维修、工效、经济等方面的要求，组成机械的各零件之间是通过各种制约关系组合在一起的，各零件之间的这种制约关系就称为连接。 从机械工作的角度看，连接需要具有可靠性 从机械装配的角度看，连接需要具有可拆性 从减少装配所需工具的种类看，连接件的规格型号不宜过多 机场候机大厅的屋架 知识引入 01 连接的合理结构、连接件的正确选用、防松装置的恰当采用，对机械的安全运转十分重要。 连接结构不合理、连接件选用不正确、防松装置运用不恰当，轻则导致机械发生故障而停机，重则造成密闭流体介质泄漏，不仅污染环境，甚至可能引发重大事故。因此，必须树立高度的责任感，对连接与紧固给予足够的重视。 机场候机大厅的屋架 知识引入 01 螺纹连接、键连接和销 船舶 键连接主要用作轴上零件的周向固定并传递转矩，有的使轴上零件沿轴向移动时起导向作用。 按照结构特点和工作原理，键连接可分为 新知学习 02 一、键连接 平键连接 半圆键连接 楔键连接 常用 船舶 1,平键连接 平键连接如图所示，平键的下面与轴上键槽贴紧，上面与轮毂键槽顶面留有间隙。 两侧而为工作面，依靠键与键槽之间的挤压力传递转矩。 平键连接加工容易、装拆方便、对中性良好，用于传动精度要求较高的场合。 新知学习 02 一、键连接 船舶 根据用途可将其分为如下三种： ①普通型平键连接如图所示，普通型平键的主要尺寸是键宽b、键高h和键长L。端部有圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型)三种形式。 新知学习 02 一、键连接 船舶 A型键定位好，应用广泛。C型键用于轴端。A、C型键的轴上键槽用立铣刀铣出，端部的应力集中较大。B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出，轴上应力集中较小，但对于尺寸较大的键，要用紧定螺钉压紧，以防松动。 新知学习 02 一、键连接 船舶 ②薄型平键连接薄型平键与普通型平键相比，在键宽b相同时，键高h较小。因此，薄型平键连接对轴和轮毂的强度削弱较小，用于薄壁结构和特殊场合。 ③导向型平键连接当轴上零件与轴构成移动副时，可采用导向型平键连接(图)。 新知学习 02 一、键连接 船舶 导向型平键较普通型平键长，为防止键体在轴中松动，用两个螺钉将其固定在轴上键槽中，键的中部设有起键螺纹孔，以便拆卸。若轴上零件沿轴向移动距离较长，可采用图所示的滑键连接。 新知学习 02 一、键连接 船舶 普通型平键的主要参数有键宽b、键高h、键长L,标记示例： 新知学习 02 一、键连接 01 ①键宽b=16mm、键高h=10mm、键长L=100mm普通A型平键的标记为GB/T1096键16×10×100 ②键宽b=16mm、键高h=10mm、键长L=100mm普通B型平键的标记为GB/T1096键B16×10×100 ③键宽b=16mm、键高h=10mm、键长L=100mm普通C型平键的标记为GB/T1096键C16×10×100 02 03 船舶 2.平键连接的选用 新知学习 02 一、键连接 平键连接的选用步骤如下： ②参照轴的公称直径d,从国家标准(表5-1)中选择平键的横截面尺寸b×h。 ①根据键连接的工作要求和使用特点选择键连接的类型。 船舶 2.平键连接的选用 新知学习 02 一、键连接 普通型平键、导向型平键和键槽的横截面尺寸及公差 船舶 2.平键连接的选用 新知学习 02 一、键连接 平键连接的选用步骤如下： ④校核平键连接的强度。键连接的主要失效形式及对应的强度计算方法是：较弱工作面的压溃(静连接),应按照挤压应力R,进行条件性的强度计算；或过度磨损(动连接),应按照压强p进行条件性的强度计算。 ③根据轮毂长度L选择键长L,静连接取L=L₁-(5~10)mm。键长L应符合标准长度系列。 船舶 2.平键连接的选用 新知学习 02 一、键连接 平键连接的选用步骤如下： 校核公式为 T——传递的转矩，N·mm; d——轴的公称直径，mm; h——键高，mm; l——键的工作长度，mm； [Rp]或[p]——键连接材料的许用挤压应力或许用压强，见表5-2,计算时应取连接中较弱材料的值，MPa。 船舶 2.平键连接的选用 新知学习 02 一、键连接 键连接材料的许用挤压应力(压强) 项目 连接性质 键或轴、毂材料 载荷性质 静载荷 轻微冲击 冲击 [R。] 静连接 钢、铸铁 120~15070～80 100~12050~60 60~90 30~45 [p] 动连接 钢 50 40 30 船舶 2.平键连接的选用 新知学习 02 一、键连接 平键连接的选用步骤如下： ⑤选择并标注键连接的轴毂公差。 如果强度不足，在结构允许时可以适当增加轮毂的长度和键长，或者间隔180°布置两个键。考虑载荷分布的不均匀性，双键连接按1.5个键进行强度校核。 船舶 例5-1图5-7所示为某钢制输出轴与铸铁齿轮的键连接，已知装齿轮处轴的直径d=45mm,齿轮轮毂长度L₁=80mm,该轴传递的转矩T=200000N·mm,载荷有轻微冲击。试选用该键连接。 新知学习 02 一、键连接 解(1)选择键连接的类型 为保证齿轮传动啮合良好，要求轴、毂对中性好，故选用普通A型平键连接。 (2)选择键的主要尺寸按轴径d=45mm由表5-1查得键宽b=14mm,键高h=9mm,键长L=80mm-(5~10)mm=75~70mm,取L=70mm。标记为GB/T1096键14×9×70。 所选键连接强度足够。 船舶 例5-1图5-7所示为某钢制输出轴与铸铁齿轮的键连接，已知装齿轮处轴的直径d=45mm,齿轮轮毂长度L₁=80mm,该轴传递的转矩T=200000N·mm,载荷有轻微冲击。试选用该键连接。 新知学习 02 一、键连接 (4)标注键连接公差 轴、毂公差标注如图所示。 船舶 花键连接由轴上加工出的外花键和轮毂孔上加工出的内花键组成(图5-9)。工作时靠键齿的侧面互相挤压传递转矩。花键连接的优点是键齿数多，承载能力强；应力集中小，对轴和毂的强度削弱也小；轴上零件与轴的对中性好；导向性好。花键连接的缺点是成木较高。因此、花键连接用于定心精度要求较高和载荷较大的场合。 新知学习 02 二 、花键连接 船舶 花键已经标准化，按齿形的不同分为矩形花键、渐开线花键和端齿花键等。 新知学习 02 二 、花键连接 花键连接 矩形花键的齿廓为直线，规格为键数Nx 小径dx大径 D×键宽B。 国家标准规定，矩形花键连接(图)采用小径定心、热处理后磨内花键的工 艺提高定心精度。 1. 矩形花键 01 船舶 花键已经标准化，按齿形的不同分为矩形花键、渐开线花键和端齿花键等。 新知学习 02 二 、花键连接 花键连接 渐开线花键的齿廓为渐开线，工作时齿面上有径向力，起自动定心作用，各齿均 匀承载，强度高。渐开线花键可以用齿轮加工设备制造，加工精度高，常用于传递载 荷较大、轴径较大、大批量的场合，如图所示。 浙开线花键的主要参数为模数m、齿数z、压力角α等。 2. 渐开线花键 01 船舶 机械连接按其可拆性可以分为可拆连接和不可拆连接。 新知学习 02 1.机械连接的类型 过盈连接虽然可以设计成可拆连接，但是为了避免拆卸时损伤接触面，也常设计成不可拆连接。 船舶 销连接通常用于固定零件之间的相对位置(定 位 销，如图所示) 新知学习 02 三 、销连接 船舶 也用于轴毂间或其他零件间的连接 新知学习 02 三 、销连接 船舶 还可充当过载剪断元件 新知学习 02 三 、销连接 船舶 定位销一般只受很小的载荷，其直径按结构确定，数量不少于2个； 连接销能传 递较小的载荷，其直径亦按结构及经验确定，必要时校核其挤压和剪切强度； 安全销 的直径按销的剪切强度计算，当过载20%～30%时即应被剪断。 新知学习 02 三 、销连接 船舶 销按形状分为圆柱销、圆锥销和异形销三类。 新知学习 02 三 、销连接 01 圆柱销与销孔为过盈配合，为保证 定位精度和连接的紧固性，不宜经常装拆，主要用于定位，也用作连接销和安全销。 圆锥销具有1:50的锥度，小端直径为标准值，自锁性能好，定位精度高，主要用于定 位，也可作为连接销。 圆柱销和圆锥销的销孔均需铰制。异形销种类很多，其中开口销工作可靠、拆卸方便，常与槽形螺母合用锁定螺纹紧固件。 02 03 课堂小结 03 一、键连接 二 、花键连接 键连接主要用作轴上零件的周向固定并传递转矩，有的使轴上零件沿轴向移动时起导向作用。 花键连接由轴上加工出的外花键和轮毂孔上加工出的内花键组成。 三 、销连接 销按形状分为圆柱销、圆锥销和异形销三类。 小试牛刀 下列哪项不属于键连接的功能？ A. 周向固定轴上零件 B. 传递转矩 C. 轴向固定轴上零件 D. 轴向移动的导向 答案：C 解析： 键连接主要用于轴上零件的周向固定并传递转矩，有些键还能在零件轴向移动时起到导向作用，但键连接本身并不负责轴向固定轴上零件。 小试牛刀 渐开线花键的齿廓为渐开线，其工作上的主要优点是： A. 齿面摩擦力小 B. 自动定心，各齿均匀承载，强度高 C. 制造成本低 D. 适用于低速小载荷场合 答案：B 解析： 渐开线花键工作时，齿面受径向力可实现自动定心，各齿均匀承载，因此强度高，适用于载荷较大的场合。 小试牛刀 关于平键连接，下列说法正确的是： A. 平键连接属于楔键连接的一种 B. 平键连接不能实现轴向导向 C. 平键连接是最常用的键连接方式 D. 平键连接主要用于轴向固定 答案：C 解析： 平键连接是键连接中最常用的一种，主要用于轴上零件的周向固定和传递转矩，部分情况下也可用于轴向导向。 小试牛刀 下列哪种键连接适用于轴径较大、载荷较大、大批量生产的场合？ A. 平键连接 B. 半圆键连接 C. 楔键连接 D. 渐开线花键连接 答案：D 解析： 渐开线花键连接由于强度高、承载均匀、加工精度高，常用于轴径较大、载荷较大、大批量生产的场合。 小试牛刀 键连接中，哪种连接方式具有自动定心功能？ A. 平键连接 B. 半圆键连接 C. 楔键连接 D. 渐开线花键连接 答案：D 解析： 渐开线花键连接因其齿廓为渐开线，工作时齿面受径向力可实现自动定心。 小试牛刀 关于连接件的设计原则，下列说法错误的是： A. 连接应具有可靠性 B. 连接应具有可拆性 C. 连接件规格型号应尽量多样化 D. 连接件应具有互换性 答案：C 解析： 为减少装配所需工具种类，连接件的规格型号不宜过多，因此“应尽量多样化”是错误的。 小试牛刀 下列哪项不是连接结构不合理可能导致的后果？ A. 机械故障停机 B. 污染环境 C. 提高生产效率 D. 引发重大事故 答案：C 解析： 连接结构不合理可能导致机械故障、环境污染甚至重大事故，但不会提高生产效率。 小试牛刀 渐开线花键连接的主要制造工艺优势是： A. 只能手工加工 B. 可用齿轮加工设备制造，精度高 C. 制造成本极高 D. 只能用于单件小批量生产 答案：B 解析： 渐开线花键可以用齿轮加工设备制造，加工精度高，适合大批量生产。 作业布置 04 1.简述渐开线花键的用途。 2.简述自行车中的轴与曲轴为什么选用销连接。 3.简述落地式电风扇的扇叶与轴为什么采用销连接。 感谢观看 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$