单元1 键连接与销连接（课件）《机械基础》上好课（苏教版·凤凰职教）

《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 上好课—中职专业课 模块二 机械连接 单元1 键连接与销连接 教学目标 知识目标 1.掌握键连接的分类、各类键的工作面、结构特点、适用工况。 2.掌握销连接的分类、结构特点，明确定位销、连接销、安全销的功能。 能力 目标 1. 能够准确识别各类键、销零件，区分动静连接结构。 2.能够结合机械装配场景，分析键连接、销连接的失效原因。 情感 目标 1. 树立严谨、规范的机械专业学习态度，培养工程逻辑思维； 2. 激发机械专业学习兴趣，增强专业认同感与自信心； 教学引入 身边的“力量传递者” 生活中的机械无处不在，但你是否思考过：方向盘如何带动车轮？脚踏板如何驱动后轮？电机如何让刀片旋转？这些动力传递的背后，都离不开一个关键的“连接者”。 01. 汽车转向系统 02. 自行车传动系统 03. 食品加工机械 教学引入 齿轮转，轴跟着转——靠的是什么？ 剖开的减速器：齿轮、轴承、传动轴 齿轮空套在轴上会打滑，转矩传不过去； 齿轮和轴焊死又无法拆卸。 问题来了：用什么零件，既能让齿轮与轴周向一起转，又能随时拆开？ 知识讲授：键连接 轴与轮毂之间的“传力桥梁” 键嵌入轴槽与轮毂槽，实现周向固定 定义：用键把轴和轴上零件（齿轮、带轮等）连接起来。 作用：实现周向固定，传递转矩。 特点：结构简单、装拆方便、工作可靠。 关键认知：键是标准件——不需要自行设计，只需按标准选用。 知识讲授：键连接的五大家族 ① 平键连接　应用最广，对中性好 ② 半圆键连接　轻载、锥形轴 ③ 楔键连接　低速，可受单向轴向力 ④ 切向键连接　大轴径、重载低速 ⑤ 花键连接　多齿承载，重载高精度 记忆线索：先看“谁是工作面”——侧面传力还是上下传力？ 知识讲授：平键靠哪个面传力？ 工作面：键的两侧面，挤压轴槽与轮毂槽传转矩。 非工作面：键的上表面，与轮毂槽底之间留有间隙。 因此平键对中性好、拆装方便，适合高速、高精度、冲击与变载荷工况。 知识讲授：普通平键的三种头部 类型 头部与加工 特点 适用 A 型 圆头，指状铣刀加工 轴应力集中大；键不会轴向窜动 应用最广 B 型 方头，盘铣刀加工 轴应力集中小；需螺钉压紧防松 键槽较长处 C 型 单圆头，指状铣刀 圆头侧面不接触键槽 多用于轴端 知识讲授：普通平键是“静连接” 零件不轴向移动 · 工作时依靠键的两侧面挤压传递转矩； · 键与轮毂、轴一起转，不能对零件作轴向定位； · 优点：对中性好、拆装方便； · 适用：高速、高精度、承受冲击与变载荷的场合。 追问：如果轮毂需要沿轴来回滑移呢？普通平键就不够用了——请看下一页。 知识讲授：导向平键 零件要小幅轴向滑移时 键做得较长，用螺钉固定在轴的键槽里。 键中间开有起键螺孔，方便拆卸。 轮毂可以沿着键轴向滑动——这是动连接。 适用：轮毂滑移距离不大的场合。 知识讲授：滑键 滑移距离很大时怎么办？ 滑移距离很大时，导向平键太长、难制造。 改用滑键：把键固定在轮毂上，轮毂带着键一起在轴的长键槽里滑动。 这样键本身可以做短一些，轴上开长槽。 知识讲授：半圆键 能在轴槽里“转身”的键 工作面也是两侧面。 键是半圆形，可在轴槽内摆动，自动适应轮毂键槽的斜度。 特别适合锥形轴与轮毂的连接。 缺点：轴上键槽很深，削弱轴强度；只宜传较小转矩（轻载）。 知识讲授：楔键 工作面：上、下表面；两侧面是非工作面。 斜面斜度 1:100，敲入后产生很大楔紧力。 既能传转矩，又能承受单向轴向力。 缺点：楔紧后把轮毂挤偏，对中性差；冲击、变载荷易松脱。 适用：定心要求低、转速低的场合；钩头楔键用于无法从另一端敲出时。 知识讲授：切向键 大轴径重载低速的选择 由一对斜度 1:100 的楔键拼合而成，上下两面为工作面。 一对键只能传单方向转矩；双向传动需两组，互成 120°～135° 布置。 适用：轴径 d > 60 mm、对中性一般、低速、传递很大转矩；如大型带轮、飞轮、大齿轮。 知识讲授：花键连接 用“一排齿”代替一个键 外花键开在轴上，内花键开在轮毂孔，齿与齿啮合传转矩。 工作面是齿的侧面。 齿数多、承载能力强；定心好、导向性好。 缺点：需专用设备加工，成本高。 适用：定心精度高、载荷大、或需轴向滑移的场合。 知识讲授：花键的三种齿形 矩形花键：加工简单、应用广；小径定心最常用，也有大径、齿侧定心。 渐开线花键：齿形为渐开线，强度高，适合重载、大尺寸轴。 三角形花键：齿数多、尺寸小，适合轻载与薄壁零件连接。 传动部分 知识讲授：矩形花键 知识讲授：平键的配合 配合种类 轴槽 轮毂槽 应用 正常连接 N9 JS9 一般机械普通载荷 紧密连接 P9 P9 冲击、重载、双向转矩 松连接 H9 D10 导向平键，需轴向滑动 键宽统一按 h8，是基轴制——改变的是轴槽与轮毂槽的公差，从而得到松、正常、紧密三种松紧。 知识讲授：平键怎么选？两步走 第一步 选类型 看载荷大小、是否轴向移动、对中性要求，定普通平键/导向平键等。 第二步 选尺寸 按轴径 d 查标准定键宽 b、键高 h；按轮毂长度定键长 L（略短于轮毂，取标准系列）。 小提示：轮毂长度一般取轴径 d 的 1.5～2 倍 知识讲授：平键的标记怎么读？ 格式：标准号　键型 b × h × L A 型：GB/T 1096　键 16×10×100（A 省略不写） B 型：GB/T 1096　键 B 16×10×100 C 型：GB/T 1096　键 C 16×10×100（C 不能省） 知识讲授：平键校核 普通平键（静连接）主要失效：工作面挤压压溃；动连接主要是磨损。 T：传递转矩（N·mm）　d：轴直径　h：键高　l：键的有效工作长度 [σp]：许用挤压应力；按最弱零件（通常是轮毂）取值验算。 知识讲授：关键易错 有效工作长度 l 不是公称 L 圆头部分不接触键槽，必须从公称长度 L 中扣掉： A 型（圆头） l = L − b B 型（方头） l = L C 型（单圆头） l = L − b/2 口诀：两头圆扣一个 b，一头圆扣半个 b，方头不扣。 知识讲授：强度不够怎么办？ 线路一 ① 增加键长：适当加长轮毂与键的长度。 注意：不能过长，否则载荷沿长度分布不均。 ② 用两个平键：沿圆周相隔 180° 布置。 因受力不均，校核时只按 1.5 个键 承载计算，不能按 2 倍。 线路二 知识讲授：案例分析 减速器高速级齿轮，选哪种键？ 工况：转速高、有冲击载荷、要求对中好、齿轮不轴向移动。 决策：选 普通平键 A 型。 理由：侧面工作面、对中性好、装拆方便；静连接无需动键；圆头A型应用最广。 排除：楔键对中性差不用；半圆键太弱不用。 知识讲授——销连接 销连接是通过销钉将两个或多个零件连接在一起的一种机械连接方式。销通常是一种圆柱形或圆锥形的金属杆件，结构简单、安装方便，在各类机械设备中应用广泛。 定位销 用于确定零件间的相对位置，保证装配精度，是组合加工和装配时的重要辅助零件。 连接销 用于连接两个零件，传递不大的载荷或转矩，结构简单且拆装方便，适用于轻载连接场合。 安全销 作为安全保护装置，当过载时销会被剪断，从而保护设备中的重要零件不被损坏。 知识讲授：圆柱销 普通圆柱销：靠过盈配合固定在销孔中。 缺点：多次拆装后过盈被破坏，定位精度下降，不常拆卸处用。 内螺纹圆柱销：大端带内螺纹，适合盲孔，可用螺钉拔出。 知识讲授：圆锥销：定位销的首选 锥度为 1:50，有良好的自锁性能。 可反复多次拆装仍保持定位精度。 因此定位时优先选用圆锥销；分 A（高精度）、B 级。 带螺纹（大端或小端带尾）圆锥销：适合冲击振动工况与盲孔。 传动部分 知识讲授：圆锥销 师生互动 请把下列键按“工作面”分两类： 平键　·　半圆键　·　楔键　·　切向键　·　花键 想一想（不看答案） 哪类对中性好？哪类能承受轴向力？ 参考：侧面受力=平键/半圆键/花键（对中性好）；上下受力=楔键/切向键（对中性差、可受轴向力）。 传动部分 知识点背诵 1. 工作面：平键/半圆键/花键＝两侧面；楔键/切向键＝上下两面；花键＝齿侧面。 2. 静连接＝普通平键；动连接＝导向平键、滑键。 3. 普通平键 A/B/C：A 最广、C 用于轴端；A 型标记省略 A。 4. 强度改进：两平键相隔 180°，按 1.5 个键 承载。 5. 圆锥销锥度 1:50，自锁、可反复拆装，定位首选；盲孔选内螺纹销。 6. 定位销数量 ≥ 2 个；安全销过载 20%～30% 剪断。 单项选择题 1.普通平键的工作面是（　） A. 上表面 B. 下表面 C. 两侧面 D. 上、下表面 正确答案：C 平键工作面是两侧面，上表面留间隙。 课后练习 正确答案：B 圆锥销1:50自锁、反复拆装精度不降；圆柱销多次拆装精度下降。 课后练习 单项选择题 2.用于需要反复拆装、并保持高精度定位的销是（　） A. 普通圆柱销 B. 圆锥销（1:50） C. 安全销 D. 带钩楔键 单项选择题 3.双向传递转矩时，两组切向键在轴周方向的夹角应取（　） A. 60°～90° B. 120°～135° C. 180° D. 90° 正确答案：B 双向切向键互成120°～135°；相隔180°是两个平键的布置。 课后练习 试简述：普通平键连接经挤压强度校核不满足要求时，可采取哪些改进措施？ 课后练习 ①适当加长轮毂与键的长度（不可过长，以免载荷不均）； ②沿圆周180°布置两个平键，因受力不均，校核按1.5个键承载，不能按2倍。 课堂小结 1. 基础题：绘制普通平键三类结构简图，标注工作面，写出各自适用场景；简述圆柱销与圆锥销的核心区别。 2. 计算题：已知轴径、轮毂长度及传递转矩，完成A型平键的选型、标记书写、有效长度计算及挤压强度校核。 3. 应用题：分析三种不同工况（高速高精度传动、低速重载、设备过载保护），分别说明适配的键、销类型，并简述理由。 课后作业 感谢观看 Lavf62.3.100 $