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机械设计中必须掌握的轴毂联接知识!_3

发表于:2019-06-17 14:09 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  今天我们聊聊在机械设计中,我们必须掌握的有关轴毂联接的知识!轴毂联接是轴毂与轴相连接的轴上零件,常见齿轮、带轮等。联接使回转零件在轴上定位和固定,以便传递运动和动力。

普通平键联接

  轴毂联接的方式有键联接、花键联接、成形联接、胀套联接、销联接、紧定螺钉联接、过盈联接等,有些联接方式仅用于轴毂联接,有些联接方式可兼作其它联接。键和花键是最常见的轴毂联接方式。

  1、键联接

  键是一种标准件,通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件,起周向固定零件的作用以传递旋转运动和扭矩,楔键还可以起单向轴向固定零件。而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。 根据键的结构形式,键联接可分为平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等几类。

  1.1平键联接:平键的两个侧面是工作面并用于传递转矩。键上面与轮毂槽底之间留有间隙,为非工作面。主要尺寸是键长L、键宽b和键高h。

  平键端部形状有圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型)三种 (如下图) ,C型键用于轴端。 A、C型键的轴上键槽用端铣刀切制,对轴应力集中较大, B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出,轴上应力集中较小。

  1.2半圆键联接:它靠键的两个侧面传递转矩,故其工作面为两侧面。上键槽用尺寸与半圆键相同的圆盘铣刀加工,因而键在槽中能绕其几何中心摆动,以适应轮毂槽由于加工误差所造成的斜度。

  1.3楔键联接:键的上下两表面是工作面,键的上表面和轮毂键槽底面均有1∶100的斜度,装配后,键即楔紧在轴和轮毂的键槽里,工作表面产生很大预紧力。

钩头楔键联接

  1.4切向键联接:它由两个普通楔键组成。其上下两面(窄面)为工作面,其中之一面在通过轴心线的平面内。工作面上的压力沿轴的切线方向作用,能传递很大的转矩。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。用于载荷很大,对中要求不严的场合。由于键槽对轴削弱较大 ,常用于直径大于100mm的轴上。如大型带轮及飞轮,矿用大型绞车的卷筒及齿轮等与轴的联接。

  2、花键联接

  花键联接由内花键和外花键组成。内、外花键均为多齿零件,在内圆柱表面上的花键为内花键,在外圆柱表面上的花键为外花键。显然,花键联接是平键联接在数目上的发展。

  与平键联接比较,花键联接在强度、工艺和使用方面有下列特点:

  在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿与槽,故联接受力较为均匀;

  因槽较浅,齿根处应力集中较小,轴与毂的强度削弱较少;

  齿数较多,总接触面积较大,因而可承受较大的载荷;

  轴上零件与轴的对中性好,这对高速及精密机器很重要;

  导向性好,这对动联接很重要;

  可用磨削的方法提高加工精度及联接质量;

  制造工艺较复杂,有时需要专门设备,成本较高;

  花键联接按齿形的不同,可分为矩形花键和渐开线花键两类,这两类花键均已标准化。

  矩形花键的定心方式为小径定心,即外花键和内花键的小径为配合面。其特点是定心精度高,定心的稳定性好,能用磨削的方法消除热处理引起的变形。矩形花键联接是应用最为广泛的花键联接。 应用广泛。如航空发动机、汽车、燃气轮机、机床、工程机械、拖拉机、农业机械及一般机械传动装置等等。

  渐开线花键的齿廓为渐开线,分度圆压力角有30及45两种。齿顶高分别为0.5m和0.4m(m为模数)。渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工,工艺性较好,易获得较高的制造精度和互换性。

  渐开线花键的定心方式为齿形定心。受载时齿上有径向力,能起自动定心作用,有利于各齿受力均匀,强度高,寿命长。用于载荷较大,定心精度要求较高以及尺寸较大的联接,如航空发动机、燃气轮机、汽车等。压力角45的花键多用于轻载、小直径和薄型零件的联接。

  3、销联接

  销联接一般用来传递不大的载荷或作安全装置;另一作用是起定位作用。常与带孔螺栓和六角开槽螺母配对使用,把销插入螺栓的孔与螺母的槽中,以防螺母松脱。销按形状分为圆柱销、圆锥销和异形销三类。

  4、无键联接

  凡是在轴毂联接中不用键、花键或销时的联接,统称为无键联接。无键联接中我们介绍两个常用的型面联接和过盈配合联接。

  型面联接:是利用非圆剖面的轴与相应形状的零件的毂孔配合而构成的联接,作为机械传动中的联接方式,型面联接相对于传统的键联接相比,具有联接强度高,没有应力集中,可以传递大扭矩且效率高的同时也可以承受冲击载荷,并且对于一些大型机械装备来讲其拆装方便及维修便利。

  过盈配合联接:是靠两被联接件间的过盈配合构成的联接,常用于轴与带毂零件的联接。

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