联接(键联接 花键联接 销联接 型面联接 过盈联接 焊接)规范及强度校核

各种联接的强度校核方法键联接 Key joints 花键联接 Spline joints销联接 Pin joints 其它联接 Other joints： 1、型面联接 Shaped joints 2、过盈联接 Interference fit joints 3、焊接 Welded

键、花键和销联接Key, spline and pin joints

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主要内容§6-1 键联接 Key joints §6-2 花键联接 Spline joints §6-3 销联接 Pin joints §6-4 其它联接 Other joints

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§ 6-1 键联接 Key joints键的分类、结构型式及应用 平键联接的尺寸选择和强度校核

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一、键联接的分类、结构型式及应用键通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩， 键通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还 能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。 能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。

Ordinary straight key joints Straight key joints Guiding and sliding straight key joints Woodruff key joints

Key joints

Taper key joints

Tangent doubletaper key joints

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一、键联接的分类、结构型式及应用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转矩， 故定心性较好。 根据用途，平键又可分为 普通平键 详细说明 导向平键 滑键 普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静联接。 导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动联接。键联接1

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2.半圆键联接

详细说明键联接3

键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的 键槽中绕其圆心摆动， 以适应轮毂上键槽的斜度， 安装方便。常用与锥形轴端与轮毂的联接。

3.楔键联接

详细说明

楔键的上、下表面为工作面，两侧面 为非工作面。键的上表面与键槽底面均有 1:100 的斜度。工作时，键的上下两工作 面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠 其摩擦力和挤压传递扭矩。

4.切向键

详细说明

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。

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二、平键的尺寸选择和强度校核1.平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。 b×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。详细说明

2.平键联接的失效和强度校核对于普通平键联接(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校核。 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校核计算。

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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:

键联接5

F 2T σp = = ≤ [σp ] kl kld导向平键和滑键联接的强度条件为：

2T p= ≤ [ p] kld式中： k ≈

b l = L (单圆头平键) 2[σp]、[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180º布置。考虑到两个 键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。例题

h 2 l = L b (圆头平键) l =L (平头平键)

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§6-2 花键联接 Spline joints花键联接的特点 花键联接的类型 花键联接的强度计算

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一、花键联接的特点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。 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); 花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。 花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。花键联接 1

二、花键联接的类型花键联接按齿形不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类，且均已标 准化。详细说明

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三、花键联接强度计算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ψ,则花键联接的强度 校核式为：花键联接 2

2T ×103 ≤ σp 静联接： σp = ψzhldm 2T ×103 ≤ [ p] 动联接： p = ψzhldm上两式中:

[ ]

键的工作高度为：

D d h= 2C 2 渐开线花键 α=30°,h=m矩形花键

ψ = 0.7 ~ 0.8

α=45°,h=0.8m

[σp]、[p]为花键联接的许用挤压应力和许用压力

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销联接

§6-3 销联接 Pin joints销的功用 销的分类

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一、销的功用销联接 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。

销的功用包括：a)用于定位——定位销、 b)用于联接——联接销、 c)用作安全装置——安全销。

详细说明

二、销的分类根据销的结构形式有：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

详细说明

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§ 6-4 其它联接 Other joints型面联接 Shaped joints 过盈联接 Interference fit joints 焊接 Welded joints

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一、型面联接 Shaped joints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。 在家用机械、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。应 用较多的是带切口圆形和正六边形型面。更多介绍

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二、过盈联接

Interference fit joints过盈联接1

1、过盈联接的特点及

应用

过盈联接是利用被联件间的过盈配合直接把被联接件联接在一起。 过盈联接的优点：构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下能 可靠地工作。 主要缺点：装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。 过盈联接主要用于轴与毂、轮圈与轮芯、滚动轴承的装配联接。 2、过盈联接的工作原理及装配方法 装配后包容件和被包容件的径向变形使配合面间产生了很大的压力， 工作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。 当配合面为圆柱面时，可采用压入法或温差法(加热包容件或冷却被 包容件)装配。当其他条件相同时，用温差法能获得较高的摩擦力或力矩， 因为它不像压入法那样会擦伤配合表面。 过盈联接的承载能力取决于联接的摩擦力或力矩和联接中各零件的强 度。选择配合时，既要使联接具有足够的固持力以保证在载荷作用下不发 生相对滑动，又要注意到零件在装配应力下不致损坏。