【每日學機械】第84期，今天我們聊聊在機械設(shè)計中，我們必須掌握的有關(guān)軸轂聯(lián)接的知識！軸轂聯(lián)接是軸轂與軸相連接的軸上零件，常見齒輪、帶輪等。聯(lián)接使回轉(zhuǎn)零件在軸上定位和固定，以便傳遞運動和動力。

軸轂聯(lián)接的方式有鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、成形聯(lián)接、脹套聯(lián)接、銷聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接、過盈聯(lián)接等，有些聯(lián)接方式僅用于軸轂聯(lián)接，有些聯(lián)接方式可兼作其它聯(lián)接。鍵和花鍵是最常見的軸轂聯(lián)接方式。

1、鍵聯(lián)接

鍵是一種標準件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與擺動零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運動和扭矩，楔鍵還可以起單向軸向固定零件。而導鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導向裝置。 根據(jù)鍵的結(jié)構(gòu)形式，鍵聯(lián)接可分為平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接等幾類。

1.1 平鍵聯(lián)接：平鍵的兩個側(cè)面是工作面并用于傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵上面與輪轂槽底之間留有間隙，為非工作面。主要尺寸是鍵長 L、鍵寬 b和鍵高 h。

▲普通平鍵聯(lián)接

平鍵端部形狀有圓頭（ A型）、平頭（ B型）和單圓頭（ C型）三種 ( 如下圖) ， C型鍵用于軸端。 A、 C型鍵的軸上鍵槽用端銑刀切制，對軸應(yīng)力集中較大， B型鍵的軸上鍵槽用盤銑刀銑出，軸上應(yīng)力集中較小。

1.2 半圓鍵聯(lián)接：它靠鍵的兩個側(cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩，故其工作面為兩側(cè)面。上鍵槽用尺寸與半圓鍵相同的圓盤銑刀加工，因而鍵在槽中能繞其幾何中心擺動，以適應(yīng)輪轂槽由于加工誤差所造成的斜度。

1.3 楔鍵聯(lián)接：鍵的上下兩表面是工作面，鍵的上表面和輪轂鍵槽底面均有1∶100的斜度，裝配后，鍵即楔緊在軸和輪轂的鍵槽里，工作表面產(chǎn)生很大預(yù)緊力。

1.4 切向鍵聯(lián)接：它由兩個普通楔鍵組成。其上下兩面（窄面）為工作面，其中之一面在通過軸心線的平面內(nèi)。工作面上的壓力沿軸的切線方向作用，能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120°～130°角的兩個鍵。用于載荷很大，對中要求不嚴的場合。由于鍵槽對軸削弱較大 ，常用于直徑大于100mm的軸上。如大型帶輪及飛輪，礦用大型絞車的卷筒及齒輪等與軸的聯(lián)接。

2、花鍵聯(lián)接

花鍵聯(lián)接由內(nèi)花鍵和外花鍵組成。內(nèi)、外花鍵均為多齒零件，在內(nèi)圓柱表面上的花鍵為內(nèi)花鍵，在外圓柱表面上的花鍵為外花鍵。顯然，花鍵聯(lián)接是平鍵聯(lián)接在數(shù)目上的發(fā)展。

與平鍵聯(lián)接比較，花鍵聯(lián)接在強度、工藝和使用方面有下列特點：

• 在軸上與轂孔上直接而均勻地制出較多的齒與槽，故聯(lián)接受力較為均勻；

• 因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸與轂的強度削弱較少；

• 齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷；

• 軸上零件與軸的對中性好，這對高速及精密機器很重要；

• 導向性好，這對動聯(lián)接很重要；

• 可用磨削的方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量；

• 制造工藝較復雜，有時需要專門設(shè)備，成本較高；

花鍵聯(lián)接按齒形的不同，可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類，這兩類花鍵均已標準化。

矩形花鍵的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。其特點是定心精度高，定心的穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理引起的變形。矩形花鍵聯(lián)接是應(yīng)用最為廣泛的花鍵聯(lián)接。 應(yīng)用廣泛。如航空發(fā)動機、汽車、燃氣輪機、機床、工程機械、拖拉機、農(nóng)業(yè)機械及一般機械傳動裝置等等。

漸開線花鍵的齒廓為漸開線，分度圓壓力角α有30°及45°兩種。齒頂高分別為0.5m和0.4m(m為模數(shù))。漸開線花鍵可以用制造齒輪的方法來加工，工藝性較好，易獲得較高的制造精度和互換性。

漸開線花鍵的定心方式為齒形定心。受載時齒上有徑向力，能起自動定心作用，有利于各齒受力均勻，強度高，壽命長。用于載荷較大，定心精度要求較高以及尺寸較大的聯(lián)接，如航空發(fā)動機、燃氣輪機、汽車等。壓力角45°的花鍵多用于輕載、小直徑和薄型零件的聯(lián)接。

3、銷聯(lián)接

銷聯(lián)接一般用來傳遞不大的載荷或作安全裝置；另一作用是起定位作用。常與帶孔螺栓和六角開槽螺母配對使用，把銷插入螺栓的孔與螺母的槽中，以防螺母松脫。銷按形狀分為圓柱銷、圓錐銷和異形銷三類。

4、無鍵聯(lián)接

凡是在軸轂聯(lián)接中不用鍵、花鍵或銷時的聯(lián)接，統(tǒng)稱為無鍵聯(lián)接。無鍵聯(lián)接中我們介紹兩個常用的型面聯(lián)接和過盈配合聯(lián)接。

型面聯(lián)接：是利用非圓剖面的軸與相應(yīng)形狀的零件的轂孔配合而構(gòu)成的聯(lián)接，作為機械傳動中的聯(lián)接方式，型面聯(lián)接相對于傳統(tǒng)的鍵聯(lián)接相比，具有聯(lián)接強度高，沒有應(yīng)力集中，可以傳遞大扭矩且效率高的同時也可以承受沖擊載荷，并且對于一些大型機械裝備來講其拆裝方便及維修便利。

過盈配合聯(lián)接：是靠兩被聯(lián)接件間的過盈配合構(gòu)成的聯(lián)接，常用于軸與帶轂零件的聯(lián)接。

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