第六章键、花键、无键联接和销联接。
一、选择题
6—1普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 c 。
a、沿轴向固定并传递轴向力b、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用
c、沿周向固定并传递周向力d、安装与拆卸方便。
6—2设计键联接时,键的截面尺寸b×h通常根据 d 按标准选择;键的长度通常根据。
c 按标准选择。
a、所传递转矩的大小 b、所传递功率的大小 c、轮毂的长度 d、轴的直径。
6—3 当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求两键 c 布置;使用两个半圆键时要求两键 a 布置;使用两个楔键时要求两键 b 布置;
a、在同一直线上 b、相隔90°~120° c、相隔180° d 、相隔120°~130°
6—4普通平键的承载能力通常取决于 c 。
a、键的剪切强度 b、键的弯曲强度 c、键联接工作表面挤压强度 d、轮毂的挤压强度。
6—5当轴作单向回转时,平键的工作面在 d ,楔键的工作面在键的 a 。
a、上、下两面 b、上表面或下表面 c、一侧面 d、两侧面。
6—6能构成紧联接的两种键是 c 。
a、楔键和半圆键 b、半圆键和切向键 c、楔键和切向键
6—7一般采用 b 加工b型普通平键的键槽。
a、指状铣刀 b、盘形铣刀c、插刀。
6—8平键联接能传递的最大转矩t,现要传递的转矩为1.5t时,则应 a 。
a、安装一对平键 b、键宽b增大到1.5倍 c、键长l增大到1.5倍。
6—9花键联接的主要缺点是 b 。
a、应力集中b、成本高c、对中性及导向性差。
6—10型面曲线为摆线或等距曲线的型面联接与平键联接相比较, d 不是型面联接的优点。
a、对中性好 b、轮毂孔的应力集中小 c、装拆方便 d、切削加工方便。
二、填空题
6—11按用途平键分为普通平键 、 薄型平键 、 导向平键 、 滑键 ;其中普通平键 、薄型平键用于静联接, 导向平键 、 滑键用于动联接。
6—12平键标记:键b20×80gb/t1096—1979中,b表示 b型(方头)键 ,20×80表示键宽20mm,键长(公称长度)80mm 。
6—13普通平键联接的主要失效形式是工作面压溃 ,导向平键联接的主要失效形式是工作面的过度磨损 。
6—14普通平键联接中,工作面是两侧面 ,依靠键与键槽侧面的挤压传递转矩,键的上表面和轮毂上键槽的底面之间应有间隙 ;楔键联接中,工作面是上下两面 ,依靠键的楔紧作用(摩擦力)传递转矩。
6—15普通平键联接不能承受轴向力。
6—16切向键联接中,单向传动采用一个切向键;双向传动采用两个切向键,在圆周上相隔 120°~130° 分布。
6—17矩形花键联接采用小径定心;渐开线花键联接采用齿形定心。
6—18花键联接中,小径定心比侧面定心精度高 。
三、分析与思考题
6—19薄形平键联接与普通平键联接相比,在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别?
答:薄形平键与普通平键的主要区别是,高度为普通平键的60%~70%,传递转矩的能力较低,常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合。
6—20按构造分普通平键有a、b、c三种型式,他们的使用特点各是什么?与之相配的轴槽是如何加工的?其工作长度和公称长度之间各有什么关系?
答:a型:轴槽由指状铣刀铣出,圆头键在键槽中固定牢固,键槽应力集中较大,圆头部两侧面不工作,工作长度与公称长度之间的关系:l=l-b。
b型:轴槽由盘状铣刀铣出,方头键在键槽中常用螺钉紧固,键槽应力集中较小,工作长度:l=l。
c型:轴槽由指状铣刀铣出,一头圆一头方用于轴端与毂类零件联接,安装方便。工作长度:l=l-b/2。
6—21半圆键联接与普通平键联接相比,有什么优缺点?它适用于什么场合?
答:轴槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出,键在槽中能绕几何中心摆动以适应轮毂中键槽的斜度。
优点:工艺性较好,装配方便 ,尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。
缺点:轴槽较深,对轴的强度削弱较大。
一般只用于轻载静联接中。
6—22为什么采用两个平键时,通常在轴的圆周上相隔180°位置布置;采用两个楔键时,常相隔90°~120°;而采用两个半圆键时,则布置在轴的同一母线上?
答:两平键相隔180°布置,对轴的削弱均匀,并且两键的挤压力对轴平衡,对轴不产生附加弯矩,受力状态好。
两楔键相隔90°~120°布置,若夹角过小,则对轴的局部削弱过大;若夹角过大,则两个楔键的总承载能力下降。当夹角为180° 时,两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载能力。因此,两个楔键间的夹角既不能过大,也不能过小。
两个半圆键布置在轴的同一母线上,半圆键在轴上的键槽较深,对轴的削弱较大,不宜将两个半圆键布置在轴的同一横截面上。
6—23在材料和载荷性质相同的情况下,动联接的许用压力比静联接的许用挤压力小,试说明原因。
答:因为动联接的失效形式为过度磨损,而磨损的速度快慢主要与压力有关。压力的大小首先应满足静强度条件,即小于许用挤压应力,然后,为了使动联接具有一定的使用寿命,特意将许用压力值定得较低。
若动联接的相对滑动表面经过淬火处理,其耐磨性得到很大的提高,可相应地提高其许用压力值。
6—24花键联接的主要失效形式是什么?如何进行强度计算?
答:静联接——工作面被压溃,按工作面上的挤压应力进行强度计算,动联接——工作面过度磨损,按工作面上的压力条件性地进行强度计算,6—25 销有哪几种类型?各用于何种场合?
销联接有哪些失效形式?
答:定位销:用于固定零件的相互位置,是组合加工和装配时的重要辅助零件。
联接销:传递不大的载荷。失效形式为剪断和压溃。
安全销:作安全装置中的过载剪断元件。
6—26一般联接用销、定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同?
答:联接销:根据联接的结构特点按经验或规范确定,必要时再按剪切和挤压强度条件校核计算。
定位销:通常不受或只受很小的载荷,故不作强度校核计算,其直径按结构确定,数目一般不少于两个。
安全销:直径应按过载时被剪断的条件确定。
四 、计算分析题
6—27图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间采用键连接。已知轴传递的转矩t=1000 n·m,齿轮的材料为锻钢,凸缘联轴器的材料为ht200,工作时有轻微冲击,联接处轴及轮毂尺寸如图所示。试选择键的类型和尺寸,并校核联接的强度。
解:1、联轴器处。
键的类型和尺寸。
选 a(或c)型普通平键,根据轴径d=70mm,查表6—1得键的截面尺寸为:b=20 mm,h=12 mm,根据轮毂的长度130mm,取键长l=110 mm ,键的标记:键20×110gb/t1096—1979
键c20×110gb/t1096—1979)
校核联接强度。
联轴器的材料为铸铁,查表6—2,取[p]=55mpa,k=0.5h=6 mm,l=l-b=90 mm(或l=l-b/2=100 mm)
满足强度条件。
2、齿轮处。
键的类型和尺寸。
选a型平键,根据轴径d=90mm,查表6—1得键的截面尺寸为:b=25mm,h=14 mm,根据轮毂的宽度90mm,取键长l=80 mm ,键的标记:键25×80gb/t1096—1979
校核联接强度。
齿轮和轴的材料均为钢,查表6—2,取[p]=110mpa, k=0.5h=7 mm,l=l-25=55 mm
6—28轴与轮毂分别采用b型普通平键联接和中系列矩形花键联接。已知轴的直径(花键的大径)d =102mm,轮毂宽度 l =150mm,轴和轮毂的材料均为碳钢,取许用挤压应力[p]=100mpa,试计算两种联接各允许传递的转矩。
解:1、b型普通平键联接。
键的尺寸。
b型普通平键联接,根据轴径d=102mm,查表6—1得键的截面尺寸为:b=28mm,h=16 mm,根据轮毂的宽度150mm,取键长l=125 mm ,键的标记:键b28×125gb/t1096—79
联接允许传递的转矩
2、花键联接。
键的尺寸
查手册,中系列矩形花键的尺寸为:z×d×d×b=10×92×102×14 , c=0.6 mm, =0.
75, l=150 mm,dm=(d+d)/2=(102+92) /2=97 mm , h=(d-d)/2-2 c =(102-92) /2-2×0.6 =3.8 mm
联接允许传递的转矩。
五 、结构设计与分析题。
6—29试指出下列途中的错误结构,并画出正确的结构图(在原图上改正)。
6—30已知图示的轴伸长度为72 mm,直径d=40 mm配合共查为h7/k6,采用a型普通平键联接。试确定图中各结构尺寸、尺寸公差、表面粗糙度和形位公差(一般键联接)
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