軸轂連結(jié)件

　　與輪轂相似，軸轂(shaft bossing)指與軸相連接的軸上零件，常見齒輪、帶輪等。軸轂定義較為寬泛，一般以“軸轂連接”較為常用。

　　軸和回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、凸輪、聯(lián)軸器等)輪轂的聯(lián)接稱為軸轂聯(lián)接。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)接的方式有鍵鏈接、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。

　　簡介

　　軸轂一般指為軸轂連接，軸轂連接的功能主要是實現(xiàn)軸與軸上零件(如齒輪、帶輪等)的周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩。軸轂連接的形式很多，如鍵連接、花鍵連接、銷連接等。

　　鍵連接

　　鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，鍵設(shè)計的主要內(nèi)容是：選擇鍵的類型;確定鍵的尺寸;必要時校核鍵連接的強度。 [2]

　　普通平鍵

　　普通平鍵用于靜連接，即軸與輪轂間無相對軸向位移的連接。如圖1所示。

　　(1)類型和特點

　　普通平鍵按端部形狀不同可分A型(圓頭)、B型(方頭)、C(單圓頭)三種。圓頭鍵的軸槽用指狀銑刀加工，軸槽兩端具有與鍵相同的形狀，故鍵在槽中固定良好，但槽對軸引起的應(yīng)力集中較大。方頭鍵的軸槽用盤形銑刀加工，軸的應(yīng)力集中較小，但需用緊定螺釘將其固定在鍵槽中。單圓頭鍵常用于軸端。

　　普通平鍵是靠側(cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩，側(cè)面是工作面，而鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙。普通平鍵結(jié)構(gòu)簡單、對中良好、裝拆方便、加工容易，故應(yīng)用廣泛，但它不能實現(xiàn)軸上零件的軸上固定。

　　(2)尺寸選擇

　　鍵的剖面尺寸(b×h)根據(jù)鍵槽所在軸段直徑d由標(biāo)準(zhǔn)選取;鍵長L一般略小于零件輪轂的長度，且須符合鍵長標(biāo)準(zhǔn)系列。

　　(3)強度驗算

　　如圖2所示為平鍵連接時的受力情況。在切向力Ft的作用下，鍵和鍵槽的兩側(cè)面受擠壓，鍵的a-a截面受剪切。因此，鍵連接的主要失效形式是較弱零件(通常是輪轂)的工作面被壓潰，其強度條件如下：

　　式中：σp——擠壓應(yīng)力，MPa;

　　T——軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·mm;

　　d——軸的直徑，mm;

　　h——鍵的高度，mm;

　　h'——鍵與輪轂的接觸高度，取h'≈h/2，mm;

　　——鍵的工作長度，mm，A型鍵：=L-b，B型鍵：=L，C型鍵：=L-b/2;

　　[σ]p——許用擠壓應(yīng)力MPa，見表1。

　　如果一個鍵不能滿足強度要求時，可采用兩個平鍵，兩鍵應(yīng)相隔180°布置。考慮到載荷分配不均，其強度按1.5個鍵計算。也可適當(dāng)增加鍵長，但鍵長一般不宜超過(1.6～1.8)d，否則載荷沿鍵長的分布嚴(yán)重不均。 [2]

　　導(dǎo)向鍵和滑鍵

　　導(dǎo)向鍵和滑鍵用于動連接，即軸與輪轂之間用有相對軸向移動的連接。導(dǎo)向鍵如圖3所示用螺釘固定在軸槽中，軸上零件能沿鍵作少量軸向滑移;為拆裝方便，設(shè)有起鍵螺孔。滑鍵如圖4所示固定在輪轂上，軸上零件帶著鍵作軸向移動;滑鍵用于軸上零件軸上移動量較大的場合。由于導(dǎo)向鍵和滑鍵連接是動連接，所以其主要失效形式是工作面的磨損，強度條件如下：

　　式中：p——壓強，MPa;

　　[p]——許用壓強，MPa，見表1。

　　半圓鍵

　　半圓鍵只用于靜聯(lián)接，與平鍵一樣也是以兩側(cè)面為工作面(圖5(a))。軸上鍵槽用與半圓鍵尺寸相同的銑刀銑出，半圓鍵可在槽中繞鍵的幾何中心擺動，以適應(yīng)于轂槽底面的斜度。

　　這種鍵聯(lián)接定心較好，裝配方便，但軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，主要用于載荷較小的連接及錐形軸端與輪轂的連接(圖5(b))。若強度不足需裝兩個半圓鍵時，兩鍵應(yīng)布置在軸的同一母線上，以免軸的強度削弱過大。 [2]

　　楔鍵和切向鍵

　　楔鍵和切向鍵用于靜連接。

　　楔鍵如圖6所示，上、下面是工作面，鍵的上表面和輪轂鍵槽底面的斜度均具有1：100的錐度。裝配后，鍵楔緊在軸轂之間。工作時，靠鍵、軸轂之間的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，并能承受單方向的軸向力，但定心精度不高，主要用于載荷平穩(wěn)和低速的場合。

　　切向鍵如圖7所示由兩個斜度為1：100的楔鍵組成，其上、下兩面(窄面)為工作面，其中之一的工作面通過軸心線的平面，使工作面上壓力沿軸的切向作用，能傳遞很大轉(zhuǎn)矩。當(dāng)傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，需用兩個切向鍵并分布成120°～130°。切向鍵主要用于軸徑大于100 mm、對中要求不嚴(yán)而載荷很大的重型機械中。