锥形轴配合键连接的设计计算与研究.pdfVIP

锥形轴配合键连接的设计计算与研究 口 帅荣标 中国船舶工业集 团公司 第 6354研究所 北京 100095 摘 要 ：锥形轴配合键连接在机械连接 中得到越来越广泛的应用 ，但现有的机械设计手册及高等教材 中均缺乏这种 连接 的实用计算方法。现用精确 的计算方法并结合实例对锥形轴配合键连接传递扭矩能力进行 了详细的推导和分析 ，并 导出了许用扭矩的实用计算公式。 关键词 ：锥形轴配合 键连接 接触 比压 许用扭矩 中图分类号：TH131．4 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2011)o5-oo53-03 锥 形 轴 配 合 键 连 接 实 际上 是 圆锥 面 过 盈 配 合 连 积 ，实际上这 部分 未接 触 面积很 小 ，可 以忽略 。锥轴 大 接 与 键 连接 的一 种组 合 形 式 ．因为 圆锥 面 过盈 配合 连 端直 径 d。和摩 擦锥 面 中径 d的关 系式 为 ： 接 具有 结 构 简-m 、承 载 能力 大 、承 受 冲击 载 荷 和 变 载 d=d1一Ltanot (1) 、荷 性 能好 、配 合 定 心精 度 高等 优 点 ，因此 圆锥 面 过 盈 配 合 连 接 在 许 多 精 密 机 械设 备 结 构 中得 到 越 来 越 广 泛 的应用 。为 了提高连 接 传递 扭 矩 能力及 可 靠 性 ，常 常 采 用 圆锥 形 轴 过盈 配合 连 接 加 平 键 这 样 组 合 的连 接 形式 ，如 图 1所示 。本 文笔 者进 行 了详 细 的推导 ，得 出 圆锥 形 轴 配合 加平 键 连 接 传 递 扭 矩 能 力 的计 算 公 式 。供 工程 技术 人员设计 时参 考 。 如 图 3所 示 ，取 摩 擦 锥 面上 微 单 元 长 度 ，其 微 圆面积 ds．则 为 ： 1 圆锥形轴配合连接传递扭矩能力与锥孔能 ds=Tr(d-Ltanot+2xtanoOdx rL fL 力的计算 s=J。ds=J。-rr(d一￡tan+tan) 圆锥 形 轴 连 接 是 通 过 锥 孔 与 锥 轴 配 合 面 间 的相 得 ：Js=,trLd (2) 互 作 用所 产 生 的静 摩 擦力 来传 递扭 矩 。 1．2 摩擦 锥 面接 触 比压 P 1．1 静 摩擦 接 触 面积 ．s 如 图 1所示 ，通 过拧 紧锥 轴前端 螺母 ，使 锥轴 在 弹 锥 轴 的具 体结 构 尺 寸如 图 2所 示 ．为 了便 于 推 导 性 范 围 内轴 向伸 长 ，产生 预紧 力 ，通 过锥 孔连 轴套 传给 和计 算 ，不考 虑 锥 孔 连 轴 套 上 键 槽 与锥 轴 未接 触 面 锥 轴 ，取锥 轴靠 近锥 孑L连 轴套 的微 块 为受力 分析 对象 收稿 日期 ：2010年 11月 (若取锥孔连轴套上微块为受力分析对 象 ，则情况相 机械制造49卷 第561期 2O11／5 反 )，如 图 4所示 。 1．3 锥 形轴 配合连 接传 递许 用扭 矩 [ 1]