普通平键双键联结附加过盈配合

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 11:32

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某产品的EN标准中，对于过盈联结有不合理的排斥。

无标题.png

这样的话，下图这种可靠的过盈联结方式，就不得不增加键联结。

无标题.png

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 11:44

键联结以及花键联结，常常出现远远达不到期望可靠性的严重失效，其最主要的原因是松动问题！

换句话说，由于联结上天生存在间隙，因此在动载荷，尤其是正反向冲击载荷频繁的作用下，导致看起来很可靠的硬连接其实很容易失效。还有旋转不对中，也是键持续滑动的一大根源，这种持续滑动甚至会使得花键表面出现起瘤，进而导致其他形式的损坏。

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 11:49

Kisssoft中进行平键设计，可以采用双键来避免双向扭矩下的松动，至少可以大幅度减少这种松动。

双键的承载能力是按照1.5个键来考虑的，这点与国标相同。

值得注意的是，推荐的双键布置，成120度夹角，而3键则是不推荐的设计方案。

210703enymjd67m4zehdjp.png.thumb.jpg

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 11:54

而且，平键的设计计算中，可以考虑摩擦的作用，从而大幅度增加平键的承载能力。

也就是可以采用过盈配合，来进一步增加联结的承载能力。

键的强度计算.png

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 11:59

过盈联结的最主要优点，恰恰是其没有任何的松动，这在正反向冲击扭矩的工况中，是一个特别重要的安全保障。

当然，过盈联结也有一个高深的问题，那就是微滑现象。就是在扭矩作用下，局部结合面出现微滑动，这种微滑动如果是静态的，那就不要紧；可是多数情况下，扭矩是变动的，因此这种微滑动就会导致所谓的“微动磨损”，最终结果就是联结失效！

下面照片是花键在运转30天，每天24小时持续运转以后的情况，有严重的锈色！

微信图片_20211120130917.jpg

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 13:17

过盈联结中，微米、亚微米级别的微动都会导致磨损，并最终导致失效。更不用说平键、花键联结中几十、上百微米级别的反复磨损了。

因此、微动、晃动、滑动这些是导致机械失效的最重要根源之一！
这个结论显然在逻辑上是说得通的，正因为如此，提高表面硬度、提高表面光洁度、完善的润滑、高清洁度的环境，这些都是提高可靠性的有效措施。

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 13:19

由于带了键槽，所以过盈配合只能采用有限元来进行精确的分析计算。

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 13:23

径向位移

切向位移

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 13:24

径向应力

切向应力

zengxiaodong · 发表于 2021-11-20 13:31

为了简单起见，轴上建模时没有键槽，用的是一根圆轴。感觉有限元计算的结果偏大，也就是配合产生的压应力以及能够承受的极限扭矩都偏大。

轴表面压应力

轴表面径向位移

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