销连接方案优化：某轮毂销连接设计方案分析

1.设计计算题及数据速查

题1：用6个直径为4mm的销作为联轴器连接用的安全销，销材料的许用切应力[τ]=260MPa，联轴器连接部分的宽度为B=40mm，如图2-31所示。已知传递的功率P=14kW，转速n=160r/min，销中心所在圆的直径D₀=120mm。

1）试根据表2-27圆柱销、不淬硬钢和奥氏体钢选择安全销的长度。

2）验算该安全销是否安全。

图2-31 销连接题1图

解：

1.选择安全销的长度

查表2-27圆柱销、不淬硬钢和奥氏体钢，根据销的直径为4mm，因此可能的长度为8～40mm；考虑到联轴器连接部分的宽度为B=40mm，因此选用30mm长的销（长度系列恰好有该长度），表示为：GB/T 119.14m6×30。

2.验算该安全销是否安全

1）求轴传递的转矩，即

2）确定安全销所需的直径，即

3）比较强度

题目给出已知销的直径为4mm，强度计算需要最小直径为3.37mm，因此强度足够，销不会被剪断。

题2：某轮毂用销连接：销GB/T 119.1—20008m6×50作为连接轴与套筒的连接件，采用的两种销连接方案，如图2-32所示：已知传递转矩T=150N·m。轴直径D=30mm，套筒外径D₁=46mm，试计算两种销连接方案中，销所受的应力各为多少？并进行分析比较。

解：

1）GB/T 119.1—20008m6×50表示公称直径d=8mm，公差为m6，公称长度为l=50mm，材料为钢，不经淬火、不经表面处理的圆柱销。

采用图2-32a方案时：

2）采用图2-32b方案时：

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3.方案比较

显然图2-32b方案较图2-32a方案中销所受到的应力要小，较为合理。

图2-32 销连接题2图

2.结构设计及数据速查

题1：如图2-33所示为45钢淬火的两个零件，需要放一个定位销，定位销孔的结构如图所示，两个零件的厚度如图，该结构是否合理？如不合理，请说明原因，并给出正确的结构，按GB/T 119.2—2000选出适当的销。

解：

图2-33所示为定位销孔的结构图，所示的结构是错误的，因为定位销孔与接合面不垂直不容易加工，销钉的位置不易保持精确，定位效果较差。

正确的结构是：如图2-34所示的结构，即：定位销应垂直于接合面，销钉的位置易保持精确，定位效果好，结构就比较合理。所以得出结论：定位销必须与接合面垂直。

查表2-6圆柱销不淬硬钢和奥氏体不锈钢：被连接件材料为淬火钢、厚度为30mm，因此选：销GB/T 119.28×30，即表示公称直径d=8mm，公差为m6，公称长度为l=30mm，材料为钢，普通淬火（A型）、表面氧化处理的圆柱销。

图2-33 结构设计及数据速查题1图

图2-34 结构设计及数据速查题1图解

题2：如图2-35a所示为两种不同材质的销钉孔结构设计，该设计是否合理？如不合理，请说明原因，给出正确的方案，并选择销钉。

解：

图2-35a所示的销钉孔的结构设计是错误的，原因是淬火零件淬火后硬度太高，销钉孔无法与铸铁配钻、铰，因此销钉孔必须配作，如图2-35b所示的结构。

正确的设计是：如果改成如图2-35b所示的结构，即：可以在淬火件上先作一个较大的孔（大于销钉直径），淬火后，在孔中装入由软钢制造的环形件A，此环与淬火钢件作过盈配合。再在件A孔中进行配钻、铰（装配时，件A的孔小于销钉直径），就比较合理了。所以得出结论：零件淬火后硬度太高，销钉孔不能配钻、铰。

查表2-27圆柱销不淬硬钢和奥氏体不锈钢：根据被连接件厚度为50mm、直径为10mm，因此选：销GB/T119.110×50，即表示公称直径d=10mm，公差为m6，公称长度为l=50mm，材料为钢，不经淬火、不经表面处理的圆柱销。

图2-35 结构设计及数据速查题2图