莊園園李源昊于曉文.沈陽工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院 .沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司

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基于項(xiàng)目教學(xué)法的減速器中鍵聯(lián)接的選擇

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1.沈陽工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院 2.沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司

鍵聯(lián)接的選擇是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中較重要的內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)針對(duì)鍵聯(lián)接的內(nèi)容更偏重于理論教學(xué)，應(yīng)用性不強(qiáng)。因此，在后期進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生們不知道如何確定鍵聯(lián)接的類型、尺寸和強(qiáng)度校核，部分學(xué)生是隨手畫的。針對(duì)這種現(xiàn)象，通過項(xiàng)目教學(xué)方式改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，讓學(xué)生們有目的的帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)。項(xiàng)目教學(xué)過程中，在進(jìn)行鍵聯(lián)接的選擇子項(xiàng)目時(shí)，按實(shí)際選擇過程設(shè)計(jì)步驟框圖，將每個(gè)步驟中涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重組。針對(duì)鍵聯(lián)接的選擇設(shè)置了5個(gè)模塊，各個(gè)模塊之間銜接緊密，幫助學(xué)生們清楚地了解鍵聯(lián)接的選擇過程。在邊學(xué)邊的過程中，將理論與實(shí)際結(jié)合，使教學(xué)效果有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。關(guān)鍵字：鍵聯(lián)接的選擇 項(xiàng)目教學(xué) 教學(xué)改革 重組 模塊

在一批普通本科院校轉(zhuǎn)型的大潮中，如何進(jìn)行教學(xué)改革成了頭等大事。教學(xué)改革的核心是課程改革?；陧?xiàng)目教學(xué)法對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐的研究獲批為2015年校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目。在進(jìn)行課程改革過程中，按照項(xiàng)目工作過程編制了八個(gè)子項(xiàng)目：減速器總體設(shè)計(jì)、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、減速器箱體及螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)、減速器中鍵聯(lián)接的選擇、減速器中聯(lián)軸器的選擇、減速器中滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)和減速器中軸的設(shè)計(jì)。鍵聯(lián)接是應(yīng)用最廣泛的一種軸轂聯(lián)接，屬于可拆聯(lián)接，用于實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件（如帶輪、齒輪等）輪轂之間的周向固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的鍵聯(lián)接還可以實(shí)現(xiàn)軸向固定并傳遞軸向力。

下面具體敘述一下基于項(xiàng)目教學(xué)法的鍵聯(lián)接的選擇。

1　用框圖形式編制鍵聯(lián)接的選擇步驟

2　設(shè)置相關(guān)知識(shí)點(diǎn)模塊

2.1模塊1 選擇鍵的類型

鍵聯(lián)接按裝配時(shí)是否受力可以分為松鍵聯(lián)接（平鍵、半圓鍵）和緊鍵聯(lián)接（楔鍵、切向鍵）。

平鍵：鍵的兩個(gè)側(cè)面為工作面，靠鍵槽與鍵的側(cè)面擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。平鍵聯(lián)接具有對(duì)中性較好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。

分類：（1）普通平鍵：按照端部形狀分為圓頭（A型）、平頭（B型）和單圓頭（C型）。（2）導(dǎo)向平鍵：用于動(dòng)聯(lián)接。（3）滑鍵：用于動(dòng)聯(lián)接。

半圓鍵：用于靜聯(lián)接。鍵的兩個(gè)側(cè)面為工作面。

楔鍵：鍵的上下兩個(gè)面為工作面。主要用于定心精度要求不高、低速的場(chǎng)合。

切向鍵：由一對(duì)斜度為1：100的楔鍵組成。鍵的上下兩個(gè)面為工作面。

2.2模塊2 分析失效形式

（1）普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）→主要失效形式→平鍵、軸和輪轂這三者中較弱者（通常為輪轂）的工作面被壓潰。

（2）導(dǎo)向平鍵和滑鍵（動(dòng)聯(lián)接）→主要失效形式→工作面過度磨損。

2.3模塊3 選擇鍵的材料

（1）鍵聯(lián)接→主要失效形式→壓潰和磨損→鍵的材料要求：要有足夠的硬度→規(guī)定：鍵用抗拉強(qiáng)度≥600MPa的鋼制造（45鋼、Q275）。

（2）大批量生產(chǎn)→采用精拔中碳鋼。

（3）輪轂為非鐵金屬或非金屬材料→20、Q235等牌號(hào)的鋼。2.4 模塊4 確定鍵的尺寸鍵的主要尺寸包括截面尺寸（鍵寬b×鍵高h(yuǎn)）和長(zhǎng)度L。（1）橫截面尺寸（鍵寬b×鍵高h(yuǎn)）：根據(jù)鍵聯(lián)接所在軸段直徑d從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中選取鍵的橫截面尺寸。

（2）長(zhǎng)度L：根據(jù)輪轂寬度B確定鍵的長(zhǎng)度L，靜聯(lián)接取L=B-（5~10）mm，動(dòng)聯(lián)接需要計(jì)算移動(dòng)距離。鍵的長(zhǎng)度L應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的長(zhǎng)度系列。

2.5模塊5 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核

假定壓力沿鍵長(zhǎng)和鍵高方向均勻分布，可按工作面平均擠壓應(yīng)力或平均壓強(qiáng)進(jìn)行擠壓強(qiáng)度或耐磨性的校核。

應(yīng)注意：k——鍵與鍵槽的工作高度mm，一般取k≈h/2。

L——鍵的工作長(zhǎng)度mm（圓頭平鍵l=L ?b ；平頭平鍵l=L ；單圓

頭平鍵L b 2

l=?/）。

［］Pσ、［］

p可通過查表確定。

判斷鍵聯(lián)接是否滿足強(qiáng)度條件。

3　總結(jié)

采用項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)鍵聯(lián)接進(jìn)行選擇，區(qū)別于原有的傳統(tǒng)知識(shí)體系。采用框圖形式編寫鍵聯(lián)接的選擇過程，條理清楚，邏輯性較強(qiáng)，學(xué)生們可以清晰、全面地掌握鍵聯(lián)接選擇的過程，在項(xiàng)目實(shí)踐過程中學(xué)會(huì)如何將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中。

［1］于興芝，尚長(zhǎng)沛.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［M］.中國(guó)人民大學(xué)出版社，2008： 212-216.

［2］李建功.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2015： 97-102.作者簡(jiǎn)介

莊園園（通訊作者），1988年07月出生，女，漢族，沈陽工學(xué)院，教師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。