基于项目教学法的减速器中键联接的选择

庄园园李源昊于晓文.沈阳工学院机械与运载学院 .沈阳鼓风机集团股份有限公司



基于项目教学法的减速器中键联接的选择

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1.沈阳工学院机械与运载学院 2.沈阳鼓风机集团股份有限公司

键联接的选择是机械设计基础课程中较重要的内容。传统教学针对键联接的内容更偏重于理论教学，应用性不强。因此，在后期进行机械设计基础课程设计时，学生们不知道如何确定键联接的类型、尺寸和强度校核，部分学生是随手画的。针对这种现象，通过项目教学方式改变传统教学模式，让学生们有目的的带着任务去学习。项目教学过程中，在进行键联接的选择子项目时，按实际选择过程设计步骤框图，将每个步骤中涉及的知识点进行重组。针对键联接的选择设置了5个模块，各个模块之间衔接紧密，帮助学生们清楚地了解键联接的选择过程。在边学边的过程中，将理论与实际结合，使教学效果有了一个质的飞跃。关键字：键联接的选择 项目教学 教学改革 重组 模块

在一批普通本科院校转型的大潮中，如何进行教学改革成了头等大事。教学改革的核心是课程改革。基于项目教学法对《机械设计基础》课程进行教学改革与实践的研究获批为2015年校级教学改革研究项目。在进行课程改革过程中，按照项目工作过程编制了八个子项目：减速器总体设计、V带传动设计、齿轮传动设计、减速器箱体及螺纹联接设计、减速器中键联接的选择、减速器中联轴器的选择、减速器中滚动轴承设计和减速器中轴的设计。键联接是应用最广泛的一种轴毂联接，属于可拆联接，用于实现轴与轴上零件（如带轮、齿轮等）轮毂之间的周向固定，以传递转矩，有的键联接还可以实现轴向固定并传递轴向力。

下面具体叙述一下基于项目教学法的键联接的选择。

1　用框图形式编制键联接的选择步骤

2　设置相关知识点模块

2.1模块1 选择键的类型

键联接按装配时是否受力可以分为松键联接（平键、半圆键）和紧键联接（楔键、切向键）。

平键：键的两个侧面为工作面，靠键槽与键的侧面挤压来传递转矩。平键联接具有对中性较好、结构简单、装拆方便等优点。

分类：（1）普通平键：按照端部形状分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）。（2）导向平键：用于动联接。（3）滑键：用于动联接。

半圆键：用于静联接。键的两个侧面为工作面。

楔键：键的上下两个面为工作面。主要用于定心精度要求不高、低速的场合。

切向键：由一对斜度为1：100的楔键组成。键的上下两个面为工作面。

2.2模块2 分析失效形式

（1）普通平键联接（静联接）→主要失效形式→平键、轴和轮毂这三者中较弱者（通常为轮毂）的工作面被压溃。

（2）导向平键和滑键（动联接）→主要失效形式→工作面过度磨损。

2.3模块3 选择键的材料

（1）键联接→主要失效形式→压溃和磨损→键的材料要求：要有足够的硬度→规定：键用抗拉强度≥600MPa的钢制造（45钢、Q275）。

（2）大批量生产→采用精拔中碳钢。

（3）轮毂为非铁金属或非金属材料→20、Q235等牌号的钢。2.4 模块4 确定键的尺寸键的主要尺寸包括截面尺寸（键宽b×键高h）和长度L。（1）横截面尺寸（键宽b×键高h）：根据键联接所在轴段直径d从国家标准中选取键的横截面尺寸。

（2）长度L：根据轮毂宽度B确定键的长度L，静联接取L=B-（5~10）mm，动联接需要计算移动距离。键的长度L应符合标准中规定的长度系列。

2.5模块5 键联接的强度校核

假定压力沿键长和键高方向均匀分布，可按工作面平均挤压应力或平均压强进行挤压强度或耐磨性的校核。

应注意：k——键与键槽的工作高度mm，一般取k≈h/2。

L——键的工作长度mm（圆头平键l=L −b ；平头平键l=L ；单圆

头平键L b 2

l=−/）。

［］Pσ、［］

p可通过查表确定。

判断键联接是否满足强度条件。

3　总结

采用项目教学法对键联接进行选择，区别于原有的传统知识体系。采用框图形式编写键联接的选择过程，条理清楚，逻辑性较强，学生们可以清晰、全面地掌握键联接选择的过程，在项目实践过程中学会如何将所学的知识应用到实际中。

［1］于兴芝，尚长沛.机械设计基础［M］.中国人民大学出版社，2008： 212-216.

［2］李建功.机械设计［M］.机械工业出版社，2015： 97-102.作者简介

庄园园（通讯作者），1988年07月出生，女，汉族，沈阳工学院，教师，研究方向：机械设计及理论。