基于項目教學(xué)法的減速器中鍵聯(lián)接的選擇

莊園園李源昊于曉文.沈陽工學(xué)院機械與運載學(xué)院 .沈陽鼓風(fēng)機集團股份有限公司

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基于項目教學(xué)法的減速器中鍵聯(lián)接的選擇

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1.沈陽工學(xué)院機械與運載學(xué)院 2.沈陽鼓風(fēng)機集團股份有限公司

鍵聯(lián)接的選擇是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中較重要的內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)針對鍵聯(lián)接的內(nèi)容更偏重于理論教學(xué)，應(yīng)用性不強。因此，在后期進(jìn)行機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計時，學(xué)生們不知道如何確定鍵聯(lián)接的類型、尺寸和強度校核，部分學(xué)生是隨手畫的。針對這種現(xiàn)象，通過項目教學(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)。項目教學(xué)過程中，在進(jìn)行鍵聯(lián)接的選擇子項目時，按實際選擇過程設(shè)計步驟框圖，將每個步驟中涉及的知識點進(jìn)行重組。針對鍵聯(lián)接的選擇設(shè)置了5個模塊，各個模塊之間銜接緊密，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，將理論與實際結(jié)合，使教學(xué)效果有了一個質(zhì)的飛躍。關(guān)鍵字：鍵聯(lián)接的選擇 項目教學(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?；陧椖拷虒W(xué)法對《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程進(jìn)行教學(xué)改革與實踐的研究獲批為2015年校級教學(xué)改革研究項目。在進(jìn)行課程改革過程中，按照項目工作過程編制了八個子項目：減速器總體設(shè)計、V帶傳動設(shè)計、齒輪傳動設(shè)計、減速器箱體及螺紋聯(lián)接設(shè)計、減速器中鍵聯(lián)接的選擇、減速器中聯(lián)軸器的選擇、減速器中滾動軸承設(shè)計和減速器中軸的設(shè)計。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)接還可以實現(xiàn)軸向固定并傳遞軸向力。

下面具體敘述一下基于項目教學(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)知識點模塊

2.1模塊1 選擇鍵的類型

鍵聯(lián)接按裝配時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)接具有對中性較好、結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便等優(yōu)點。

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：用于動聯(lián)接。（3）滑鍵：用于動聯(lián)接。

半圓鍵：用于靜聯(lián)接。鍵的兩個側(cè)面為工作面。

楔鍵：鍵的上下兩個面為工作面。主要用于定心精度要求不高、低速的場合。

切向鍵：由一對斜度為1：100的楔鍵組成。鍵的上下兩個面為工作面。

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從國家標(biāo)準(zhǔn)中選取鍵的橫截面尺寸。

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

2.5模塊5 鍵聯(lián)接的強度校核

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

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)接是否滿足強度條件。

3　總結(jié)

采用項目教學(xué)法對鍵聯(lián)接進(jìn)行選擇，區(qū)別于原有的傳統(tǒng)知識體系。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，學(xué)生們可以清晰、全面地掌握鍵聯(lián)接選擇的過程，在項目實踐過程中學(xué)會如何將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中。

［1］于興芝，尚長沛.機械設(shè)計基礎(chǔ)［M］.中國人民大學(xué)出版社，2008： 212-216.

［2］李建功.機械設(shè)計［M］.機械工業(yè)出版社，2015： 97-102.作者簡介

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：機械設(shè)計及理論。