4-1 鍵的用途與種類 4-2 鍵的強度 4-3 銷的種類與用途

Presentation on theme: "4-1 鍵的用途與種類 4-2 鍵的強度 4-3 銷的種類與用途"— Presentation transcript:

1 4-1 鍵的用途與種類 4-2 鍵的強度 4-3 銷的種類與用途
第四章 鍵與銷 4-1 鍵的用途與種類 4-2 鍵的強度 4-3 銷的種類與用途

2 一、鍵的用途 鍵可將帶輪、齒輪、鏈輪、凸輪及其他機件結合 於軸上，使成一體而傳送動力。所以鍵是用來結 合機件以傳達動力。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 一、鍵的用途 鍵可將帶輪、齒輪、鏈輪、凸輪及其他機件結合 於軸上，使成一體而傳送動力。所以鍵是用來結 合機件以傳達動力。 固定螺釘只適合傳送小的動力；傳送較大的動力 且需要經常拆裝時，使用鍵來結合最為方便。

3 製造鍵的材料多用抗壓及抗剪強度較高的鋼。鍵 的一部分嵌入軸上之槽內，一部分則嵌於機件的 轂(hub)之凹槽中。如圖4-1所示，軸上之槽稱為
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 製造鍵的材料多用抗壓及抗剪強度較高的鋼。鍵 的一部分嵌入軸上之槽內，一部分則嵌於機件的 轂(hub)之凹槽中。如圖4-1所示，軸上之槽稱為 鍵座(key seat)，轂上之凹槽稱為鍵槽(key way)。 4-1

4 二、鍵的種類 1.方鍵(square key)方鍵為一般最常用的鍵。 如圖4-2所示，w＝h（w：斷面之寬度，
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 二、鍵的種類 1.方鍵(square key)方鍵為一般最常用的鍵。 如圖4-2所示，w＝h（w：斷面之寬度， h：斷面之厚度），其值約為1/4的軸徑。 一半嵌入軸內，另一半嵌入轂內， 方鍵適用於輕級與中級負載。

5 2.平鍵（flat key） 平鍵與方鍵類似，唯厚度較薄。如圖4-3所 示。當使用方鍵會造成軸的強度減弱時，可
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 2.平鍵（flat key） 平鍵與方鍵類似，唯厚度較薄。如圖4-3所 示。當使用方鍵會造成軸的強度減弱時，可 採用平鍵，平鍵只適用輕負載。平鍵與方鍵 之規格以寬度×高度×長度表示，方鍵及平 鍵之標準尺寸如表4-1所示。

6 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 方鍵與平鍵

7 3.斜鍵（taper key） 斜鍵是為了增加機件上之鍵槽與鍵配合的 緊密度，而做成傾斜的形狀。如圖4-4所示。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 3.斜鍵（taper key） 斜鍵是為了增加機件上之鍵槽與鍵配合的 緊密度，而做成傾斜的形狀。如圖4-4所示。 斜鍵的斜度，公制為每公尺傾斜1公分 (1：100)；英制則為每呎有1/8吋之斜度 (1：96)。斜鍵除了斜度外，其餘各部分 的尺寸與方鍵及平鍵相同。

8 4.帶頭斜鍵（gib-head taper key） 為了避免斜鍵因鎚擊過深而不易拆卸，可將 斜鍵較厚一端製成鉤頭的形狀，以利拆卸，
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 4.帶頭斜鍵（gib-head taper key） 為了避免斜鍵因鎚擊過深而不易拆卸，可將 斜鍵較厚一端製成鉤頭的形狀，以利拆卸， 稱為帶頭斜鍵或鉤頭斜鍵，如圖4-5所示。 帶頭斜鍵的各部分尺寸及適用軸的範圍列於 表4-2中。

9 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 帶頭鍵

10 5.圓鍵（round key） 圓鍵如圖4-6所示可分為直式與圓錐式兩種， 圓錐式其錐度為1：50。通常圓鍵大端直徑約
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 5.圓鍵（round key） 圓鍵如圖4-6所示可分為直式與圓錐式兩種， 圓錐式其錐度為1：50。通常圓鍵大端直徑約 為軸徑的1/4至1/5之間。小型的圓鍵多用於 固定換向曲柄、手輪及其他輕負載的機件上。

11 6.半圓鍵（woodruff key） 半圓鍵如圖4-7所示，又稱半月鍵或伍德氏鍵。 在汽車的錐度軸及機器軸常用到。此種鍵自動
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 6.半圓鍵（woodruff key） 半圓鍵如圖4-7所示，又稱半月鍵或伍德氏鍵。 在汽車的錐度軸及機器軸常用到。此種鍵自動 調心及快速定位。 半圓鍵之較佳比例為鍵寬約等於軸徑的1/4， 且鍵的半徑約等於軸之半徑。其規格表示法 如下： 4-7-1 4-7-2

12 半圓鍵 公制標註法：寬度×直徑。例如表4-3中5×22， 表示半圓鍵，寬度為5mm，直徑為22mm。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 半圓鍵 公制標註法：寬度×直徑。例如表4-3中5×22， 表示半圓鍵，寬度為5mm，直徑為22mm。 英制標註法：常以號碼表示。例如＃808半圓鍵 ，號碼的最後二位數08乘以1/8，其值表示鍵的 直徑，即08×1/8＝1吋。其餘數字乘以1/32表 示鍵寬，即8×1/32＝1/4吋。

13 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 公制半圓鍵

14 7.栓槽鍵（spline key） 栓槽鍵亦稱裂式鍵。在軸的本體上製成等周 節的鍵，配合機件的轂拉製成裂式鍵槽。如
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 7.栓槽鍵（spline key） 栓槽鍵亦稱裂式鍵。在軸的本體上製成等周 節的鍵，配合機件的轂拉製成裂式鍵槽。如 圖4-8所示。栓槽鍵能承受極大的扭力，依 形狀可分為方栓槽鍵及漸開線栓槽鍵兩種。 應用在汽車及重機械的主要傳動軸上。

15 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 栓槽鍵 4-8A 4-8B

16 8.鞍鍵（saddle key） 鞍鍵如圖4-9所示，是藉著摩擦力來傳送動 力，故只適合極輕負載之傳動。此種鍵的
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 8.鞍鍵（saddle key） 鞍鍵如圖4-9所示，是藉著摩擦力來傳送動 力，故只適合極輕負載之傳動。此種鍵的 頂端常做成1：100斜度之錐形，使其能得 到較大的徑向壓力。

17 9.滑鍵（slide key） 滑鍵如圖4-10所示，又稱活鍵(feather key)。 固定在軸上，用於傳動套裝在軸上的機件，
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 9.滑鍵（slide key） 滑鍵如圖4-10所示，又稱活鍵(feather key)。 固定在軸上，用於傳動套裝在軸上的機件， 使機件能作軸向滑動，用以傳達較大動力。 滑鍵通常利用沉頭固定螺釘固定。 4-10-1 4-10-2

18 10.斜角鍵（angular key） 斜角鍵如圖4-11所示。斜角鍵嵌於軸部分的 兩側製成斜面狀，以便軸朝向任一方向旋轉
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 10.斜角鍵（angular key） 斜角鍵如圖4-11所示。斜角鍵嵌於軸部分的 兩側製成斜面狀，以便軸朝向任一方向旋轉 時，均可使鍵之頂部與鍵槽確實緊配合，並 可減少發生扭轉的傾向。此種鍵可反轉180° 使用，即去角部分裝於輪轂中。

19 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 斜角鍵

20 11.路易氏鍵（Lewis key） 路易氏鍵如圖4-12所示，又稱為魯氏鍵或 切線鍵。此鍵是用兩個斜鍵相對組合而成
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 11.路易氏鍵（Lewis key） 路易氏鍵如圖4-12所示，又稱為魯氏鍵或 切線鍵。此鍵是用兩個斜鍵相對組合而成 。裝置時，鍵之對角線必須在剪力線上（ 軸的周緣上）。用一組鍵可單方向傳動。 如需傳送兩個方向之動力時，須裝二組鍵。

21 12.甘迺迪鍵（Kennedy key） 甘迺迪鍵如圖4-13所示，包括兩個方形斜 鍵，兩個方形斜鍵之對角線在軸中心相交
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的用途與種類 12.甘迺迪鍵（Kennedy key） 甘迺迪鍵如圖4-13所示，包括兩個方形斜 鍵，兩個方形斜鍵之對角線在軸中心相交 且成直角。用以傳送兩個方向之動力。

22 鍵的強度 鍵的強度可以鍵之最大剪應力及最大壓應力來表 示；或由可傳送之最大功率來表示。圖4-14所示
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 鍵的強度 鍵的強度可以鍵之最大剪應力及最大壓應力來表 示；或由可傳送之最大功率來表示。圖4-14所示 為鍵受力的情形。當軸轉動時，在鍵的垂直面上 (A及A對面)受到大小相等，方向相反的壓力F。 此二力因不在同一平面上，所以形成力偶，使鍵 產生迴轉的趨勢。如果鍵與軸配合良好，則在鍵 的水平面上(AS及AS對面)產生一力F’ 的相反力 偶，以阻止鍵的迴轉。壓力F可使鍵產生剪應力 及壓應力。

23 設：切於軸之壓力F；被傳動之扭轉力矩T；軸的半徑R 鍵的寬度w；鍵的厚度h；鍵的長度L；軸的直徑D 因 T＝F×D/2＝F×R 則
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 設：切於軸之壓力F；被傳動之扭轉力矩T；軸的半徑R 鍵的寬度w；鍵的厚度h；鍵的長度L；軸的直徑D 因 T＝F×D/2＝F×R 則

24 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 在AC＝1/2h×L面上的壓應力為 在AS＝w×L面上之剪應力為

25 由於壓應力與剪應力公式中之扭轉力矩(T) 相等，由公式(4-2)及(4-3)式得 則
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 由於壓應力與剪應力公式中之扭轉力矩(T) 相等，由公式(4-2)及(4-3)式得 則 若h＝w（方鍵），則由公式（4-4）可知SC＝2SS ，即方鍵所承受之壓應力為剪應力的兩倍。 鍵所傳送之功率大小，一般常以瓦特數或馬力 數來表示。

26 定義：1瓦特＝1牛頓-公尺/秒 W＝1 N-m/sec 1公制馬力＝75公斤-公尺/秒 1PS＝75kg-m/sec
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 設：W為傳動之瓦特數。 PS為傳動之公制馬力數。HP為傳動之 英制馬力數。 定義：1瓦特＝1牛頓-公尺/秒 W＝1 N-m/sec 1公制馬力＝75公斤-公尺/秒 1PS＝75kg-m/sec 1英制馬力＝550磅-呎/秒 1HP＝550lb-ft/sec 1HP＝550lb-ft/sec×4.45N/lb×0.305m/ft ＝746N-m/sec＝746W 作用力F；轉扭力矩T；軸的直徑D 軸每分鐘的迴轉數N（rpm）

27 (4-5)式中之單位：F：牛頓，D：公尺，T：牛頓-公尺。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 (4-5)式中之單位：F：牛頓，D：公尺，T：牛頓-公尺。 （4-6)式中之單位：F：公斤，D：公尺，T：公斤-公尺。

28 (4-7)式中之單位：F：磅，D：呎，T：磅-呎。 公式(4-5)、(4-6)及(4-7）)三者中T值的單位不一樣。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 (4-7)式中之單位：F：磅，D：呎，T：磅-呎。 公式(4-5)、(4-6)及(4-7）)三者中T值的單位不一樣。 【註】1kW（仟瓦）＝1.36PS＝1.34HP 1PS＝736W 1HP＝746W 1N/mm2＝1MPa＝106Pa N/m2＝1Pa 1N-m＝1000N-mm

29 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 例題(4-1)

30 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 例題(4-2)

31 1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 鍵的強度 例題(4-3)

32 銷用在輕負載的傳動。主要功用有接合、傳動 、定位等。 銷依用途不同，一般分為機器銷(machine pin)
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 銷用在輕負載的傳動。主要功用有接合、傳動 、定位等。 銷依用途不同，一般分為機器銷(machine pin) 、徑向鎖緊銷(radial-locking pin)、關節接 合銷(knuckle pin)、栓接頭銷(cotter joint pin)，及快釋銷(quick-release pin)五種。

33 一、機器銷 1.定位銷(dowel pin)：又稱直銷(straight pin)，如圖4-15所示。其用途為組合機件
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 一、機器銷 1.定位銷(dowel pin)：又稱直銷(straight pin)，如圖4-15所示。其用途為組合機件 之精密定位，或為活動機件之短軸。 4-15-1 4-15-2

34 2.錐形銷（taper pin）：如圖4-16所示， 又稱斜銷，其斜度為1：50。應用於負載 較小的工作場所。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 2.錐形銷（taper pin）：如圖4-16所示， 又稱斜銷，其斜度為1：50。應用於負載 較小的工作場所。

35 3.U形鉤銷（clevis pin）：如圖4-17所示。 主要的用途為連接叉形機件或軛機件，在 U形鉤銷尾端之徑向小孔中，可插入開口
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 3.U形鉤銷（clevis pin）：如圖4-17所示。 主要的用途為連接叉形機件或軛機件，在 U形鉤銷尾端之徑向小孔中，可插入開口 銷以固定之。

36 4.開口銷（cotter pin）：如圖4-18(a)所示。 開口銷用半圓之退火鋼或黃銅線製成。使 用時將開口銷插入孔內，並將銷端彎曲，
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 4.開口銷（cotter pin）：如圖4-18(a)所示。 開口銷用半圓之退火鋼或黃銅線製成。使 用時將開口銷插入孔內，並將銷端彎曲， 以防脫落。開口銷尾端形式很多，如圖(b) 所示。 4-18A

37 二、徑向鎖緊銷 適用於振動及衝擊負載的場所，容易裝設且 價格低廉。依其構造及使用性質的不同可分 為兩類：
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 二、徑向鎖緊銷 適用於振動及衝擊負載的場所，容易裝設且 價格低廉。依其構造及使用性質的不同可分 為兩類： 1.有槽直銷(grooved-straight pin)：如圖 4-19所示，依美國標準協會(ASA)可分為 六種。

38 B型多半用在絞鏈或連桿組（linkage）。 C型全長有槽，一端直徑略小，有引導入銷孔的作用。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 A型適用於一般用途。 B型多半用在絞鏈或連桿組（linkage）。 C型全長有槽，一端直徑略小，有引導入銷孔的作用。 D型一半有斜槽，大多用於盲孔（blind holes）。 E型在中間開槽可快速裝卸。 F型兩端皆有引導入銷孔的作用。

39 2.彈簧銷（spring pin）：如圖4-20所示。 彈簧銷由較具鋼性及彈性之材料製成，靠 著彈性使其保持在孔內有鎖緊作用。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 2.彈簧銷（spring pin）：如圖4-20所示。 彈簧銷由較具鋼性及彈性之材料製成，靠 著彈性使其保持在孔內有鎖緊作用。

40 三、關節接合銷 如圖4-21所示。當連接之機件需要一些可撓 性或角度變化時，可利用此種關節接合。 銷的種類與用途 1 概論 2 螺旋
3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 三、關節接合銷 如圖4-21所示。當連接之機件需要一些可撓 性或角度變化時，可利用此種關節接合。

41 四、栓接頭銷 如圖4-22所示，是利用銷之斷面剪應力來 傳達動力。銷上所受之剪力與其軸向垂直。 為了保持緊密配合，通常做成錐形。
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 四、栓接頭銷 如圖4-22所示，是利用銷之斷面剪應力來 傳達動力。銷上所受之剪力與其軸向垂直。 為了保持緊密配合，通常做成錐形。

42 五、快釋銷 如圖4-23所示，有四種頭部形狀。快釋銷 外露端頭部有一環，目的為便於拆卸。快 釋銷具有快速分離及快速連接歸定位之功
1 概論 2 螺旋 3 螺旋連接件 第四章 鍵與銷 銷的種類與用途 五、快釋銷 如圖4-23所示，有四種頭部形狀。快釋銷 外露端頭部有一環，目的為便於拆卸。快 釋銷具有快速分離及快速連接歸定位之功 用，常用於滅火器、手榴彈等。