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键和花键连接

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第四章 键和花键联接

第四章 键和花键联接

第四章键和花键联接§4-1 键联接轴毂联接：轴与轮状零件的轮毂的联接。

L---键的公称长度，mm。

b---键宽，mm。

[]σ---许用挤压应力，MPa，表（6-1）。

p计算后若发现键的余量很大，可减小L或选较小尺寸的键。

若发现强度不足：若轮毂可加长，增加L ；若允许键的尺寸加大，增大键的尺寸；并非增大L---增大传力，由于误差，当d l 25.2≥时，再增大L ，并不能增大承载能力。

()d l 8.1~6.1max ≤若用单键不足，可用双键180布置或三键120布置。

这样布置，制造方便，对受力有利，对中性好。

计算时，二键、三键因受力不均，每键只75%承受载荷。

平键联接标注示例：A 型，b=16mm,h=10mm,L=100mm 键16*100 GB1096—79B 型 键B 16*100 GB1096—79C 型 键C 16*100 GB1096—79 （2） 薄型平键薄型平键与普通平键的区别是：键高是普通平键的60~70%，也分A 、B 、C 型，但传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。

当被联接零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时，须用导向平键或滑键组成动联接。

（3） 导向平键导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上传动零件可沿键作轴向滑移。

若零件滑移距离较大时，所需导向平键长度过大，制造困难，宜用滑键。

型号：A 、B 型，适用与移动距离不大的场合。

（4） 滑键轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，所以键在键槽中能绕其几何中心摆的配合，只适用与对中性要求不高，低速、轻载、载荷平稳的场合。

为便于拆卸，楔键最好用于轴端。

若用于轴中部又不能先装键时，轴上键槽至少应为2L。

钩头楔键拆卸较方便，但注意加安全罩。

失效：相互楔紧的工作面被压溃。

所以应校核各工作面的抗挤压强度。

强度计算：()[]MPa fd b bl T p p σσ≤+=610*123§4-2 花键联接花键联接由外花键和内花键组成。

键和花键联接

键和花键联接
时易松脱，
应用——由于故楔键联接仅适用于定心要求不高、载荷平稳的低速场合。
切向键联接
工作面
120°
1∶100
切向键安装
a）单向传动
b）双向传动
工作原理——切向键由两个具有1：100斜度的楔键组成，装配时，两键
以其斜面相互贴合，键分别从轮毂两端打入，使之楔紧。两键合并后，
上下两面平行为工作面，故轴和轮毂键槽并无斜度。依靠工作面上的挤压力 和轴与轮毂间的摩擦力传递转矩T。 注意：一个切向键只能单向传动，若需双向传动时，必须用两个互成
即： p p
对于动联接(导向平键联接） ：进行较弱零件工作面耐磨性计算。
即：
p p
3．平键联接的强度校核计算
普通平键联接工作面挤压强度条件： p
F lk
2T dlk
4T dhl
p
导向平键联接工作面耐磨性条件： p F 2T 4T p
lk dlk dhl
式中：σp、[σp]——联接工作表面挤压应力，许用挤压应力，MPa
滑键——用于动联接，轴上铣出较长的键槽，滑键固定在轮毂上，
轴上零件带动键在轴上键槽中作轴向滑移。用于轴上零件轴向位移量较 大的场合。
二）键的选择
1. 键的类型选择——键的类型应根据联接的结构特点，使用要求和工 作条件来选择。
2. 键的尺寸选择
b
h
键宽b 根据被联接处的轴径d按标准选择。
键高h
L
普通平键——根据被联接处轮毂
两个平键组成的联接
三个平键组合的联接
§5—2 花键联接
花键联接是由周向均布多个键齿的轴与带有相应键齿槽轮毂 孔配合而成的可拆联接。
花键轴(外花键)
轮毂(内花键)

键与花键联结的公差与配合

键与花键联结的公差与配合
各键对轴线旳对称度误差、以及各键对轴线旳平行度误差 等。
在大批量生产条件下，一般用花键综合量规检验。所 以，位置度公差遵守最大实体要求。
二、花键联结旳互换性
3. 矩形花键形位公差 键与键槽旳对称度公差遵守独立原则 在单件、少许生产条件下，或当产品试制时，没有综
合量规，这时，为了控制花键形位误差，一般在图样上分 别要求花键旳对称度和等分度公差。
二、花键联结旳互换性
5. 花键旳测量 综合检测 对于大批量生产，先用花键位置量规（塞规或环规）
同步检验花键旳小径、大径、键宽及大、小径旳同轴度误 差、各键（键槽）旳位置度误差等。若位置量规能自由经 过，阐明花键是合格旳。
用位置量规检验合格后，再用单项止端塞规或一般计 量器具检验其小径、大径及键槽宽旳实际尺寸是否超越其 最小实体尺寸。
二、花键联结旳互换性
4. 矩形花键表面粗糙度
二、花键联结旳互换性
5.矩形花键旳标注
国家原则规定，图样上矩形花键旳配合代号和尺寸公差带代号应按花键规格所规定旳顺 序标注。
件数N×小径d×大径D×键宽B以及基本尺寸旳公差带代号
例：矩形花键数N为10，小径d为72H7/f7, 大径 D78H10/a11,键宽B为12H11/d10旳标识为：
二、花键联结旳互换性
1.概述
花键
内花键 外花键
主要优点：定心和导向精度高，承载能力强。 作用：可用作固定联结，也可作滑动联结。
矩形花键 花键截面形状 渐开线花键
三角形花键
二、花键联结旳互换性
1.概述
矩形花键旳主要参数
国家原则GB/T 1144-2001规定了矩形花键旳基本尺寸大径D、小径d、键宽和键槽宽B
二、花键联结旳互换性
1.概述

键花键联接

键花键联接

平键联接
标记示例
圆头普通平键(A型)，b=16、h=10、L=100的 标记为： 键16×100 GB 1096—79
平头普通平键(B型)，b=16、h=10、L=100的 标记为： 键B16×100 GB 1096—79
单圆头普通平键(C型)，B=16、H=10、L=100 标记为：键C16×100 GB 1096—79
楔键分为普通楔键和钩头楔键两种。 钩头楔键的钩头是为了拆键用的。
普通楔键（圆头） （方头）
钩头楔键
此外，在重型机械中常采用切向键联接。 切向键是由一对楔键组成，装配时将两键楔 紧。键的窄面是工作面，工作面上的压力沿 轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。当 双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成 1200~1300。
标记示例
2．半圆键联接
半圆键也是以两侧面为工作面。 特点：它与平键一样具半有圆键定联心接较好的优点。半圆 键能在轴槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便。它 的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。 锥形轴端采用半圆键联接在工艺上较为方便.
3．楔键联接和切向键联接
楔键的上下面是工作面，键的上表面有1:100的 斜度，轮毂键槽的底面也有1:100的斜度，把楔键 打入轴和毂槽内时，其工作面上产生很大的预紧力 Fn。 数工)传作递时转，矩主T要，靠并摩能擦承力受f单Fn方(f向为的接轴触向面力间。的摩擦系
1:100斜面
材料
键的材料采用强度极限σB不小于600MPa 的碳素钢，通常用45钢。当轮毂用非铁金 属或非金属材料时，键可用20或Q235钢。
选择
键的截面尺寸应按轴径d从键的标准中 查取；键的长度L可参照轮毂长度从标准 中选取。必要时应进行强度校核。
失效形式

机械设计课件-键-花键联接

机械设计课件-键-花键联接

§6-4 销联接
§6-4
销联接
按作用分：定位销、联接销、安全销 ① 圆柱销， 起定位作用， 靠过盈配合固 定。经常拆卸 会降低定位精 度和可靠性。
Hale Waihona Puke ②圆锥销， 起定位作用。 常用于锥度 1:50．装配方 便，定位精度 高，多次拆卸 不会影响定位 精度。当大端 有螺纹时,用 于拆卸销。
安全装置中的过载元件
第六章键、花键、无键联接和 销联接
第六章键、花键、无键联接和销联接 （可拆联接）
§ 6-1键联接
键连接：用于轴与毂联接，传递转矩MT， 起周向定位作用，是一种标准件。
一、键连接的分类及其结构形式 1、类型 键
平键
半圆键
楔键
切向键
普 通 平 键
导 向 平 键
滑 键
普 通 楔 键
钩 头 楔 键
单 向
双 向
p
,表6-1 （轮毂材料）
强度不够时，用双键且对称布置，以1．5个键重校核
2.导向平键和滑键 （1）失效形式：工作面过度磨损 （2）计算准则：按压力进行 条件性计算
2T 10 p p kld
3
许用挤压应力
p ,表6-1
注：其他键联接按强度计算参看教材
§ 6-2 花键联接
1.失效形式:
{
静联接：工作面被压溃 动联接：工作面过度磨损
2.强度条件：
静联接：
p
2T 10 p zhldm
3 3
动联接：
2T 10 p p zhldm
载荷分配不均系数=0.7～0.8齿数多时取小值
工作高度
Dd h 2C 2
C为倒角尺寸
渐开线花键：

6 第六章 键和花键连接解析

6 第六章 键和花键连接解析
工作面
采用双键时，不能相隔180°,应位于轴的同一母线上。
3、楔键联接
1： 100
工作面
方头楔键 钩头楔键 普通楔键：上、下面为工作表面，有 1 ：100斜度（侧面有 间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并 可传递小部分单向轴向力 特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差， 力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下 易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应 比键长2倍才能装入。且要罩安全罩
2000 T 动联接（耐磨性条件）： P = ≤ [P] ψzhldm
（表6-3）
T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm）dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm） [σ p ]：许用挤压应力，查表 [p]：许用压力，查表。
§6—3 无键联接
普通平键的主要尺寸 （表6-1）
失效形式：压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者） 磨损（动联接） 键的剪断（较少） 1、平键联接的强度校核 a)
N 1000 T / 挤压强度条件为：σP = = kl kl
d
2
=
2000 T
kld
≤ [ σ ]P
允许传递的扭矩： T =
1 kld[ σ ] P 2
3、定心方式： 矩形——内径定心； 渐开线——齿面定心； 其它 定心 方式
4、渐开线花键特性： （1）齿对称布置，受载均匀； （5）可用于“动”、“静”；
（2）齿浅，应力集中↓；
（3）承载↑； （4）定心好；
（6）渐开线较矩形根部↑，承
载↑， 定心精度高，宜用于载
荷大、尺寸大场合。
三角形花键——齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。 适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件 的联接，应用较少

6章-键花键连接

6章-键花键连接

作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。 按用途分
类 型 按形状分 联接销：用来实现两零件之间的 联接，可用来传递不大的载荷。 其类型可根据工作要求选定，其 尺寸可根据联接的结构特点按经 验或规范确定。必要时再按剪切 和挤压强度条件进行校核计算。
§6－4 销联接
定位销 联接销 安全销
潘存云教授研制
静联接[σp ] 动联接[p ] (空载下移动) 动联接[p ] (在载荷下移动)
不良 中等 良好 不良 中等 良好
15~20 20~30 25~40 ----------
25~35 30~60 40~70 3~10 3~15 10~20
§6－3
无键联接
一、型面联接（成型连接） 型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与 相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆联接， 它是无键联接的一种型式。 由于型面联接要用到 非圆形孔，以前因其加工 困难，限制了型面联接的 应用。
胀紧联接是在轴与毂孔之间 装配一个或几个胀紧联接套， 在轴向力的作用下，同时胀紧 轴与毂产生压紧力，靠摩擦力 传递转矩和轴向力的一种静联 接。 结构类型：Z1型胀套、Z2型胀套
潘存云教授研制
潘存云教授研制
1) Z1型胀套
潘存云教授研制 潘存云教授研制
两个胀紧套 一个胀紧套
2) Z2型胀套
Z1型胀套中，与轴或毂孔贴合的套筒均有纵向 间隙，以利于变形和胀紧。拧紧联接螺钉，便 可以将轴和毂长进。
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。 按用途分
类 型 按形状分
安全销：作为安全装置中的过载剪 切元件。安全销在过载时被剪断， 因此，销的直径应按剪切条件确定。 为了确保安全销被剪断而不提前发 生挤压破坏，通常可在安全销上加 一个销套。

第6章键、花键联接

第6章键、花键联接
杜永平 键和花键联接
2、分类（按齿形划分） 、分类（按齿形划分） 矩形花键(parallel-sided spline) ① 矩形花键 渐开线花键（ ② 渐开线花键（involute spline） ） 定心精度高 定心稳定性好 工艺性好 工 三角形花键(triangular spline) 艺性好 ③ 三角形花键 齿根强度低 制造精度高 齿数多 应力集中较大 根部强度大 对轴强度削弱小 适用于轻载或薄壁零件 应力集中较小 易于对中
杜永平 键和花键联接
6、胀大量和缩小量 、 包容件外径的胀大量： 包容件外径的胀大量：
2
∆ d 2 max
2 p max d 2 d = 2 2 E 2 (d 2 − d )
2
被包容件内径的缩小量： 被包容件内径的缩小量：
∆d1min
杜永平
2 pmax d1d = 2 2 E1 ( d − d1 )
d +d C1 = 2 − µ1 d −d
2 2 1 2 1
2 d2 + d 2 C2 = 2 − µ2 2 d2 − d
d1、d2—被包容件的内径和包容件的外径 被包容件的内径和包容件的外径 µ1、µ2—被包容件和包容件的波桑比 被包容件和包容件的波桑比
杜永平 键和花键联接
压入法装配 δmin=∆min+2u =∆min+0.8（Rz1+Rz2） （ 2u——配合面被擦去部分的高度之 配合面被擦去部分的高度之 和，µm Rz1 、 Rz2——配合表面微观不平度 配合表面微观不平度 的十点高度， 的十点高度，µm
键和花键联接
Hale Waihona Puke l——键的工作长度 键的工作长度 d——轴的直径 轴的直径 [σp]——最弱零件的许用挤压应力，查表 最弱零件的许用挤压应力， 最弱零件的许用挤压应力 p——最弱零件的许用压力，查表。 最弱零件的许用压力， 最弱零件的许用压力 查表。

键花键联接

键花键联接

开口销
销孔的加工
No Image
4T [ ] 1:100斜面
材料
键的材料采用强度极限σB不小于600MPa 的碳素钢，通常用45钢。当轮毂用非铁金 属或非金属材料时，键可用20或Q235钢。
选择
键的截面尺寸应按轴径d从键的标准中 查取；键的长度L可参照轮毂长度从标准 中选取。必要时应进行强度校核。
失效形式
平键联接的主要失效形式是工作面的 压溃和磨损(对于动联接)。除非有严重过 载，一般不会出现键的剪断。
花键联接
轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接称为花 键联接。齿的侧面是工作面。
特点：由于是多齿传递载荷，所以花键联接比平键联 接具有承载能力高，对轴削弱程度小(齿浅、应力集中 小)，定心好和导向性能好等优点。
应用：它适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移 的联接。
分类
花键联接可以做成静联接，也可以做成动 联接，一般只验算挤压强度和耐磨性。
方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。 单圆头键常用于轴端。
A型
B型
C型
普通平键
A型
B型
C型
导向平键
导向平键较长，用螺钉固定在轴槽中，为 便于装拆，在键上制出起键螺纹孔。
其实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。 如变速箱的滑移齿轮采用导向平键。
键联接设计内容 (1)选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求 (2)尺寸选择：按轴径d选键的截面尺寸b×h(查标准) (3)键长选择：L=轮毂长-（5～10）mm（查标准） (4)强度校核：
Dd
分类
矩形花键，可查得大径D、小径d、键宽 B(以上单位为mm)和齿数z，设各齿压力的 合力作用在平均半径rm处，载荷不均匀系数K ＝0.7～0.8，则联接所能传递的扭矩：

第六章 键 花键 无键和销连接

第六章 键 花键 无键和销连接

圆柱销
圆锥销
内螺纹圆锥销
槽 销
开尾圆锥销
销轴和开口销
详细说明
销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢）。
式中：
k ≈ h/2
； l：为键的接触长度。
键连接6
键 联 接
l = L −b
圆头平键： 平头平键：
l=L b 单圆头平键： l = L − 2
[σp]、[p]：为许用挤压应力和许用压力。
（见表6－2） 注：当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180º布置。考 虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。
强度不够措施：1）双键，180°布置（按1.5个键计 算），三键120°布置 2）增大轴径d↑ 3) 增长L↑，但轮毂长↑受力不利 4）改用花键 一般L=（1.6~1.8）d≤2d↑
例题
花键连接1
§6-2 花键连接
一、花键连接的特点 花键连接由具有纵向键齿的外花键（花键轴）和内花键（花键 孔）组成。键齿侧面是工作面。可用于静连接，也可用于动连接。
特点：承载能力高，对中性和导向性好，对轴的削弱小。 但结构复杂，成本较高。 一般用于定心精度要求高、载荷较大的场合。
花键连接 矩形花键： 渐开线花键
花键连接，可通过磨削获得高精度。 分为：轻、中两个系列。 有：大径、小径和齿宽三种定心方式。 国家标准采用小径定心（定心精度高）。 渐开线花键：强度高，承载能力大，寿命长； 工艺性好，加工精度高； 齿形定心，有自动定心作用。
键连接2
键 联 接
用于静连接，应用极为广泛。 普通平键： 分为A型、B型、C型。
平键
导向平键 滑键
（见图6－2）
（见图6－1）
导向平键固定在轴上的键槽中，用于移动量不大的场合。 滑键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴上的键槽中移动，用于移 动量较大的场合。 2．半圆键连接 ． 键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴 上的键槽中摆动，以适应轮毂上键槽的斜度。 特点：安装方便。但对轴的削弱较大。 常用于锥形轴端与轮毂的连接。

第六章键连接和花键连接选用

第六章键连接和花键连接选用

3.螺钉联接 4.紧定螺钉联接
图6-13 双头螺柱联接 拧入深度H，当螺孔材料为：
钢或青铜H≈ 铸铁H=(1.25~1.5) 铝合金H=(2~2.5) =(0.3~0.5)d =(0.7~1.2)d
A.tif
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
一、键联接的类型、特点和应用
2.半圆键联接
图6-2 导向平键和滑键联接 a)导向平键联接 b)滑键联接
第六章键连接和花键连接选用
一、键联接的类型、特点和应用
3.楔键联接和切向键联接
图6-3 半圆键联接 a)结构图 b)应用场合
第六章键连接和花键连接选用
一、键联接的类型、特点和应用
图6-4 楔键联接
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
(8)牙型斜角β 轴向剖面内，螺纹牙型两侧边与螺纹轴线的垂线间的夹 角。 (9)螺纹接触高度h 内、外螺纹相互旋合后，螺纹接触面的径向距离。
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
表6-4 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸
第六章键连接和花键连接选用 Nhomakorabea一、螺纹的形成及主要参数
表6-4 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
表6-5 螺纹联接件的结构特点及应用
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
表6-5 螺纹联接件的结构特点及应用
第六章键连接和花键连接选用
第六章键连接和花键连接选用
二、平键联接的选择和计算
图6-6 平键联接的压溃计算
第六章键连接和花键连接选用

键连接和花键连接

键连接和花键连接

（4）导向性好, （5）精度高 （6）承载能力高
缺点：（1）根部应力集中大,（2）成本高
加工
{ 轴： 滚、铣
孔： 拉、插
2、应用：动连接或静连接
3、类型：矩形花键、渐开线花键
4、工作面：侧面
（1）矩形花键 容易制造，应用广泛。
（2）渐开线花键： 强度高，寿命长
（二）花键连接强度计算 1.失效形式 静联接： 被压溃
切向键连接
切向键由两个具有1∶100斜度的楔键并合而成。装 配时将两键楔紧，上下两工作面平行，工作面上的压力 沿轴 的切线方向，能传递很大扭矩，多用于对对中性要 求不高的重型机械。
当传递双向扭矩时，需使 用两个切向键并相隔1200~1300 布置。
二、平键的尺寸选择和强度校核
1、平键的尺寸选择
宽×高×长：b×h×L （1）按轴径 d 查手册确定键宽 b 和键高 h
p 4T p MPa
dhl
（10-27）
许用挤压应力 p , 见表10-10
若强度不够时，可采用两个平键，相隔 1800布置。考虑 到载荷分布的不均匀性，强度校核按1.5个键计算。
三、花键连接
由轴和轮毂孔沿周向均布的多个键齿构成的连 接称为花键连接。
（一）、类型、特点及应用 1.特点：与键连接比较 优点：（1）受力均匀 （2）对轴削弱小 （3）对中性好
3. 安全销:
二、材料 一般：35，45
键连接设计与计算分析：
图示为在直径d = 80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱 齿轮，轮毂长 L = 1.5d，传递 扭矩T=1000Nm, 工作时有轻 微冲击，试确定平键的连接 尺寸，并校核其强度。
1）轴头的长度应较齿轮
轮毂的长度L短2~3毫米；

键和花键联接的公差及检测

键和花键联接的公差及检测

2.半圆键联接 键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中 绕其圆心摆动， 以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。 常用于锥形轴端与轮毂的联接。 3．楔键联接 楔键的上、下表面为工作面，两侧面 为非工作面。键的上表面与键槽底面均有
1:100 的斜度。工作时，键的上下两工作
面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠 其摩擦力和挤压传递扭矩。 4．切向键 由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的 转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。
1.矩形花键联结
花键联结的优点：定心精度高，导向性 好，承载能力强。 矩形花键的主要尺寸 矩形花键的主要尺寸； 大径 D、 小径d、 键宽B。
2、定心方式
花键联结的互换性是由三个主要尺寸的配合精度保证的，但是 三个尺寸同时配合精确相当困难，故只选取一个为主来保证配合精 度而将其余两个结合面作为次要配合面的定心表面。 定心方式：a、小径定心；b、大径定心；c、键侧定心 对于起定心作用的尺寸应要求较高的配合精度，非定心尺寸要 求可低一些，但对键宽这一配合尺寸，无论是否起定心作用，都应 要求较高的配合精度，因为扭矩是通过键和键槽的侧面 传递的。
键 联 接
1．平键联接
平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂上的 键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为 非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来 传递扭矩，故定心性较好。 根据用途，平键又可分为 普通平键 导向平键 滑键 普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静联接。 导向平键和滑键与轮毂或轴的键槽配合较松，属动联接。 普通平键应用极为广泛。 轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可 用插削或拉削
取1.6~6.3μm，非配合面的Ra值取12.5μm。

第四章 键和花键联接

第四章 键和花键联接

第四章键和花键联接§4-1 键联接轴毂联接：轴与轮状零件的轮毂的联接。

L---键的公称长度，mm。

b---键宽，mm。

[]σ---许用挤压应力，MPa，表（6-1）。

p计算后若发现键的余量很大，可减小L或选较小尺寸的键。

若发现强度不足：若轮毂可加长，增加L ；若允许键的尺寸加大，增大键的尺寸；并非增大L---增大传力，由于误差，当d l 25.2≥时，再增大L ，并不能增大承载能力。

()d l 8.1~6.1max ≤若用单键不足，可用双键180布置或三键120布置。

这样布置，制造方便，对受力有利，对中性好。

计算时，二键、三键因受力不均，每键只75%承受载荷。

平键联接标注示例：A 型，b=16mm,h=10mm,L=100mm 键16*100 GB1096—79B 型 键B 16*100 GB1096—79C 型 键C 16*100 GB1096—79 （2） 薄型平键薄型平键与普通平键的区别是：键高是普通平键的60~70%，也分A 、B 、C 型，但传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。

当被联接零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时，须用导向平键或滑键组成动联接。

（3） 导向平键导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上传动零件可沿键作轴向滑移。

若零件滑移距离较大时，所需导向平键长度过大，制造困难，宜用滑键。

型号：A 、B 型，适用与移动距离不大的场合。

（4） 滑键轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，所以键在键槽中能绕其几何中心摆的配合，只适用与对中性要求不高，低速、轻载、载荷平稳的场合。

为便于拆卸，楔键最好用于轴端。

若用于轴中部又不能先装键时，轴上键槽至少应为2L。

钩头楔键拆卸较方便，但注意加安全罩。

失效：相互楔紧的工作面被压溃。

所以应校核各工作面的抗挤压强度。

强度计算：()[]MPa fd b bl T p p σσ≤+=610*123§4-2 花键联接花键联接由外花键和内花键组成。

第七章 键与花键连接

第七章 键与花键连接

d
§７—5
过盈联接
一、过盈联接的类型与应用
利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，一为包容 件，另一为被包容件
用于轴与轮毂联接， 轮圈与轮芯的联接及 滚动轴承与轴及座孔 的联接
二、过盈联接的工作原理与装配方法
工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产
生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷 装配方法：
a) 挤压强度条件（静联接）
F T / d2 4T P [ ]P h'l ' h / 2 l ' hl' d T hl' d [ ]P / 4
ｂ) 磨损强度条件（动联接）
F T / d2 4T P [ P] h'l ' h / 2 l ' hl' d T hl' d [ P ] / 4
d
② 渐开线花键 定心方式为齿形定心，当齿 受载时，齿上的径向力能自 动定心，有利于各齿均载， 应用广泛，优先采用
30°
三角形花键——齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。适 于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联 接应用较少
二、花键联接的设计计算
设计：选花键类型→按轴径定花键尺寸→验算联接强度
df
失效形式：①键齿的压溃（静联接） ②磨损（动联接） ③齿根剪断
4、切向键 两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打 入）布置在圆周的切向 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩
° 120
1:100
b
t
r
d
C ×45° t
b
b
二、键联接的强度校核
失效形式：压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者） 磨损（动联接） 键的剪断（较少） 1、平键联接的强度校核
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考试复习与练习题
一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）
1 为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置成 C 。

A.在轴的同一母线上
B. 180°
C. 120°~ 130°
D. 90°
2 平键B20×80 GB/T1096—1979中，20×80是表示 C 。

A. 键宽×轴径
B. 键高×轴径
C. 键宽×键长
D. 键宽×键高
3 能构成紧连接的两种键是C 。

A. 楔键和半圆键
B. 半圆键和切向键
C. 楔键和切向键
D. 平键和楔键
4 一般采用 B 加工B型普通平键的键槽。

A. 指状铣刀
B. 盘形铣刀
C. 插刀
D. 车刀
5 设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据C 由标准中选择。

A. 传递转矩的大小
B. 传递功率的大小
C. 轴的直径
D. 轴的长度
6 平键连接能传递的最大扭矩T，现要传递的扭矩为1.5T，则应 A 。

A. 安装一对平键
B. 键宽b增大到1.5倍
C. 键长L增大到1.5倍
D. 键高h增大到1.5倍
7 如需在轴上安装一对半圆键，则应将它们布置在 C 。

A. 相隔90°
B. 相隔120°位置
C.轴的同一母线上
D. 相隔180°
8 花键连接的主要缺点是 B 。

A. 应力集中
B. 成本高
C. 对中性与导向性差
D. 对轴削弱
二、填空题
9 在平键联接中，静联接应校核强度；动联接应校核强度。

10 在平键联接工作时，是靠和侧面的挤压传递转矩的。

11 花键联接的主要失效形式，对静联接是，对动联接是。

12 键联接，既可传递转矩，又可承受单向轴向载荷，但容易破坏轴与轮毂的对中性。

13 平键联接中的静联接的主要失效形式为，动联接的主要失效形式为；所以通常只进行键联接的强度或计算。

14 半圆键的为工作面，当需要用两个半圆键时，一般布置在轴的。

三、简答题
15 试述普通平键的类型、特点和应用。

16 平键连接有哪些失效形式？
17 试述平键联接和楔键联接的工作原理及特点。

18 试按顺序叙述设计键联接的主要步骤。

四、设计题
19 一齿轮装在轴上，采用A型普通平键连接。

齿轮、轴、键均用45钢，轴径d=80mm，轮毂
长度L=150mm ，传递传矩T=2 000 N ·m ，工作中有轻微冲击。

试确定平键尺寸和标记，并验算连接的强度。

20 有一公称尺寸N ×d ×D ×B=8×36×40×7的45钢矩形花键，齿长L=80mm ，经调质处理HBS=235，使用条件中等，能否用来传递T=1 600 N ·m 的转矩？
21 已知图示的轴伸长度为72 mm ，直径d=40 mm ，配合公差为H7/k6，采用A 型普通平键连接。

试确定图中各结构尺寸，尺寸公差，表面粗糙度和形位公差（一般连接）。

a)轴 b)毂孔
题22图
复习与练习题参考答案
一、单项选择题
1 C
2 C
3 C
4 B
5 C
6 A
7 C
8 B
二、填空题
9 挤压；耐磨
10 键；键槽
11 齿面压溃；齿面磨损
12 楔键
13 较弱零件的工作面被压溃；磨损；挤压；耐磨性
14 两侧面；同一母线上
三、简答题（略）
四、设计题
19 解答：
1. 确定平键尺寸
由轴径d=80mm 查得A 型平键剖面尺寸b=22mm ，h=14mm 。

参照毂长L '=150mm 及键长度系列选取键长L=140mm 。

2. 挤压强度校核计算
Mpa hld T p 53.6080
11814102000443
=⨯⨯⨯⨯==σ l ——键与毂接触长度 mm b L l 11822140=-=-=
查得]100=p σ～120pa ，故[]
p p σσ≤，安全。

20 解答：1. 确定有关参数
由GB1144-87，查得齿顶圆倒角尺寸mm c 3.0=。

齿面工作高度mm c d D h 4.13.022364022=⨯--=--=
平均半径4
36404+=+=d D r m =19mm ，取8.0=ψ 2. 确定许用挤压应力：由静连接，齿面经过热处理，使用条件中等，查得
[]MPa 140~100=P σ，取[]P σ=120Mpa
3. 计算花键所能传递的转矩
[]P zrmhL T σψ='=0.8×8×19×1.4×80×120=1634304N ·mm ≈1634N ·m
T T >'
，此花键可用来传递1600N ·m 的转矩
21 题21图解如下：
题21图解。