键的连接选择和校核

一、填空题1．键连接的主要类型有平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。

2．普通平键按构造分，有圆头（ A 型）、平头（ B型）及单圆头（ C 型）三种。

3．平键连接的工作面是两侧面，依靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩；楔键连接的工作面是键的上、下面，依靠键的楔紧作用来传递转矩。

4．普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，导向平键连接的主要失效形式是工作面的过渡磨损。

5．在设计中进行键的选择时，键的截面尺寸根据轴的直径而定，而键的长度则根据轮毂的长度而定。

二、单项选择题1．键连接的主要用途是使轴和轮毂之间C 。

A．沿轴向固定并传递轴向力B．沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C．沿周向固定并传递扭矩D．安装与拆卸方便2．设计键连接时键的截面尺寸通常根据 D 按标准选择。

A．所传递转矩的大小B．所传递功率的大小C．轮毂的长度D．轴的直径3．在载荷性质相同时，导向平键连接的许用压力取得比普通平键连接的许用挤压应力小，这是为了 A 。

A．减轻磨损B．减轻轮毂滑移时的阻力C．补偿键磨损后强度的减弱D．增加导向的精度4．设计键连接的几项主要内容是：a、按使用要求选择键的适当类型；b、按轮毂长度选择键的长度；c、按轴的直径选择键的剖面尺寸；d、对连接进行必要的强度校核。

在具体设计时，一般顺序是： C 。

A．b→a→c→d B．b→c→a→d C．a→c→b→d D．c→d→b→a5．平键连接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应 D 。

A．把键长L增大到1.5倍B．把键宽b增大到1.5倍C．把键高h增大到1.5倍D．安装一对平键6．普通平键连接的承载能力一般取决于 D 。

A．轮毂的挤压强度B．键工作表面的挤压强度C．轴工作面的挤压强度D．上述三种零件中较弱材料的挤压强度7．C型普通平键与轴连接，键的尺寸为b×h×L＝14×9×65，则键的工作长度为A 。

6.1　复习笔记一、键连接1．键连接概述（1）功能：键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩；有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。

（2）主要类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。

①平键连接键的两侧面是工作面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。

平键具有结构简单、装拆方便、对中性好的优点，但是平键连接不能承受轴向力，不能用于轴向固定。

其按用途可分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键。

a.普通平键按构造分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）；b.薄型平键与普通平薄的主要区别是键的高度约为普通平键的60～70%。

但薄型平键传递转矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合；c.导向平键长度较长，需用螺钉固定，为便于装拆，制有起键螺孔；d.滑移距离较大时，所需导向平键过长，制造困难，此时可采用滑键。

②半圆键连接半圆键工作时，靠其侧面来传递转矩。

优点：工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接；缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用于轻载静连接中。

楔键的上下两面是工作面，键的上表面和与它相配合的轮毂键槽地面均有1：100的斜度。

工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向的轴向载荷。

由于楔键楔紧后，轴与轮毂的配合易产生偏心和偏斜，因此主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。

④切向键连接切向键是由一对斜度为1：100的楔键组成，其工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。

当需要传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者之间的夹角为120°～130°。

2．键的选择和键连接强度计算（1）键的选择键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的横截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。

键的长度L一般可由轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂长。

（2）平键连接强度计算平键连接（静连接）的主要失效形式工作面被压溃，通常只按工作面上的挤压应力进行条件性强度计算导向平键连接和滑键连接（动连接）的主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性强度计算式中，l 为键的工作长度，圆头平键ｌ=L -b ，平头平键l =L ；为键、轴、轮毂三者p σ⎡⎤⎣⎦中最弱材料的许用挤压应力；[p ]为键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力。

七．连接的选择和计算低速轴Ⅲ上键和联轴器的设计计算1. 对连接齿轮与轴的键的计算（1）：选择键连接的类型和尺寸一般7级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接。

由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A）型。

根据d=55（mm）从表6-1中查的键的截面尺寸为：宽度b=16（mm），高度=10(mm)，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=55.5（mm）（比轮毂宽度小些）（2）：校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压用力[错误！未找到引用源。

]=100错误！未找到引用源。

，取中间值，[错误！未找到引用源。

]=110MPa 。

键的工作长度l=L-b=55.5-16=39.5（mm），键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5错误！未找到引用源。

由式（6-1）可得：错误！未找到引用源。

]=110MPa所选的键满足强度要求。

键的标记为：键16×40GB/T 1096—20032. 对联轴器及其键的计算b*h=12*8 d1=42 L=72所以l=L-b=72-12=60 k=0.5h=4错误！未找到引用源。

81.23<110 MPa所选的键满足强度要求。

键的标记为：键12×46GB/T 1096—2003中间轴Ⅱ上键的设计计算1. 对连接小齿轮与轴的键的计算（1）：选择键连接的类型和尺寸一般7级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接。

由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A）型。

根据d=45（mm）从表6-1中查的键的截面尺寸为：宽度b=14（mm），高度h=9(mm)，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=61（mm）（比轮毂宽度小些）（2）：校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压用力[错误！未找到引用源。

]=100错误！未找到引用源。

，取其平均值，[错误！未找到引用源。

]=110MPa 。

键的工作长度l=L-b=61-14=47（mm），键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5错误！未找到引用源。

§7键联接的选择和校核一、Ⅱ轴大齿轮键 1．键的选择选用普通 圆头平键 A 型,轴径d=40mm ,查[1]103P 表6-1，得宽度b=12mm,高度h=8mm, 2．键的校核键长度小于轮毂长度mm mm 10~5且键长不宜超过d 8.1~6.1，前面算得大齿轮宽度 45 ,根据键的长度系列选键长L=36mm 。

(查[1]103P 表6-1) 键，轴，轮毂的材料都为钢，查[1]6-2得许用挤压应力[οp ]=100~120Mpa,取[οp ]=100Mpa.键的工作长度l =L －b=36－12=24mm, 键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm由式[1]6-1得οp =33210299.201042440T kld ⨯⨯⨯=⨯⨯=51.67Mpa 所以所选用的平键强度足够。

§10减速器箱体设计及附件的选择和说明一、箱体主要设计尺寸二、附属零件设计 1窥视孔和窥视孔盖 其结构见[2]表14-4 p 133, 其尺寸选择为：5,4,8,7,110,125,140,150,165,180321321==========R n d b b b l l l δ2.通气塞和通气器 通气器结构见[2]表14-9,p136主要尺寸：M16x1.5,D=22,D 1=19.8,S=17,L=23,l=12,a=2,d1=5 3.油标、油尺由于杆式油标结构简单，应用广泛，选择杆式油标尺，其结构见[2]表14-8p135其尺寸选择为:M124.油塞、封油垫其结构见[2]表14-14 p139其尺寸选择为:M20X1.55.起吊装置选择吊耳环和吊钩结构见[2]表14-12 p1376.轴承端盖、调整垫片查[2]表14-1 p132。

一、填空题1．键连接的主要类型有平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。

2．普通平键按构造分，有圆头（ A 型）、平头（ B型）及单圆头（ C 型）三种。

3．平键连接的工作面是两侧面，依靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩；楔键连接的工作面是键的上、下面，依靠键的楔紧作用来传递转矩。

4．普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，导向平键连接的主要失效形式是工作面的过渡磨损。

5．在设计中进行键的选择时，键的截面尺寸根据轴的直径而定，而键的长度则根据轮毂的长度而定。

二、单项选择题1．键连接的主要用途是使轴和轮毂之间C 。

A．沿轴向固定并传递轴向力B．沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C．沿周向固定并传递扭矩D．安装与拆卸方便2．设计键连接时键的截面尺寸通常根据 D 按标准选择。

A．所传递转矩的大小B．所传递功率的大小C．轮毂的长度D．轴的直径3．在载荷性质相同时，导向平键连接的许用压力取得比普通平键连接的许用挤压应力小，这是为了 A 。

A．减轻磨损B．减轻轮毂滑移时的阻力C．补偿键磨损后强度的减弱D．增加导向的精度4．设计键连接的几项主要内容是：a、按使用要求选择键的适当类型；b、按轮毂长度选择键的长度；c、按轴的直径选择键的剖面尺寸；d、对连接进行必要的强度校核。

在具体设计时，一般顺序是： C 。

A．b→a→c→d B．b→c→a→d C．a→c→b→d D．c→d→b→a5．平键连接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应 D 。

A．把键长L增大到1.5倍B．把键宽b增大到1.5倍C．把键高h增大到1.5倍D．安装一对平键6．普通平键连接的承载能力一般取决于 D 。

A．轮毂的挤压强度B．键工作表面的挤压强度C．轴工作面的挤压强度D．上述三种零件中较弱材料的挤压强度7．C型普通平键与轴连接，键的尺寸为b×h×L＝14×9×65，则键的工作长度为A 。

五 轴的设计计‎算一、高速轴的设‎计1、求作用在齿‎轮上的力高速级齿轮‎的分度圆直‎径为d 151.761d mm =112287542339851.761te T F N d ⨯=== tan tan 2033981275cos cos1421'41"n re te F F N αβ=⋅=⨯=tan 3398tan13.7846ae te F F N β==⨯=。

2、选取材料可选轴的材‎料为45钢‎，调质处理。

3、计算轴的最‎小直径，查表可取0112A =331min 015.2811223.44576P d A mm n ==⨯=应该设计成‎齿轮轴，轴的最小直‎径显然是安‎装连接大带‎轮处，为使与带轮‎d Ⅰ-Ⅱ　相配合，且对于直径‎100d mm ≤的轴有一个‎键槽时，应增大5%-7%，然后将轴径‎圆整。

故取25d mm =Ⅰ-Ⅱ　。

4、拟定轴上零‎件的装配草‎图方案(见下图)5、根据轴向定‎位的要求，确定轴的各‎段直径和长‎度（1）根据前面设‎计知大带轮‎的毂长为9‎3mm,故取90L mm I-II =，为满足大带‎轮的定位要‎求，则其右侧有‎一轴肩，故取32d mm II-III =，根据装配关‎系，定35L mm II-III =（2）初选流动轴‎承7307‎A C ，则其尺寸为‎358021d D B mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，故35d mm d III-∨I ∨III-IX ==，III -I∨段挡油环取‎其长为19‎.5mm,则40.5L mm III-I∨=。

（3）III -I∨段右边有一‎定位轴肩，故取42d mm III-II =，根据装配关‎系可定100L mmIII-II =，为了使齿轮‎轴上的齿面‎便于加工，取5,44L L mm d mm II-∨I ∨II-∨III II-∨III ===。

（4）齿面和箱体‎内壁取a=16mm,轴承距箱体‎内壁的距离‎取s =8mm,故右侧挡油‎环的长度为‎19mm,则42L mm ∨III-IX =（5）计算可得123104.5,151,50.5L mm L mm L mm ===、（6）大带轮与轴‎的周向定位‎采用普通平‎键C 型连接‎，其尺寸为10880b h L mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯,大带轮与轴‎的配合为76H r ，流动轴承与‎轴的周向定‎位是过渡配‎合保证的，此外选轴的‎直径尺寸公‎差为m6. 求两轴承所‎受的径向载‎荷1r F 和2r F带传动有压‎轴力P F (过轴线，水平方向)，1614P F N =。

机械设计课程设计键型选择一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握键型分类及各种键型的基本结构、工作原理；2. 了解键型在机械传动系统中的应用及选用原则；3. 掌握键型连接的强度计算和校核方法。

技能目标：1. 培养学生根据实际需求，选择合适键型的能力；2. 提高学生运用理论知识进行键型连接强度计算和校核的技能；3. 培养学生运用CAD软件绘制键型零件图的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发其创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神；3. 增强学生对我国机械制造业的自豪感，树立为国家制造业发展贡献力量的信念。

课程性质分析：本课程为机械设计课程的实践环节，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。

学生特点分析：学生已具备基本的机械设计理论知识，具有一定的空间想象力和动手能力，但实践经验相对不足。

教学要求：1. 结合实际案例，引导学生掌握键型选择的原则和方法；2. 注重理论与实践相结合，强化学生动手操作能力；3. 激发学生兴趣，培养其创新思维和团队协作精神。

二、教学内容1. 键型分类及结构特点：回顾键型分类，重点讲解平键、半圆键、楔键、花键等常用键型的结构特点及工作原理。

相关教材章节：第二章第五节《键的类型与结构》2. 键型选用原则：介绍键型选用的基本要求，如传递扭矩、轴与轮毂的配合、安装与维护等因素，并举例说明。

相关教材章节：第二章第六节《键的选用原则》3. 键型连接强度计算与校核：讲解键型连接的强度计算方法，包括平键、楔键等连接的强度校核。

相关教材章节：第三章第一节《键连接的强度计算》4. 键型零件图绘制：结合CAD软件，指导学生绘制键型零件图，并标注尺寸、公差等技术要求。

相关教材章节：第四章第二节《常用机械零件图的绘制》5. 实践操作：组织学生进行键型选型、强度计算和零件图绘制的实际操作，巩固所学知识。

教学内容安排与进度：第一课时：回顾键型分类及结构特点，介绍键型选用原则。

普通平键校核的主要内容
普通平键校核的主要内容包括以下几个方面：
1. 键的尺寸校核：检查键的宽度、厚度和长度是否符合设计要求，以确保键与轴和轮毂之间的配合精度。

2. 键的材料校核：键的材料应具有足够的强度和耐磨性，以承受传递的转矩和防止键的磨损。

3. 键的强度校核：根据键所传递的转矩和受力情况，计算键的剪切应力和挤压应力，确保键在工作中不发生断裂或塑性变形。

4. 键与轴和轮毂的配合校核：检查键与轴和轮毂的配合公差是否合适，以保证键在安装后能与轴和轮毂形成紧密的配合，避免松动或过度磨损。

5. 键的工作环境校核：考虑键的工作环境，如温度、湿度、腐蚀等因素，确保键在恶劣环境下仍能正常工作。

6. 键的疲劳寿命校核：对于承受交变载荷的键，需要进行疲劳寿命计算，以确保键在使用寿命内不会发生疲劳破坏。

7. 键的制造工艺校核：检查键的制造工艺是否符合要求，以保证键的质量和性能。

综上所述，普通平键校核的主要内容包括键的尺寸、材料、强度、配合、工作环境、疲劳寿命和制造工艺等方面的校核，通过这些校核，可以确保普通平键在实际应用中具有良好的性能和可靠性。