第6章_键销连接

第6章键、花键、成型连接和销连接内容提要本章主要讲述键、花键、销连接及过盈连接。

讨论这些连接的类型、工作原理、结构形式和类型的选择方法及应用，重点研究键连接截面尺寸的确定方法、失效形式、强度计算方法。

键和花键连接广泛应用于轴和轮毂零件之间的周向固定并且传递转矩。

其中，有的还能实现轴向固定以传递轴向力；有的则能实现轴向滑动连接。

销连接主要用来固定零件的相互位置，销连接通常只传递较小载荷。

销还可用作安全装置。

成形连接和弹性环连接则是轴毂连接的其他形式，后者只能构成静连接。

成形连接又称无键连接，用于轴毂连接时一般采用为非圆形截面。

6．1键连接键是标准件，主要类型有平键、半圆键、楔键和切向键。

设计者的任务是如何进行选择。

6．1．1平键连接1.平键连接平键的工作原理：平键的两侧面是工作面，见图6-1，上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙。

工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。

平键连接的优点是结构简单，对中性好，装拆、维护方便。

缺点是不能承受轴向力。

平键的分类：普通平键，导向平键，滑键和薄型平键。

普通平键属静连接。

导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动连接。

普通平键又分成A型（双圆头）见图6-2a、B型（方头）见图6-2b、C 型（单圆头）见图6-2c三种。

图6-1普通平键连接A型键：轴上的键槽用圆柱铣刀加工，轮毂上的键槽用插削、拉削或线切割等方法加工。

键在键槽中固定良好，但是键的工作长度小于它的总长度，所以圆头部分并未被充分利用；再有轴上键槽端部产生应力集中。

B型键：轴上的键槽用圆盘铣刀加工，避免了A型键的缺点。

必要时用螺钉紧固。

C型键：常用于轴端与轮毂配合键连接，装配时简单方便。

当轮毂为薄壁零件建议采用键高较小的薄型平键。

它与普通平键的区别在于，高度约为普通平键的60%—70%，因此薄型平键所传递的载荷也比普通平键低。

（a）A型键 (b) B型键 (c) C型键图6-2普通平键的型号同一轴上不同轴段的键槽要设计在一条母线上，以方便加工。

第十一章键、销及其连接同步练习一、单项选择题1.键是一种用于连接轴和零件的机械连接元件。

键的作用是( )A.传递扭矩和转动B.传递线性运动C.固定零件D.减震和减速2.键的类型主要包括平键、圆键和切向键。

以下哪种键适用于传递较大的扭矩( )A.平键B. 圆键C.切向键D.以上都可以3. 键的选择应考虑轴和零件的什么因素( )A. 直径B.材料C. 长度D. 所有选项都对4.键槽是用于安装键的凹槽。

键槽的宽度应该比键的宽度大还是小( )A.大B.小C.相等D.不相关5.键的材料选择应考虑键的工作条件和所需的强度。

以下哪种材料通常用于制造键( )A.铝B. 铜C.钢D.塑料6.以下哪种连接形式适用于要求较高的传递扭矩和转动精度的场合( )A.滑键连接B. 压键连接C.两者都适用D.都不适用7.键的连接方式是通过键槽和键来实现的。

键的安装应该在轴和零件的哪个位置进行( )A.中心位置B.两端位置C.任意位置D.不确定8.键的设计中，键的宽度和高度应根据什么因素确定( )A.材料B.直径C.扭矩D.转速9.键的和选择对于轴和零件的非常重要。

正确选择和设计合适的键有助于什么( )A.提高生产效率B.减少零件成本C.提高传动效率和稳定性D. 提高外观质量10.在键连接中，键的材料有什么性能( )A.耐高温B.耐磨性C. 导热性好D.透明性好二、判断题1.（）键是用来固定连接轴和轴套的零件。

2.（）一般情况下，键的选用应尽量使剪切应力作用在键的断面上，而不作用在键与轴、轴套的连接面上。

3.（）键的工作原理是通过摩擦力使轴和轴套固定。

4.（）键连接是一种常用的非永久性连接方式，可以方便地卸和装配。

5.（）销是一种常用的连接零件，用于连接两个零件传递力和转矩。

三、简答题1.请简要解释一下什么是键连接及其作用。

2.销连接和键连接的区别，它们各自适用于什么样的情况。

第十一章键、销及其连接同步练习及答案&解析一、单项选择题1. 键是一种用于连接轴和零件的机械连接元件。

第三章 机械零件的强度p45习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσNMPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解])170,0('A)0,260(C012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。

如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因2.14554==dD ，067.0453==d r，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。

第一章绪论1.通用零件、专用零件有哪些？P4通用零件：传动零件——带、链、齿轮、蜗轮蜗杆等；连接零件——平键、花键、销、螺母、螺栓、螺钉等；轴系零件——滚动轴承、联轴器、离合器等。

专用零件：汽轮机的叶片、内燃机的活塞、纺织机械中的纺锭、织梭等。

第二章机械设计总论1.机器的组成。

P5机器的组成：原动机部分、传动机部分、执行部分、测控系统、辅助系统。

2.机械零件的主要失效形式有哪些？P13①整体断裂；②过大的残余变形；③零件的表面破坏；④破坏正常工作条件引起的失效。

3.机械零件的设计准则有哪些？P16①强度准则；②刚度准则；③寿命准则；④振动稳定性准则；⑤可靠性准则。

第三章机械零件的强度1.交变应力参数有哪些？应力比r的定义是什么？r = -1、r =0、r=1分别叫什么？P27最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm=σmax+σmin2、应力幅度σa=σmax−σmin2、应力比（循环特性系数）r=σminσmax。

最小应力与最大应力之比称为应力比（循环特性系数）。

r = -1：对称循环应力、r =0：脉动循环应力、r =1：静应力。

第五章螺纹连接和螺旋传动1.连接螺纹有哪些？各有哪些特点？P71①普通螺纹。

牙型为等边三角形，牙型角α=60°，内、外螺纹旋合后留有径向间隙。

同一公称直径螺纹按螺距大小可分为粗牙螺纹和细牙螺纹。

②55°非密封管螺纹。

牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。

管螺纹为英制细牙螺纹。

可在密封面间添加密封物来保证密封性。

③55°密封管螺纹。

牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。

螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证连接的紧密型。

④米制锥螺纹。

牙型角α=60°，螺纹牙顶为平顶。

2.传动螺纹有哪些？各有哪些特点？P72①矩形螺纹。

牙型为正方形，牙型角α=0°。

传动效率比其他螺纹高。

②梯形螺纹。

牙型为等腰梯形，牙型角α=30°。