普通平键连接的强度条件
条件/参数 描述/公式 注释
强度条件公式 σp=kld2000T=hld4000T≤[σp] σp为挤压应力，T为传递的转矩，k为键与轮毂槽的接触高度（k=0.5h，h为键的高度），l为键的工作长度，d为轴的直径，[σp]为键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力
接触高度k k=0.5h k是键与轮毂槽的接触高度，h为键的高度
工作长度l 圆头平键：l=L−b；单圆头平键：l=L−0.5b l为键的工作长度，L为键的总长度，b为键的宽度
许用挤压应力[σp] 1001˜20MPa（钢材料） 取平均值时，[σp]约为110
MPa
失效形式 工作面的压溃 普通平键连接的主要失效形式
强度不足处理 加大键的长度，或采用两个键按180°布置 考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算
键连接的选择和计算
1.键的选择
I轴齿轮1处选择普通平头平键
键 12 x & b = 12mm. h = 8mm. L = 40〃?〃?：
联轴器处选择普通平头平键 键 8 X 7,Z? = 8mm、h
= 1mm. L = 32mm:
II轴齿轮2处选择普通平头平键
键 14 x 9, b = 1力=9mm, L = 36nun:
齿轮3处选择普通平头平键 键 14 x 9, b = 14〃〃儿
h = 9mm. L = 70mm : ni轴齿轮4处选择普通平头平键
键 20x12,b = 20mm, h = 12mm. L = 70〃〃"：
联轴器处选择普通平头平键 键 16xlO,Z? = 16mm.h
= 10〃〃儿厶=70mm ；
2.键的强度汁算
假泄载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为
kid
査表6・2得，钢材料在轻微冲击下的许用挤压应力为100~120MPa,所以取
[ap] = \20MPa
(1) I轴齿轮1上键的强度计算
7； =70.18Nm
k、= 0.5/?, =0.5x8 = 4mm
/,=£)= 40mm
满足强度条件
I轴联轴器上键的强度汁算
7； =70.18N•加
k、= 0.5/?, =0.5x7 = 3.5mm
/]=£,= 32mm
满足强度条件
(2). II轴上齿轮2处键的强度讣算
T2=3\7.1Nm
k2 = 0.5力2 = 0.5x9 = 4.5mm
l2= L2= 36mm
满足强度条件
II轴上齿轮3处键的强度计算
£=317.7N•加
k2 = 0.5112 = 0.5x9 = 4.5mm
l2= Ly = 70〃〃”
满足强度条件
⑶HI轴齿轮4处键的强度计算
人=1025"•也
k3 = 0.5/也=0.5x12 = 6mm
厶=厶=70"〃〃所以 _2x70・18xl0"
4x40x40 = 22MPa<[ap]
1 教学过程及说明;
★ 教具演示并导入新课：（讲解相关理论知识）
联接的形式按能否拆卸可分为两大类：不可拆联接和可拆联接。常见的不可拆联接有：铆接、焊接、粘接等。可拆联接有键联接、花键联接、销联接和螺纹联接。
一．键联接的种类
在各种机器上有很多转动零件，如飞轮、带轮、凸轮等，这些零件和轴大多数采用键联接或花键联接。
键联接是由轮毂、轴和键组成.
键联接的功用是联接转动零件与轴，以传递运动和动力。
键根据结构和承受载荷的不同可分为松键联接和紧键联接两大类。
（一）松键联接
1．平键联接
平键分为普通平键和导向平键二种。
（1）普通平键：普通平键的上、下平面和两个侧面相互平行。
A普通圆头平键：键在键槽中的固定较好，但键槽端部的应力集中较大。
B普通平头平键：键在键槽端部的应力集中较小，但键在键槽中的轴向固定不好。
C单圆头平键： 常用在轴端的联接中。
平键联接装配时先将键放入轴上键槽中，然后推上轮毂，构成平键联接。平键联接时，键的上顶面与轮毂键槽的底面之间留有间隙，而键的两侧面与轴、轮毂键槽的侧面配合紧密，工作时依靠键和键槽侧面的挤压来传递运动和转矩，因此平键的侧面为工作面。
平键联接由于结构简单、装拆方便和对中性好，因此获得广泛应用。 章节名称 键联接 授课形式 讲授 课时 2 班级 电气、机电
教学目的 了解键的分类及特点，学会选择平键及校核强度和选用
教学重点 了解键的分类及特点，学会选择平键及校核强度
教学难点 平键及校核强度
辅助手段 多媒体配合教具
2 （2）导向平键和滑键
导向平键是加长的普通平键，采用导向平键时转动零件的轮毂可在轴上沿轴向滑动，适用于轴上零件的轴向移动量不大的场合，如变速箱中的滑移齿轮。
当轴上零件的轴向移动量很大时，可采用滑键。滑键联接是将滑键固定在轮毂上，并与轮毂一起在轴上的键槽中滑动。
2．半圆键联接
半圆键的上表面为平面，下表面为半圆形弧面，两侧面互相平行。半圆键联接也是靠两侧工作面传递转矩的。
1 2．平键联接的强度校核
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（如图15.26所示，沿a－a面剪断）。
设载荷为均匀分布，由图15.26可得平键联接的挤压强度条件
(15-25)
对于导向平键、滑键组成的动联接，计算依据是磨损，应限制压强，即
(15-26)
式中：T为转矩（N·mm）；
d为轴径（mm）；
h为键的高度（mm）；
l为键的工作长度（mm）；
[σp]为许用挤压应力（MPa）；
[P]为许用压强（MPa）（见表15.8）。
2 表15.8 键联接的许用挤压应力和许用压强 Mpa
注：在键联接的组成零件（轴、键、轮毂）中，轮毂材料较弱。
若强度不够时，可采用两个键按180°布置（图15.27）。考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。
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