键与花键联接

1、键键 联联 接接键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起零件与摆动零件，起周向固定零件的作用周向固定零件的作用以传递以传递旋转运动或扭矩，而导键、滑键、花键还可用作旋转运动或扭矩，而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置轴上移动的导向装置。 一、键联接的类型与构造 主要类型：主要类型：平键平键切向键切向键半圆键半圆键楔键楔键1：100本章主要任务：本章主要任务： 合理确定键的合理确定键的 类型类型 尺寸（宽度尺寸（宽度b b高度高度h h 长度长度 l ）1、平键 1 1）普通平键）普通平键 用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动用

2、于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动 构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩；轴上的槽用盘铣刀或指状剪切传递扭矩；轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插刀加工。铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插刀加工。 圆头圆头 A型型（常用）键顶上面与毂不接触有间隙（常用）键顶上面与毂不接触有间隙方头方头 B型型 常用螺钉固定常用螺钉固定半圆头半圆头C型型 用于用于轴端轴端与轮毂联接与轮毂联接 2 2）薄型平键）薄型平键键高约为普通平键的键高约为普通平键的60%70%60%70%：圆头、方头、单圆头圆头、方头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸

3、受限制的用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接联接 3 3）导向平键与滑键）导向平键与滑键用于动联接，即轴与轮毂用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接之间有相对轴向移动的联接 特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，多用于高精度联接。但只能圆造，作用可靠，多用于高精度联接。但只能圆周固定，不能承受轴向力周固定，不能承受轴向力 导向键导向键键不动，轮毂轴向移动键不动，轮毂轴向移动主要用于轴上零件轴向滑动距离不大的场合主要用于轴上零件轴向滑动距离不大的场合?滑键滑键键键随轮毂移动随轮毂移动 滑键固定在轮毂上，与轮毂在轴的键槽上滑

4、滑键固定在轮毂上，与轮毂在轴的键槽上滑动，主要用于轴向滑动距离大的场合动，主要用于轴向滑动距离大的场合2 2、半圆键半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。时靠其侧面的挤压来传递扭矩。 特点：工艺性好，装配特点：工艺性好，装配方便，适用于锥方便，适用于锥形轴与轮毂的联形轴与轮毂的联接接缺点：轴槽对轴的强度缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适削弱较大。只适宜轻载联接。宜轻载联接。 3 3、楔键联接、楔键联接 普通楔键：上、下面为工作表面，有

5、普通楔键：上、下面为工作表面，有1 1：100100斜斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦度（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传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力 特特 点点 ： 适用于低速轻载；适用于低速轻载； 精度要求不高；精度要求不高； 对中性较差；对中性较差； 力有偏心；力有偏心； 低速等场合。低速等场合。 变载下易松动。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钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长长2 2 倍才能装入。且要罩安全罩倍才能装入。且要罩安全罩 两个斜度为两个斜度为1 1：100100的楔键联接，上、下两面为

6、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面（打入）布置在圆周的切向 工作原理：工作原理： 靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩，只能靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩，只能传递单一方向的转矩，传递双向转矩时用两个互成传递单一方向的转矩，传递双向转矩时用两个互成120 120 130 130 的键的键4 4、切向键切向键特点：用于载荷很大，对中要求不严格的场合。特点：用于载荷很大，对中要求不严格的场合。由于对轴的削弱很大，常用于直径大于由于对轴的削弱很大，常用于直径大于100mm100mm的的轴。轴。二、键联接的强度校核二、键联接的强度校核 失效形式：失效形式：压溃（静联接压溃（

7、静联接键、轴、毂中弱者）键、轴、毂中弱者） 磨损（动联接）磨损（动联接） 键的剪断（较少）键的剪断（较少） 1 1、平键联接的强度校核、平键联接的强度校核 a) a) 挤压强度条件为：挤压强度条件为： PdPkldTlkTlkN2/2N挤压力（挤压力（N），），T扭矩（扭矩（NmmNmm）k工作高度工作高度 k=h/2 d轴径（轴径（mm） l工作长度工作长度 A 型键：型键：l=L-b B 型键：型键：l=L C 型键：型键：l=L-b/2 L公称长度公称长度允许传递的扭矩：允许传递的扭矩： PkldT21PkdTl2键的最小长度：键的最小长度： b）剪切强度条件）剪切强度条件 2/2bld

8、TblTblNd允许传递的扭矩：允许传递的扭矩： 21kldT 2kdTl 键的最小长度：键的最小长度： 2/2bldTblTblNd强度不够时，措施：强度不够时，措施：1 1）双键，）双键，180180布置（按布置（按1.51.5个键计算）三键个键计算）三键120120布置布置2 2）增大轴径）增大轴径d d3 3）增长）增长L L，但轮毂长，但轮毂长受力不利受力不利4 4）改用花键）改用花键 2 2、半圆键联接强度校核、半圆键联接强度校核 教材教材108页例题页例题d b h C或或r L t t1 半径半径r 键的尺寸键的尺寸键键 槽槽轴的直径轴的直径自自 68 2 2 620 1.2

9、1810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.81217 5 5 1056 3.0 2.31722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.252230 8 7 1890 4.0 3.33038 10 8 22110 5.0 3.33844 12 8 28140 5.0 3.34450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.45058 16 10 45180 6.5 4.35865 18 11 50200 7.0 4.46575 20 12 56220 7.5 4.97585

10、22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.6标记实例：标记实例： 圆头普通平键圆头普通平键(A型型): 键键16100 GB/T 10096-2003 方头普通平键方头普通平键(B型型): 键键B16100 GB/T 10096-2003单圆头普通平键单圆头普通平键(C型型) : 键键C16100 GB/T 10096-2003花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成均布而成花键齿侧面为工作面花键齿侧面为工作面适用于动、静联接适用于动、静联接 三、花键联接三、花键联接1）齿较多、工作面积大、承载能力较高）齿较多、工作面

11、积大、承载能力较高2）键均匀分布，各键齿受力较均匀）键均匀分布，各键齿受力较均匀（一）类型、特点和应用（一）类型、特点和应用 1、特点：、特点：3）齿槽浅、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减）齿槽浅、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少少4）轴上零件对中性好）轴上零件对中性好5）导向性较好）导向性较好6）加工需专用设备、制造成本高）加工需专用设备、制造成本高2 2、花键类型、花键类型 按齿形分：按齿形分： 矩形花键矩形花键 矩形花键联接按新标矩形花键联接按新标准为准为内径定心内径定心，定心精，定心精度高，定心稳定性好，度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，应

12、消除热处理后变形，应用广泛用广泛 渐开线花键渐开线花键定心方式为定心方式为齿形定心齿形定心，当齿受载时，齿上的当齿受载时，齿上的径向力能自动定心，径向力能自动定心，有利于各齿均载，应有利于各齿均载，应用广泛，优先采用用广泛，优先采用 三角形花键三角形花键齿数较多，齿较小，对轴强度削齿数较多，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，应用较少壁零件的联接，应用较少 设计：选花键类型设计：选花键类型按轴径定花键尺寸按轴径定花键尺寸验算联验算联接强度接强度 （二）花键联接的设计计算（二）花键联接的设计计算 失效形式：失效形式： 键齿的压溃（静

13、联接）键齿的压溃（静联接） 磨损（动联接）磨损（动联接） 齿根剪断齿根剪断 设：工作载荷沿键的设：工作载荷沿键的工作长度工作长度l 均匀均匀分布。且各齿面分布。且各齿面上压力的合力上压力的合力N作用在平均半径作用在平均半径dm处，如图处，如图 挤压强度条件：挤压强度条件： PmPdlhzT2000动联接（耐磨性条件）：动联接（耐磨性条件）： 2000PdlhzTPm T传递扭矩（传递扭矩（N.m） Z花键齿数花键齿数 l 键齿工作长度（键齿工作长度（mm）dm花键的平均直径花键的平均直径载荷分布不均系数载荷分布不均系数 h键齿侧面工作高度（键齿侧面工作高度（mm） 用轴与毂的联接不用键或花键时

14、，统称无键联接用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接 （一）（一）型面型面联接联接 四、无键联接四、无键联接 轴和毂孔有柱形和圆锥形等。轴和毂孔有柱形和圆锥形等。 特点：特点： 没有应力集中源，对中性好，承载能力强，没有应力集中源，对中性好，承载能力强， 装拆方便，但加工不方便，需用专用设备，装拆方便，但加工不方便，需用专用设备， 应用较少。应用较少。 另外成形面还有方形、六边形及切边圆形等，但另外成形面还有方形、六边形及切边圆形等，但对中性较差。对中性较差。 （二）胀紧联接（二）胀紧联接 如图为弹性环联接如图为弹性环联接利用锥面贴合并挤紧在轴毂利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩

15、，有过载保护作用。之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好，但加工要求较高，应用受限制。中性好，但加工要求较高，应用受限制。 弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（65，70，55Cr2、60Cr2）并经热处理。）并经热处理。 锥角一般为锥角一般为12.517， 要求内、外环锥面配合良好。要求内、外环锥面配合良好。定位销定位销主要用于零件间位置定位，常用作组合主要用于零件间位置定位，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。加工和装配时的主要辅助零件。五、销联接五、销联接圆柱销

16、圆柱销不能多次装拆（否则定位精度下降）不能多次装拆（否则定位精度下降）圆锥销圆锥销1:501:50锥度，可自锁，定位精度较高，允锥度，可自锁，定位精度较高，允 许多次装拆，且便于拆卸许多次装拆，且便于拆卸特殊型式销特殊型式销带螺纹锥销，开尾锥销，弹性销，带螺纹锥销，开尾锥销，弹性销，开口销，槽销和开口销等多种形式开口销，槽销和开口销等多种形式 联接销联接销主要用于零件间的联接或锁定，主要用于零件间的联接或锁定，可传递不大的载荷可传递不大的载荷 安全销安全销主要用于安全保护装置中的过载主要用于安全保护装置中的过载剪断元件剪断元件（一）过盈联接的类型与应用（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，另一为被包容件为包容件，另一为被包容件 六、过盈联接六、过盈联接无辅助件：无辅助件： 用于轴与轮毂用于轴与轮毂联接，轮圈与轮芯联接，轮圈与轮芯的联接及滚动轴承的联接及滚动轴承与轴及座孔的联接与轴及座孔的联接有辅助件：有辅助件： 借助于扣紧板或环将重型剖分零件借助于扣紧板或环将重型剖分零件2、4沿接缝沿接缝面面3联接成一体，现大多由螺栓代替联接成一体，现大多由螺栓代替（二）过盈联接的工作原理与装配方法（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