第6章 键、花键、无键连接和销连接

第6章键、花键、无键联接和销联接§6-1键连接一、键连接的功能、分类、结构型式及应用分类：平键、半圆键——松连接

键是标准件，用来实现轴与毂之间的周向固定，以传递转矩。

有的键还可用于轴向固定或轴向移动的导向装置。楔键、切向键——紧连接

平键两侧面是工作面，上面与毂槽底有间隙；工作时靠轴槽、键、毂槽的侧面挤压传递转矩。常用：普通平键和导向平键。1、平键连接特点：定心好、装拆方便。普通平键联接实例按端部形状，普通平键分：圆头（A型）、方头（B型）、半圆头（C型）三种：点击查看三维图C型A型B型适用于键槽铣刀加工的键槽中,键在槽中轴向固定良好。缺点:键头部侧面与毂槽并未接触,因此圆头未能充分利用,且轴槽端部应力集中较大。1、普通平键(用于静连接)圆头(A型)平头(B型)适用于锯片铣刀、圆盘铣刀加工的键槽。无应力集中，避免了圆头键的缺点。大尺寸B型键需用紧定螺钉压在轴上，以防松。主要用于轴端与毂类零件连接

单圆头(C型)导向平键---较长的平键，用紧定螺钉固定在轴槽中，轴上零件可沿键作轴向滑移。2、导向平键连接起键螺孔固定螺钉

零件可在轴上移动，构成动联接。滑移距离较大时，平键过长，制造困难，故可采用滑键。特点：长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起键螺孔。

滑键固定在轮毂上,轴上零件带动滑键在轴槽中作轴向滑移,轴上铣出较长键槽。

3、滑键

滑键——键随轮毂移动

装拆方便，对零件对中性无影响，易制造，作用可靠，多用于高精度连接。

但只能圆周固定，不能承受轴向力。2、半圆键连接优点:键能在槽中绕几何中心摆动，工艺性较好,装配方便，适用于锥形轴与轮毂的连接。键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底面间有间隙，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。

工作面缺点:轴上键槽较深,对轴的强度削弱较大。一般用于轻载连接或辅助连接。楔键的上下面为工作面，分别与毂和轴槽的底面贴合，有1：100斜度（侧面有间隙）；工作时楔紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力。

3、楔键连接钩头楔键平头楔键

pingtouxiejian圆头楔键

yuantouxiejian

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连接，变载下易松动。钩头只用于轴端连接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。且需罩安全罩。普通楔键勾头楔键楔键联接4、切向键连接特点:工作时,靠非工作面上的挤压和轴与轮毂间的摩擦力来传递扭矩.

两斜度为1：100的楔键，沿斜面拼合后相互平行的上、下两面为工作面，（打入）布置在圆周的切向切向键联接1、键的选择

⑴、类型选择:

键的选择应根据键连接的结构、使用特性及工作条件来选择。选择时应考虑键传递扭矩的大小，连接于轴上的零件是否要沿轴滑动及滑动的距离的大小、长短，对于连接的对中性的要求，键是否需要轴向固定的作用以及键在轴上的距离（中部还是轴端）。二、键的选择和键连接的强度计算

⑵、尺寸选择：键的主要尺寸为键的剖面尺寸（键的宽度b×键高h表示）与长度。键的剖面尺（b及高度h）按轴径d从标准中查得,长度L按轮毂长度从标准中查得，但应比轮毂长略短些。

2、平键连接的强度计算

平键连接时的受力情况，如图主要失效形式：⑴、普通平键用于静连接,主要失效形式是键、轴槽、和毂槽三者中强度最弱的工作面被压溃。极个别的被剪断。

键被剪断⑵、导向平键用于动连接，导向平键连接主要失效形式是工作面的磨损

根据其失效形式，对采用常见材料组合及按标准选取尺寸的平键连接，通常只须按工作面上的挤压应力进行条件性的强度计算。

强度计算：

①、普通平键强度条件为：

②、导向平键和滑键T——轴所传递扭矩k——键与轮毂键槽的接触高度l——键的工作长度k＝h－t

≈0.5h

h—键工作高度t—键槽的深度d——轴的直径[σp]——最弱零件的许用挤压应力，查表6-2[P]——最弱零件的许用压力，查表6-2。A型：l=L－b

B型：l=LC型：l=L－0.5b②、适当加大轮毂的长度。两个键按1800布置双键按1.5个键计算强度减少对轴强度的削弱载荷分布不均键长不能超过2.25d验算后强度不够的处理：①、用双键；失效形式，工作面被压溃

⑶半圆键的强度计算

强度条件：

k

：根据键的尺寸从标准中查取⑷、楔键连接的简化强度计算（自学内容）d双键布置规则半圆键：同一条母线上；楔键：夹角成120°~130°120˚~130˚平键：按180˚布置；一、花键的类型、特点及应用§6-2花键连接

键连接由具有多个沿周向均布的凸齿的外花键和有对应凹槽的内花键组成。齿的侧面是工作面。

花键按其齿型分为矩形花键和渐开线花键两种。P108例题：关键点→工作长度l=L－b一、花键的类型、特点及应用§6-2花键连接

键连接由具有多个沿周向均布的凸齿的外花键和有对应凹槽的内花键组成。齿的侧面是工作面。花键按其齿型分为矩形花键和渐开线花键两种。P108例题：关键点→工作长度l=L－b外花键内花键花键联接

花键连接的的主要优点是：齿数较多而且受力均匀，故承载能力较高；齿槽较浅，应力集中较小，对轴和轮毂的强度削弱较小；轴上零件与轴的对中性导向性好。其缺点是加工时需要专用设备，成本较高。

矩形花键连接应用很广，矩形花键在连接中以小径(d)定心，对轴和孔的小径都进行磨削加工，定心精度高，特别是有利于保证带花键孔的齿轮加工时定位定心。1、矩形花键连接GB/T1144-2001尺寸、公差和检验

根据分度圆压力角的不同分成30°压力角渐开线花键和45°渐开线花键（亦称三角形花键）。渐开线花键可利用齿轮的各种方法进行加工，工艺性较好。连接中按齿形定心，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，可自动定心。2、渐开线花键45°压力角渐开线花键渐开线花键的齿廓是渐开线。GB/T3478.1-1995→模数、公差等二、花键连接的强度计算1、失效形式：⑴、静连接：工作面被压溃⑵、动连接：工作面过度磨损ψ—载荷分布不均系数，与齿数有关，一般取ψ=0.7～0.8，齿数多时取偏小值；2、强度计算⑴静连接：⑵动连接：设：工作载荷沿键的工作长度l均匀分布。且各齿面上压力的合力F作用在平均半径dm处，如图：h：齿的工作高度（mm）dm：平均直径（mm）矩形：h＝0.5(D－d)－2CD：外花键的大径

d：内花键的小径

C：倒角渐开线：h＝m(模数)三角形：h＝0.8m(模数)[

p]：许用挤压应力，查表6-3[p]：许用应力，查表6-3。矩形：dm

＝0.5（D+d）渐开线、三角形：dm＝di

di：分度圆直径z—花键的齿数l—齿的工作长度，单位为mm；2、强度计算凡是轴与轮毂不用键的统称为无键连接。§6-3无键连接

特点：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，应用较少。另外成形面还有方形、六边形及切边圆形等，但对中性较差。分类：一、型面连接：轴和毂孔有柱形和圆锥形等。常用的型面曲线

如图为胀套连接——利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。二、胀紧连接：

胀套的材料为高碳钢或高碳合金钢（65，70，55Cr2、60Cr2）并经热处理。锥角一般为12.5~17°，另外要求内、外环锥面配合良好。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。传递转矩时：T≤[T]（6-7）

各种胀套已标准化，选用时只需根据设计的轴和轮毂尺寸以及传递载荷的大小，查阅工程手册，选择合适的型号和尺寸，使传递的载荷在许用范围之内，即满足以下条件：传递轴向力时：Fa

≤[Fa]（6-8）传递联合作用的转矩和轴向力时：T——传递的转矩[T]

：一个胀套的额定转矩[Fa]：一个胀套的额定轴向力d——胀套内径

当一个胀套满足不了要求时，可用两个以上的胀套串联使用（因单个胀套传递载荷的能力随胀套数目的增加而降低，所以胀套数不宜过多）。其总额定载荷为：m为额定载荷系数，查表16-4⑴、定位销：主要用来固定零件之间的相对位置，是组合加工和装配时的重要辅助零件销分为以下三种：§6-4销连接⑵、连接销：用于连接，可传递不大的载荷⑶、安全销：作为安全装置中的