键联接(销联接)知识详解解析

4.2 花键联接强度计算
选花键类型→按轴径定花键尺寸→验算联接强度 失效形式：①键齿的压溃（静联接） ②磨损（动联接） ③齿根剪断 挤压强度条件：
2000 T P P z h l dm
动联接（耐磨性条件）： 2000 T P P z h l dm T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm）dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm）
缺 点：1.仍有应力集中； 2.需要专门设备加工； 3.成本较高。
①矩形花键 内径定心：精度高，稳定性好。 配合面均要研磨，能消除热处理后引起的变形
② 渐开线花键 齿形定心：受载时，齿上的径向力自动定心，有利于各齿均 载。 利用齿轮加工设备，工艺性较好，精度较高及互换性好。 花键孔拉刀的制造成本高。 ③三角形花键： 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壁零件的联接应用
许用应力
取决于强度较弱的那种材料 强度不够时
▲ 增大键长
▲ 同一截面采用双键联接
不同轴段的键槽应开在同一母线上
四 花键联接
4.1 花键联接的类型及特点
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； 花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接 。 优 点：1.联接受力较为均匀； 2.对轴毂的强度削弱较少； 3.可承受较大的载荷； 4.轴上零件与轴的对中性好； 5.导向性好； 6.可用研磨的方法提高加工 精度及连接质量。
键联接
一、联接的类型及特点
平键连接 轴毂间 花键连接 连接 可拆连接 销连接
连接 类型 紧固连接： 螺纹连接 焊接
特点：即可以 保证机械正常 工作，又便于 维修和更换。
不可拆连接 铆接 胶接
特点：可靠性好，强度高。
二、键联接的功用和类型
键的功用
轴与轴上零件的周向固定 传递扭矩
普通平键 导向平键
有些可实现轴向固定或轴 向移动零件的导向作用
起键螺孔
起键螺孔
变速器(用导向平键或花键与轴相连)
4）滑键
用于短距离动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接 a 双勾头滑键 结构特点：两端有勾单圆勾头滑键 结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。
潘存云教授研制
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。但只能圆周固定，不能承受轴向力 。 导向键——键不动，轮毂轴向移动 滑 键——键随轮毂移动
普通平键联接画法及尺寸标注
键的基本尺寸如宽和高均为标准值，其大小与轴的 直径有关。键的长度取决于所传递的扭矩大小。 由于键的尺寸为标准值，所以键槽的尺寸亦是标准的。 在轴键槽的剖面图中应标注键宽 b 和键槽深 d-t， 轮毂键槽应注出键宽 b 和键槽深 d+t1。
键联接装配图画法：
纵向剖切时键按不剖绘制，而横向将键切断则应画
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联接，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长 2倍才能装入。
2.4 切向键
两个斜度为 1 ： 100 的楔键联接，上、下两面为工作面 （打入）布置在圆周的切向，装配时，将两键楔紧。 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩 ‘
2000 T σP = ≤ [ σ ]P kLd
半圆键的接触高度 k 应根据键的尺寸从标准中查取； 半圆键的工作长度 l 近似地取其等于键的公称长度L。 强度不够时，措施： 1）双键，180°布置（按1.5个键计算）三键，120°布置 2）d↑ 3）L↑，但轮毂↑受力不利 4）改用花键
设计时注意 设计步骤 选择平键 联接类型 根据轴径、毂宽查 标准确定键的尺寸 按静或动联 接校核强度
键:45钢,σB < 600 MPa
⑵ 尺寸选择： 键的剖面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。 键的长度L一般按轮毂宽度定，要求键长比轮毂略短5～10 mm， 且符合长度系列值。
t
A型
h b L
C× 45˚或r1
d-t
B型
C型
R=b/2
L L
标记实例： 圆头普通平键(A型): 键16×100 GB1096-79 方头普通平键(B型): 键B16×100 GB1096-79 单圆头普通平键(C型) : 键C16×100 GB1096-79
二、销联接
1、销的功用、种类及标记
销主要用于零件之间的定位，也可用于零件之间的联接 ，但只能传递不大的扭矩。 圆柱销 销的分类 圆锥销 开口销 普通圆柱销,按直径的公差不同分为A、B、C、D型。 普通圆锥销多用于经常拆卸的场合。
例：公称直径10mm，长50 mm的B型圆柱销标记：
销 GB/T119-2000 B10×50 公称直径10mm，长60mm的A型圆锥销标记 ： 销 GB/T117-2000 A10×60 2、销联接的画法
（一）型面联接 是利用非圆截面的轴与相应轮廓的毂孔配合而构成的连接。
五 无键联接
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。 （二）胀紧联接 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。弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（65，55Cr2、 60Cr2）并经热处理。锥角一般为12.5~17°。
由于花键传递的扭矩大且具有很好的导向性，因而在 各种机械的变速箱中被广泛应用。
画法： 大径—粗实线 小径—细实线 若为纵向剖切，键齿按不剖绘制。
2、内花键的画法和标记
画法：键齿按不剖绘制，且用粗 实线表示花键的大、小径内花键的 标注方法同外花键，如下图所示。
3、矩形花键的联接画法
画法：花键联接的部分按外花 键画，不重合部分则按各自的规 定画法绘制。
平键联接
半圆键联接 键的类型 楔键联接
普通楔键 钩头斜键
斜度： 1:100
切向键联接 花键联接
2.1 平键（普通平键、导向平键、滑键）
1）普通平键
用于静联接，轴与轮毂间无相对轴向移动。
工作原理：两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有
间隙，工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩。
特点：易于制造，装拆方便，轴与轴上零件的对中性好等；
键的两个窄面是工作面，其中一个面在通过轴心线的平面内， 工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。 当双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成120°～130°。
三 键的选择和键联接强度计算
1．键的选择
⑴ 类型选择： 根据键连接的结构、使用特性及工作条件。 选择时应考虑的情况： （a）需要传递转矩的大小； （b）连接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离的长短； （c）连接的对中性要求； （d）键是否需要具有轴向固定的作用； （e）以及键在轴上的位置（在轴的中部还是端部）等。
d+t1
d
h
t1
表6-1 普通平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79） b b b
2．键连接的强度校核 ①普通平键
失效形式：工作面压溃 静联接——键、轴、毂中较弱者） 磨损（动联接） 键的剪断（较少）
键被剪断
普通平键联接的强度校核
p
T 103 F d/2 A k l 2T 103 p kld
花键联接
由于花键传递的扭矩大且具有很好的导向性，因 而在各种机械的变速箱中被广泛应用。 除了图示的矩形花 键外，还有梯形、 三角形和渐开线等 形状。
矩形花键的标记： 键 Z — D×d×b GB/T1144-2003 Z——花键齿数；D——大径； d——小径； b——宽度。
1、外花键的画法和标记
2.2 半圆键
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，工作时靠其侧面的挤压来传 递扭矩。键槽由盘形铣刀铣出，键为半圆形； 特点：工艺性好，装配方便，特别适用于锥形轴端的联接。 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大，只适宜轻载联接。
2.3 楔键
用于静连接。楔键的上下面是工作面，键的上表面有1︰100的斜 度，轮毂键槽的底面也有1︰100的斜度，装配时将键打入轴和毂槽 内，其工作面上产生很大的预紧力，工作时，主要靠摩擦力传递转 矩T，并能承受单方向的轴向力。
如图示A型普通平键：键 8×25 GB/T1096—2003
2、半圆键的标记
半圆键的标记形式： 键 b×L GB/T1099—2003 b为键宽 L为键长
如图所示：键 6×24.5 GB/T 1099—2003
3、钩头楔键的标记
钩头楔键的标记形式： 键 b×L GB/T1565—2003
如图所示： 键 18×100 GB/T 1565—2003
接触高度 k 0.5h 工作长度：A型l L b
B型l L
b C型l L 2
②导向平键和滑键
a 失效形式：工作面过度磨损
b 计算准则：按工作面的压强进行条件性校核计算
2T 10 p p kld
3
③半圆键
静联接 主要失效形式是工作面被压溃。 按工作面的挤压应力进行强度校核计算
14按静或动联接校核强度接校核强度取决于强度较弱的那种材料取决于强度较弱的那种材料增大键长增大键长设计步骤设计步骤根据轴径毂宽查根据轴径毂宽查标准确定键的尺寸标准确定键的尺寸设计时注意许用应力许用应力强度不够时强度不够时不同轴段的键槽应开在同一母线上不同轴段的键槽应开在同一母线上同一截面采用双键联接同一截面采用双键联接四四花键联接花键联接4141花键联接的类型及特点花键联接的类型及特点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

圆柱销——不能多于装拆（否则定位精度下降） 圆锥销——1：50锥度，可自锁，定位精度较高，允许多于 装拆，且便于拆卸 特殊型式销——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


七 键的标记
键是标准件，在图样中应按国家标准规定作出标记。
1、普通平键的标记
普通平键分为A、B和C型，三种普通平键的标记方法类似。 键 型式 b×L GB/T1096—2003 其中：A型不标型式， b为键宽 ，L为键的长度
出剖面线。
普通平键的
两侧面为键的 工作表面，只 应在接触面上 画一条轮廓线。
键的上表面
与轮毂之间的间 隙应画出来。
半圆键联接画法
半圆键的两侧面为键的工作表面，只应在接
触面上画一条轮廓线。 键的上表面与轮毂之间的间隙应画出来。
钩头楔键连接画法
钩头楔键的上顶面有1：100 的斜度，装配时将键沿轴 向打入键槽中。 钩头楔键是 靠上下表面与 轮毂键槽和轴 键槽之间的摩 擦力将二者连 接。因而装配 图中键的上下 表面没有间隙。
但它不能实现轴上零件的轴向固定。
指 形 铣 刀
盘 形 铣 刀
普通平键的端部形状： 圆头（A型）、方头（B型）、单圆头（C型）。
A型：由指形铣刀加工键槽（应力集中大） B型：由盘形铣刀加工键槽（应力集中小） C型：由指形铣刀加工键槽（应力集中大），用于轴端。 采用两键时，180º布置。轮毂槽用拉刀或插刀加工。 平键材料：常用45钢。当轮毂为有色金属或塑料时可用
销 X 18 G B 16 1× 9 - 18 86 销6 GB/T119
销 X 2 5 G B 1 16 7× - 8 25 6 销6 GB/T117
圆柱销联接
圆锥销联接
20钢或Q235钢。
2）薄型平键
键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接
3）导向平键
用于短距离动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接 工作原理：导键 引导传动零件；
类型：A、B型(由 螺钉固定于轴上)；
应用：轴向位移 较小处。
圆头
方头
结构特点：长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起 键螺孔。零件可以在轴上移动，构成动联接。 固定螺钉 固定螺钉 潘存云教授研制
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。
六 销联接
定位销——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。 联接销——主要用于零件间的联接或锁定，可传递不大的载荷。 安全销——主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。
圆柱销
圆锥销
销轴和开口销