第八章 键、销及过盈配合连接
过盈连接
一、过盈连接的种类过盈连接是依靠包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈来实现紧固连接的。
这种连接的结构简单、同心度好、承载能力强，能承受变载和冲击力，还可避免零件因加工出键槽等而削弱强度，但配合加工精度要求较高，采用圆柱面接合时装拆不便。
过盈连接的配合面主要是圆柱面和圆锥面，其他形式较少。
1．圆柱面过盈连接其配合过盈量的大小，是由连接本身要求的紧固程度所决定的。
在确定配合种类时，一般应选择其最小过盈等于或稍大于连接所需的最小过盈。
因过盈量过大将导致装配困难，而过盈量过小将满足不了传递一定扭矩的要求，在确定精度等级时，若选较高精度的配合，而其实际过盈变动范围较小，装配后连接件的松紧程度不会发生大的差异，但加工要求较高；配合精度较低时，虽可降低加工精度要求，但实际配合过盈变动范围较大。
在批量生产时，各连接件的承载能力和装配性能相差较大，往往需分组选择装配。
a．配合表面应具有良好的表面粗糙度，零件经加热或冷却后要将配合面擦净。
b．压合前，配合表面处理干净并涂以润滑油，以免装配中擦伤配合面。
c．压入过程应连续，不宜过快；压入速度一般为2～4mm/s（不宜超过10mm/s），并应准确控制压入行程。
d ． 压合时，应始终保持轴和孔同轴线，不许偏斜；应经常用角尺检查校正。
e ． 对于细长的薄壁件，更要细心检查其过盈量和形状偏差，装配时尽可能垂直压入，以防变形。
2． 过盈连接的装配方法a ． 压入配合法 可用手锤加垫块敲击压入，也可采用各类压力机压入。
b ． 热胀配合法 又称红套，是利用金属材料热胀冷缩的物理特性，在套与轴有一定过盈时，将套加热，使孔胀大，然后将轴装入胀大的孔中，待冷却后，轴与套孔就获得了传递轴向力、扭矩或轴向力与扭矩同时作用的结合体。
c ． 冷缩配合法 此法是将被包容件进行低温冷却使之冷缩，对小过盈量的小型连接件和薄壁衬套等多采用于冰冷缩（可冷至-78℃）；过盈量较大的连接件，如发动机的主、副杆衬套等，多采用液氮冷缩（可冷至-196℃）d ． 液压套合法是使高压油注入锥套中，使油压增大，锥套膨胀顶出或装入。
机械常用连接结构
详细描述
钎焊是一种通过将熔点较低的金属（钎料） 熔化后填充到两个金属物体之间，然后冷却 凝固形成连接的方法。在钎焊过程中，钎料 与母材之间发生润湿和扩散作用，形成牢固 的结合。常见的钎焊方法包括火焰钎焊、感 应钎焊和真空钎焊等。
05 过盈配合连接
CHAPTER
无垫圈过盈配合连接
总结词
无垫圈过盈配合连接是一种常见的机械连接方式，通过轴和孔之间的过盈配合实现连接。
详细描述
圆锥销连接由圆锥形的销和与之配合的孔组成。通过锥度配合，当销插入孔中后 ，可以自动锁定，防止相对转动。这种连接方式适用于需要承受较大扭矩或振动 载荷的场合，如发动机、变速箱等机械部件的连接。
开口销连接
总结词
开口销连接是一种简单可靠的固定连接方式，常用于固定轮轴与轴套之间的相对位置。
详细描述
压接
总结词
通过压接钳或压接机将两个导体压接在一起，实现电 气连接。
详细描述
压接是一种常见的机械连接方式，主要用于电气连接。 在压接过程中，两个导体被压接钳或压接机压缩，使得 它们的接触表面产生塑性变形，从而实现良好的电气接 触。压接具有较高的连接强度和可靠性，能够承受较大 的电流和电压，因此广泛应用于电线、电缆等领域的连 接。
谢谢
THANKS
压力焊
总结词
通过施加压力，使两个金属物体在接触 面处连接在一起。
VS
详细描述
压力焊是一种通过施加压力，使两个金属 物体在接触面处紧密结合的焊接方式。在 压力的作用下，金属原子之间的距离减小 ，形成金属键，从而实现连接。常见的压 力焊方法包括锻焊、电阻焊和摩擦焊等。
钎焊
总结词
通过将熔点较低的金属（钎料）熔化后填充 到两个金属物体之间，冷却后形成连接。
键、花键、销、形面联接和过盈配合
第四章键、花键、销、形面联接和过盈配合思考题及习题4-1解：查平键联接标准（GB1095-1096-79）由轴径d=100mm查得键宽b=28mm，键高h=16mm，设为A型键。
根据轮彀长度为180mm，查键的长度系列，取键长为L=160mm。
由式（4-1）得σp=2000T/dlk≤[σp]即T=[σp]dlk/2000查表4-1[σp]=100~120MPa取[σp]=100MPal=L-b=160-28=132mmk≈h/2=16/2=8mm所能传递的最大扭矩：T=100*100*132*8/2000=5280N·m4-2解：1）采用平键联接，查标准可知，A型普通平键的尺寸为10mm×8mm×70mm。
其挤压强度为：σp=2000T/dlk≤[σp]则传递的转矩为T≤[σp]dlk/2000，查表4-1[σp]=(70~80)MPa（静载荷）T≤70*38*(70-10)*8/2/2000=319.2N·m2）采用半圆键联接，查标准可知：半圆键的尺寸为：b=10mm，h=13mm，k=3.67mm，L=31.4mm挤压强度为T≤[σp]dlk/2000=70*38*31.4*3.67/2000=153.27N·m剪切强度为τ=2000T/dbl≤[τ]，T≤[τ]dbl/2000查表4-1得[τ]=120MPaT≤120*38*10*31.4/2000=715.92N·m计算结果看出主要失效形式是工作面被压溃，挤压强度确定传递的转矩为153.27N·m3）校核套筒的强度，其截面的抗扭断面模量为：W T=πD3[1-(d/D1)4]/16≈0.2D13[1-(d/D1)4]=0.2*903[1-(38/90)4]=141166.4mm3切应力：τ=T/W T=319.2*1000/141166=2.27MPa<[τ]τ=T/W T=153.27/141166=1.09MPa<[τ]4）平键和半圆键联接制造简易，装拆方便，在一般情况下，不影响被联接件的定心,因而应用相对广泛。
第八章键、销及过盈配合连接知识分享
中国地质大学专用
作者： 潘存云教授
轴的直径
d
bh
自 6~8 2 2 > 8~10 3 3 > 10~12 4 4
> 12~17 5 5
> 17~22 6 6 > 22~30 8 7 > 30~38 10 8 > 38~44 12 8 > 44~50 14 9 > 50~58 16 10 > 58~65 18 11
[p ]
钢
125~150 70~80
50
100~120 50~60 40
60~90 30~45
30
2)半圆键连接强度计算
用于静连接，失效形式为表面压溃
l l近似为公称长度 k
潘存云教授研制
σp =
中国地质大学专用
2T kl d
≤[σp ]
b F y≈d/2
T
d
作者： 潘存云教授
若强度不足时，可采用双键连接。考虑到载荷分布 的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。 双键布置规则： 平键： 按180˚布置； 半圆键：同一条母线上； 楔键： 夹角成120˚ ~130˚
F
F
d
潘存云教授研制
b h/2
d
潘存云教授研制
A型
b l=L-b
l L
B型 b l=L
中国地质大学专用
作者： 潘存云教授
对于导向平键连接，计算依据是磨损，应限制压强：
p=
4T dhl
≤[p ]
表6-2 键连接的许用挤压应力、许用压力
许用值 轮毂材料
载荷性质 静载荷 轻微冲击 冲 击
[σp ]
钢 铸铁
潘存云教授研制
机械制图键销及其连接
1.6d
0.25d
d
0.25d
2d
0.6d
L
5. 螺柱
规定标记： (例) 螺柱GB/T899 M12×L
bm = 1.5d
bm
L
2d
d
C×45°
三、螺纹紧固件连接的画法
螺纹紧固件连接的基本形式有：
螺栓连接
双头螺柱连接
螺钉连接
用于被连接件都 不太厚，能加工 成通孔且要求连 接力较大的情况.
用于被连接件之一 较厚，不适合加工 成通孔，且要求连 接力较大的情况.
用于受力不大的 零件之间的连接.
螺纹紧固件联接装配图的画法规定
1)两零件的接触面画一条线，不接触面画 二条线。
2)相邻两零件的剖面线应不同，要方向相 反或间隔不等。但同一个零件在各个视 图中的剖面线的方向和间隔应一致。
3)在剖视图中，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ剖切平面通过螺纹紧固 件的轴线时，这些紧固件按不剖绘制。
1、螺栓连接的画法
0.15d×45°
螺栓长度L
d
2d 0.7d L（由设计决定）
3. 垫圈
规定标记： (例) 垫圈GB/T 97.1 12
规格
指用于M12的螺栓或螺钉
0.2d
简化画法：
0.15d
1.5d
1.1d 2.2d
弹簧垫圈
平垫圈
4. 螺钉
规定标记：
(例) 螺钉GB/T 65 M12×L
简化画法：
开槽圆柱头螺钉 0.1d×45°
一、螺纹紧固件的标记
常用的螺纹紧固件有：螺栓、螺钉、 螺柱、螺母和垫圈等。由于这类零件都是 标准件，通常只需用简化画法画出它们的
装配图，同时给出它们的规定标记。
机械设计基础--键销及其联接
二、半圆键连接(Woodruff keys )
三、楔键连接(Taper keys)
工作原理：键的上表面和毂槽的底面各有1:100的斜度，上 下表面为工作面，靠键与轴毂楔紧产生的摩擦力传递转矩。 特点：可传递单向轴向力，受冲击和振动时可保证连接的可 靠性，缺点是轴与轮毂的配合会产生偏心。 应用：用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。
特点：滑键固定在轮毂上，轴上零件带键在轴上的键槽中作 轴向移动。 应用：用于轴上零件轴向移动量较大的场合。
二、半圆键连接(Woodruff keys )
工作原理：两侧面为工作面，靠键与键槽侧面的挤压来 传递转矩。 特点：轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣 出，因而键在槽中能绕其几何中心摆动以适应轮毂中键 槽的斜度，工艺性好，安装方便，但键槽较深，对轴强 度消弱大。 应用：轻载静连接，锥形轴端
应用：载荷很大,对中要求不严格的场合,常 用于直径大于100mm的轴上。
四、切向键连接
五、键的选择和键强度计算
1、键的选择
类型选择：由结构特点、使用要求、工作条件确定
尺寸选择：
键宽b×键高h
按轴径d查标准
键长L 略短于轮毂宽度
五、键的选择和键强度计算
2、平键的失效
平键联接工作时的主要失效形式为组成联接的键、轴和 轮毂中强度较弱材料表面的压溃，极个别情况下也会出现键 被剪断的现象。通常只须按工作面上的挤压强度进行计算。
P
＝
P
2T 10 kld
3
P
注意的问题
一个键强度不足时，可用相隔180°的 两个平键。考虑到载荷可能分配不均，强 度校核时算1.5个键。
花键连接（Splines Joints ）
由轴和轮毂孔沿四周方向均部的多个键齿构成的联接称 谓花键联接。
过盈配合与拔销耦合分析
教程8:过盈配合与拔销耦合分析问题阐述这是一个钢销与长方体内光滑销孔耦合的三维分析。
由于模型的对称性，可以取模型的四分之一对称模型作为分析对象。
要定义两个不同的加载步骤。
第一个加载步骤的目的是研究几何尺寸比销孔厚的销子上的过盈配合应力。
第二个加载步骤的目的是研究应力、耦合压力以及销子从销孔中拔出时的作用力。
所给条件模型的尺寸如下：PIN（销）半径=0.5单位，长=2.5单位；BLOCD （长方体）宽=4单位，长=4单位，高=1单位；PINHOLE （销孔）半径=0.49 单位，深=1单位。
两个实体都是由结构钢制成（刚度=30e6）并假设是柔韧的。
近似与假设采用四分之一对称模型来模拟耦合现象，将使用两个加载步骤来进行分析：步骤1 :过盈配合——求解这个问题无须额外的位移边界条件。
销子在销孔中由于几何关系而被约束。
由于销孔与销子耦合面之间的过盈关系而产生了应力。
步骤2:拔销一一通过在节点上应用DOF位移边界条件的方法，将销子从长方体中拔出1.7个单位。
清楚地产生自动时间分步来确保求解收敛。
在求解期间阅读每一个第10步子步骤。
交互式的求解过程1. 建立几何结构1.1 创建长方体1. Main Menu : Preprocessor ^ Modeling Create Volumes 宀Block T By Dimensions2 .分别输入 X 仁-2 , X2=2 , 丫仁-2 , Y2=2 , Z1=2.5 , Z2=3.5。
3 .按下OK 按钮。
4. Utility Menu : PlotCtrls T pan . Zoom , Rotate 。
5 .按下 Pan-Zoom-Rotate 窗口内的 ISO 按钮。
6. 关闭 Pan-Zoom-Rotate 窗口。
1.2 创建销孔耦合面（长方体上的孔） 通过定义半径和深度的方法创建圆柱体。
1. Main Menu : Preprocessor T Modeling T Create T Volumes TCylinder T By Dimensions 。
第八章键、销及过盈配合连接
类型：普通楔键、钩头楔键。
钩头是用来拆卸用的
拆卸空间
潘存云教授研制
潘存云教授研制
在重型机械中常采用切向键——一对楔键组成。
潘存云教授研制
窄面 工作面
d 潘存云教授研制
斜度1:100
中国地质大学专用
装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所 产生的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩 时，需要两对切向键分布成120~130 ˚作。者： 潘存云教授
平键 平头(B型) 用盘铣刀加工，轴的应力集中小。
结构 单圆头(C型) 用于轴端
盘铣刀
A型
B型
C型
潘存云教授研制
普通平键应用最广。
薄型平键的高度为普通平键的60％~70%，也分圆头、
平头、单圆头三种。传递扭矩能力低，常用于薄壁结构、
空心轴等径向尺寸受限制的场合。
中国地质大学专用
作者： 潘存云教授
导向平键
联接
联接
可拆联接 —键联接、销联接、螺纹联接 不可拆联接 —焊接、铆接、粘接
键连接
轴和轴毂的连接，成为轴毂连接；键是最 常见的轴毂连接方式；
键是一种标准件；键主要用于轴和轴上零件
（带轮、齿轮等）轮毂之间的周向固定并传递 扭矩，有的键（导键、滑键、花键）还具有导 向的作用。
键、花键、销及过盈配合连接
中国地质大学专用
作者： 潘存云教授
轴的直径
d
bh
自 6~8 2 2 > 8~10 3 3 > 10~12 4 4
> 12~17 5 5
> 17~22 6 6 > 22~30 8 7 > 30~38 10 8 > 38~44 12 8 > 44~50 14 9 > 50~58 16 10 > 58~65 18 11
第八章--键、销及过盈配合连接
戴春琴
2．导向平键
特点：轮毂可在轴上沿轴向移动。
比普通平键长 紧定螺钉固定在键槽中 键与轮毂槽采用间隙配合 键上设有起键螺孔
机电工艺学1院0
戴春琴
3．滑键
特点：轮毂可在轴上沿轴向移动。 滑键固定在轮毂上 轮毂带动滑键作轴向移动 键长不受滑动距离限制
机电工艺学1院1
戴春琴
二、半圆键连接
工作面为键的两侧面，有较好的对中性 可在轴上键槽中摆动以适应轮毂上键槽斜度 适用于锥形轴与轮毂的连接 键槽对轴的强度削弱较大，只适用于轻载连接
机电工艺学1院2
戴春琴
三、花键连接
花键连接——由沿轴和轮毂孔周向均布的多个键 齿相互啮合而成的连接。
多齿承载，承载能力高 齿浅，对轴的强度削弱小 对中性及导向性能好 加工需专用设备，成本高
键型 键宽×键长 标准号
键16100 GB/T 1096－2003 表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。
键B18100 GB/T 1096－2003 表示键宽为18mm，键长为100mm的B型普通平键。
键C18100 GB/T 1096－2003 表示键宽为18mm，键长为100mm的C型普通平键。
第八章 键、销及过盈连接
§8－1 键连接
机电工艺学院2
戴春琴
§8－1 键连接及其应用
作用：
实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）之间的周向 固定，并传递运动和扭矩。
分类： 键连接
平键连接 松键连接 半圆键连接
花键连接
楔键连接 紧键连接 切向键连接
过单盈击连此接处：编是辑依母靠版包文容本件样(孔式)和被包容件(轴) 第配二合级后的过盈值达到紧固连接的目的的。
工艺装配 键与销、过盈联接
键联接一、键联接概述键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩，而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。
二、键联接的类型与构造主要类型：松键联接、紧键联接和花键联接。
其中松键有：普通平键、导向平键和半圆键；紧键有：楔键联接和切向键联接。
（一）、松键联接的类型和特点1、平键1）普通平键作用：适用于高速、高精度和承受变载、冲击的场合，能实现轴上零件的周向定位。
构造特点：两侧面为工作面，其对中性好，装拆方便。
普通平键：圆头—A型（常用）—键顶上面与毂不接触有间隙方头—B型—常用螺钉固定半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接2）薄型平键键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方头、单圆头，用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接。
2、导向平键与滑键用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接。
3、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。
特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接缺点：由于轴上键槽较深，轴槽对轴的强度削弱较大。
只适宜轻载联接。
（二）、紧键联接的类型和特点1、楔键联接楔键分为普通楔键和钩头楔键。
普通楔键有圆头（A型）、方头（B型）或单圆头（C型）三种。
钩头楔键的钩头是为了拆键用的。
上、下面为工作表面，有1：100斜度（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。
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，且要罩安全罩。
2、切向键结构：两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打入），布置在圆周的切向工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩特点：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°。
过盈配合与键连接的优缺点
--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）! N u4 N( a9 }8 C8 ]1 h" FA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。
三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江; S Z+ o4 w, q' FC型键：常用于轴端与轮毂配合键连接，装配时简单方便。
# y s# K, {( u* O1 M# _: G0 D' T: ^三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江* A* N2 T, ^5 N- t! ]$ l过盈连接是利用被联件间的过盈配合直接把被连接件连接在一起实现连接的。
这种连接又称紧配合连接。
过盈连接常用于轴与轮毂连接，轮圈与轮芯的连接以及滚动轴承与轴及座孔的连接。
这种连接的优点是结构简单，定心性好，承载能力高，能承受冲击载荷，对轴的强度削弱小。
缺点是装配困难，对配合尺寸精度要求较高。
由于拆开过盈连接需要很大的外力，往往要损坏连接中零件的配合表面，所以一般过盈连接属于不可拆连接。
过盈配合是一次性的，而键连接是重复利用的。
三维网技术论坛7 f* V4 d+ e# j! o* W过盈配合结构简单，用于不经常拆卸和不承受大的扭矩的位置。
键连接相对来说制造繁琐点，但是可以拆卸自如反复利用并能承受相对的扭矩，唯一的缺点是，键和键槽径向跳动，轴向窜动，时间久了就会磨损了，然后就报废了~！键连接对连接件产生切口效应，影响工件的承载能力和使用寿命，相对来说过盈连接则可以没有这一缺点，所有较少看到火车轮毂用键连接的平键应用于轴和轮毂零件之间的周向固定并且传递转矩键连接装配中，键（一般用45号钢制成）是用来连接轴上零件并对它们起周向固定作用，以达到传递扭矩的一种机械零件。
《机械基础》教学讲义 4 、熟悉机械联接 1、认识键、花键、销、成形、过盈联接
四、成形联接
提问：什么是成形联接？有什么特点？主要用于什么场
合？
要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：成形联接的工作原理。 五、过盈联接 提问：什么是过盈联接？有哪些类型？ 1、圆柱面过盈联接 提问：圆柱面过盈联接有什么特点？装配的方法是怎样 的？ 要求学生看教材，回答相应的问题。
学生看教材， 自学成形联 接、过盈联 接、弹性环联 接。
六、弹性环联接
提问：弹性环联接有什么特点？胀套联接有什么特点？
要求学生看教材，回答相应的问题。
讲解重点：弹性环联接、胀套联接的工作原理。
小
结
1、键连接 4、成形联接
2、花键连接 5、过盈联接
3、销连接 6、弹性环联接
课后作业
完成课后练习，归纳、巩固本次任务学习的内容
教后记 板书设计
任务一 《认识键、销、成形、过盈连接》
一、键连接
提问：按照结构特点和工作原理，键连接可分为哪些？ 1、平键连接 提问：平键是怎样工作的？分为哪几类，各有什么用途？ 要求学生看教材，回答相应的问题。
学生看教材， 自学键连接 分类及各自 的工作原理。
培养学生的 自学能力。让 学生认识平 键连接、半圆
讲解重点：普通平键、导向平键、滑键的工作原理及用途。 听教师讲解。 键连接、斜键
学生看教材， 自学常用键 及其标记及 键的失效形 式。
听教师讲解。
培养学生的 自学能力。让 学生认识常 用键及其标 记；了解键的 失效形式。
提问：什么是花键连接？
提问：花键连接是怎样工作的？有哪些类型？各有什么特
点和用途？
提问：花键连接有哪些特点？
要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：花键的工作原理，花键的类型，花键连接的特 点。
(完整版)键连接与销连接.doc
机械基础学案授课班级： 10 高职学生姓名：学习时间：第一节键连接（2 ）薄型平键连接薄型平键与普通平键比较，在键宽 b 相同时，键安装在轴上的齿轮、带轮、链轮等传动条件，其轮毂与轴的连接，高 h 较小。
因此，薄型平键连接对轴和轮毂的强度削弱也小，用于薄壁主要有键连接、花键连接、销链接等。
结构和特殊场合。
一·键连接（3 ）导向平键连接当轴上零件与轴构成移动副时，可采用导向平键连接主要用作轴上零件的周向固定并传递转矩；有的使轴上零件键连接（图 5-3 ）。
导向平键较普通平键长，为防止键体在轴中松动，沿轴向移动时起导向作用。
按照结构特点和工作原理，键连接可分为平用两个螺钉将其固定在轴上键槽中，键的中部设有键螺孔，以便拆卸。
键连接、半圆键连接和楔键连接等。
常用的为平键连接。
若轴上零件沿轴向移动距离较长，可采用图 5-4 所示的滑键连接。
1 ·平键连接2·平键连接的选用步骤如下：平键连接的截面结构如图 5-1 所示，平键的下面与轴上键槽贴紧，（1 ）根据键连接的工作要求和使用特点，选择键连接的类型。
上面与轮毂键槽顶面留有间隙。
两侧面为工作面，依靠键与键槽之间的（2 ）按照轴的公称直径 d ，从国家标准（表 5-4 ）中选择平键的截面挤压力传递转矩。
平键连接加工容易、装拆方便、对中性良好，用于传尺寸 b×h.动精度要求较高的场合。
根据用途可将其分为如下三种：（3 ）根据轮毂长度 L1 选择键长 L，静连接取 L=L1-(5-10)mm. 键（1 ）普通平键连接如图 5-2 所示，普通平键的主要尺寸是键宽 b 、长 L 应符合标准长度系列。
键高 h 和键长 L。
端部有圆头（ A 型）、平头（ B 型）和单圆头（ C 型）（4 ）校核平键连接的强度：键连接的主要失效形式较弱工作面的压溃三种形式。
A 型键定位好，应用广泛， C 型键用于轴端， A、C 型键的轴（静连接）或过度磨损（动连接），因此应按照挤压应力Qp 进行条件上键槽用立铣刀切制，端部的应力集中较大。
销与销孔过盈配合有限元分析
销与销孔过盈配合有限元分析摘要：在工业生产中，销孔配合是非常常见的结构，常用作定位、连接及锁紧。
销孔配合形式直接影响其作用和效果，本文针对销孔过盈装配，采用有限元分析的方法对销孔配合的过盈量与应力、应变间的关系进行研究。
关键词有限元分析销孔过盈配合过盈量应力应变一、销孔配合的发展销是工业生产常用的具有连接、锁紧和定位功能的重要零部件。
销的功能性可靠多样，国内外许多专家学者对销的设计、制造、装配等方面很早就进行了研究。
工程应用中，销孔类零件的接触非线性为设计制造增加了难度，设计单位为保证产品可靠性，只能加大安全系数，这为产品轻量化带来了阻力，增加额外成本。
本文意在为销孔类零件接触非线性问题提供一个整体框架思路，减少设计冗余度。
二、有限元分析的应用近年来计算机和有限元法发展已较为成熟，有限元分析软件能很好地模拟接触分析。
本文通过对不同过盈量下销与销孔过盈装配下的有限元分析，获得过盈状态下销与销孔间的受力情况，为其在生产制造中的设计、制造提供依据。
三、建立有限元模型1.建立有限元模型考虑过盈量对销与销孔的装配影响，仅分析接触区域的过盈状态。
本文采用销与孔套零件的过盈配合实例进行研究，该配合中，销的公称直径为20mm，配合长度为50mm，孔套的外直径为60mm。
2.有限元模型划分网格对于有限元分析来说，网格划分精度直接影响分析精度、时间和可靠性，因此划分网格是有限元分析的重要环节。
考虑到销与销孔配合模型特征及计算机算力等因素，本次采用常规区域网格大小0.05mm，关键接触区域网格大小0.02mm 的规格。
3.设置材料属性完成载荷和约束添加后，对材料进行属性设置，对销与其配合件指定材料。
指定45#为销材料，指定铸钢20CrMoA为配合件材料，其材料属性均按国家标准设定。
4.设置有限元模型边界条件模型中加载的边界条件为全固定约束，其过盈量为0.05-0.25mm，每隔0.05mm进行分析比对。
四、结果分析1.过盈量对过盈装配的影响销尾部添加100MPa载荷，改变过盈量，销孔应力、应变情况如下：过盈量0.05mm时应力分布图4过盈量0.05mm时应变分布图表1 过盈量与最大应力、最大应变关系2.结论利用有限元分析软件，选择不同过盈量对销孔过盈配合作出模拟，从所得仿真数据可以得到以下结论：1）过盈量增加时，配合面处最大应力大小先增后趋于稳定。
过盈配合联接件的结构设计
1过盈配合联接的原理针对机械产品的传递载荷与精密定位需求，业界常用到过盈配合联接法。
在零件弹性与联接装备过盈共同作用下，该工艺即可以借助零件配合过盈实现联接的目的。
由于装备过盈使配合面间产生压力，故工作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。
2过盈配合联接的装备工艺若在可拆卸联接中应用过盈工艺，则要严格控制过盈量。
常用制造工艺有：①机械压入法：此方法适用于常温下对过盈量较小的中、小件装配；并且是从轴向压入被包容件的。
②缩胀法：所谓缩胀法就是包容件加热后胀量达到要求时，要迅速清理包容件和包件的配合表面，然后立即进行热装；并在装配后放置于常温环境，使其自然缩紧。
③胀紧法：适用于包容件无法加热或加热会导致零件精度、材料组织变化、影响其力学件的装配；装配冷却包容件后要放置于常温环境，使其自然胀紧。
④油压法：即把压力油加入到包容件里，扩径，卸油后再拖紧。
本工艺操作示意如图1。
图1利用油压扩径3过盈配合联接件结构的设计合理性①为了稳固轴件，提高工作的可靠性，应当设计出长度适中的过盈配合面。
假设L （mm ）为配合面部分长，d （mm ）为配合直径，那么最小L 值应按照L min =4d 设计（L min 、d 间的关系可见图2示）。
②令d 为配合直径，以及L 大于16d ，为了便于制造和装配，要把这一表面制造为梯阶形。
③做好配合面配置工作。
1）装配时，不得同时压入两个配合面。
从实践经验看，同时压入并不利于装配，且难度较大。
所以，可通过图3的方式来压入，进而令操作人员了解装配面的基本现状。
对于不存在两个过盈面的情况，应当首先使其中某配合件到达配合面，并确保该配合面同其他配合面无接触。
图3两配面逐次压入2）禁止引入过盈配合工艺在一根同样直径的轴上装配多个零件。
根据实际操作经验，将若干零件安装于一根等径轴的方式将会对配合面造成极大的损害。
为了降低安装难度，业界通常采用阶梯式安装法。
3）在过盈配合时所使用孔的直径应当存在差异。
间隙配合、过盈配合、过渡配合
精心整理
精心整理
间隙配合、过盈配合、过渡配合
配合的种类
（1）间隙配合
具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。
此时，孔的公差带在轴的公差带之上。
由于孔、轴的实际尺寸允许在各自的公差带内变动，所以孔、轴配合的间隙也是变动的。
当孔为最大极限尺寸而轴为最小极限尺寸时，装配后的孔、轴为最松的配合状态，称为最大间隙Xmax ；当孔为最小极限尺寸而轴为最大极限尺寸时，装配后的孔、轴为最紧的配合状态，称为最小间隙Xmin 。
（2）过盈配合
. （3 （1a b c （2a b c （3a b c。
《机械设计基础》第八章 键联接和销联接 PPT
齿廓为渐开线，应力集中小，齿根强
度高。可用制造齿轮的方法来加工，同 一把滚刀或插刀可加工模数相同、齿数 不同的内、外花键，精度高、互换性好。
用于载荷较大、 定心精度要求
为齿形定心，受载时齿上有径向分
高以及尺寸较 大的联接。
力，能起自动定心作用，使各齿受载均
匀，寿命长。
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8.4.3 花键联接的选择和强度校核
不易松脱和装拆方便。
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8.5.2 销联接的强度计算 安全销是安全装置中的重要元件，在机器过载时应当
被剪断，否则不起安全保护作用。因此，安全销的直径应 按照过载时被剪断的强度条件来确定。设计安全销的联接 结构时，应当考虑销被剪断后不易飞出和易于更换；为避 免销被剪断时损坏孔壁，可在销孔内加销套。
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8.2.2 紧键联接 １．楔键联接 键的上表面与轮毂上键槽的底面各有1:100的斜度，键楔入键
槽后具有自锁性， 可在轴、 轮毂孔和键的接触表面上产生很大的 楔紧力，工作时靠摩擦力实现轴上零件的周向固定并传递转矩， 同时可实现轴上零件的单向轴向固定，传递单方向的轴向力。
楔键联接会使轴上零件与轴的配合产生偏心，故适用于精度 要求不高和转速较低的场合。常用的有普通楔键和钩头楔键。 机械设计基础
机械设计基础
8.2 键连接的类型
键是一种标准零件，通常用来实现轴与轴上零件之间的周向 固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动 的导向。
键联接根据装配时是否预紧，可分为松键联接和紧键联接。 8.2.1 松键联接
松键联接依靠键与键槽侧面的挤 压来传递转矩。键的上表面与轮毂上 的键槽底部之间留有间隙，键不会影 响轴与轮毂的同心精度。
8.3 平键联接的尺寸选择和强度校核
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装配图
断面图
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A型
B型
C型
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平键是标准件，只需根据用途、轴径、轮 毂长度选取键的类型和尺寸。
普通平键的规格采用b×L标记 截面尺寸b×h根据轴径d由标准选定
键长L根据轮毂长度按标准查取（比 轮毂长度短5～10mm）
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普通平键的标记： 键型 键宽×键长 标准号
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冷缩配合的加热方法:
过盈量小的连接件(如薄壁衬套等)可在干冰 (-78°C)中冷却，操作简便。对过盈量较大的连 接件(如发动机主、副连杆衬套等)可采用液态氮 冷却(-195°C)，冷却时间短，效率高。 与热胀法相比冷缩法使被包容件收缩量较小 ，因而多用于过渡配合，有时也用于轻型过盈配 合。 4．螺母压紧法： 对锥面连接件可以 通过拧紧螺母使配合面 压紧形成过盈连接。
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一、平键连接 二、半圆键连接
三、花键连接
四、楔键和切向键连接两侧面传递转矩，键的两侧面是工作面， 对中性好；键的上表面与轮毂上的键槽底面留有间隙， 以便装配。
分类：
普通平键
导向平键
滑键
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1．普通平键
分解图
一、圆柱销
1．普通圆柱销
传递横向力
传递转矩
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2．内螺纹圆柱销
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二、圆锥销
1．普通圆锥销
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2．带螺纹圆锥销
内螺纹
大端带螺尾
小端带螺尾
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§8-3 过盈连接： 单击此处编辑母版标题样式
一、过盈连接的类型、特点和应用：
单击此处编辑母版文本样式 过盈连接：是依靠包容件(孔)和被包容件(轴) 第二级 配合后的过盈值达到紧固连接的目的的。
由一对具有1:100斜度的楔键沿斜面拼合而成，上下 两工作面互相平行，轴和轮毂上的键槽底面没有斜度。
一组切向键 切向键
两组切向键
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§8－2 销连接
固定零件间的相对位置， 或作为组合加工和装配 时的辅助零件
用于轴与 毂的连接 或其他零 件的连接
用作安全 装置中的 过载剪断 零件
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工作面为键的两侧面，有较好的对中性 可在轴上键槽中摆动以适应轮毂上键槽斜度
适用于锥形轴与轮毂的连接
键槽对轴的强度削弱较大，只适用于轻载连接
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三、花键连接
花键连接——由沿轴和轮毂孔周向均布的多个键 齿相互啮合而成的连接。
多齿承载，承载能力高 齿浅，对轴的强度削弱小 对中性及导向性能好 加工需专用设备，成本高
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液压配合法装拆，对配合件的配合面没有 损伤，但对配合面的接触精度要求较高，而且 需要高压油泵等专用设备。因此，这种方法多 用于承载较大且需多次装拆的场合，尤其适用 于大型零件。
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本章小结
1．键连接的功用及类型。 2．平键连接的特点和种类。 3．半圆键连接、花键连接、楔键连接的特点。
第八章 键、销及过盈连接
§8－1 键连接 §8－2 销连接 §8－3 过盈连接
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§8－1 键连接及其应用
作用：
实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）之间的周向 固定，并传递运动和扭矩。
分类：
平键连接
松键连接 半圆键连接
键连接
紧键连接
花键连接 楔键连接 切向键连接
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压紧的方式有采用液压 装拆的，其配合面锥度通常 为l:50一1:30；也有采用螺 纹连接而实现轴向压紧的， 其配合面的锥度通常为l:301:8。 圆锥面过盈连接的压合距离短，装拆 方便，装拆时配合面不容易损伤，可用于 多次装拆的场合，但其配合面加工困难。 二、过盈连接的装配要求：
三、过盈连接的装配方法： 1．压入法：
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当过盈量和配合件尺寸较小时，可以在常 温下使用压入法进行装配。 (1) 用锤子加垫块敲击： 操作简单，但导向性不 好，容易发生歪斜。
一般适用于配合要求较低、配合长度较短的 连接，多用于单件生产。
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(2) 用螺旋压力机压合:
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其过盈量的大小取决于拧紧力的大小。一 般将配合件拧至所需要的正确配合位置即可。 5．液压配合法： 锥面连接件也可以用 液压法进行装拆。也就是 用高压油泵将油由包容件 上的油孔和沟槽压入配合 面，也可以由被包容件上 的油孔压入配合面。 高压油使包容件内径增大，被包容件外径 缩小。施加一定的轴向力，就使之互相压入。 当压人至预定的轴向位置后，排出高压油，即 可以形成过盈连接。
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为了便于装配，包容 件的孔端和被包容件的进 入端都应该倒角，一般倒 角＝0.5～3.5 mm。圆柱面 过盈连接装拆不便，且结 合面容易损伤，所以不宜 用于经常装拆的部位。 2．圆锥面过盈连接： 圆锥面过盈连接 是利用包容件与被包 容件相对轴向位移后 相互压紧而获得过盈 连接的。
键16100 GB/T 1096－2003
表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。
键B18100 GB/T 1096－2003 表示键宽为18mm，键长为100mm的B型普通平键。
键C18100 GB/T 1096－2003
表示键宽为18mm，键长为100mm的C型普通平键。
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外花键
内花键
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矩形花键连接
渐开线花键连接
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四、楔键和切向键连接
1．楔键
楔键与键槽的两个侧面不相接触，为非工作面。楔键 连接能使轴上零件轴向固定，并能使零件承受单方向的轴 向力。用于定心精度要求不高，荷载平稳和低速的场合。
普通楔键
钩头楔键
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2．切向键
2．导向平键
特点：轮毂可在轴上沿轴向移动。
比普通平键长 紧定螺钉固定在键槽中 键与轮毂槽采用间隙配合 键上设有起键螺孔
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3．滑键
特点：轮毂可在轴上沿轴向移动。
滑键固定在轮毂上 轮毂带动滑键作轴向移动
键长不受滑动距离限制
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二、半圆键连接
4．销连接的功用及销的类型。
5. 过盈配合
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作业：
完成习题册第八章
谢谢
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第三级
性变形，在包容件和被包容 件配合面间产生压力，工作 时，依靠此压力产生的摩擦 力传递转矩、轴向力或者两 者都有的复合载荷。
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第四级 装配后，由于材料的弹 第五级
过盈连接的特点：是结构简单，同轴性好， 轴上不开孔或槽，对轴强度削弱小，承载能力高 ，耐冲击性能好，能承受变载和冲击力。但配合 表面的加工精度要求高，且装拆不方便。 1．圆柱面过盈连接： 圆柱面过盈连接配合后的过 盈值的大小，是按连接要求的紧 固程度确定的。 在确定配 合种类时，一般应实际选择其最 小过盈Ymin等于或稍大于连接所需要的最小过 盈量。因为过盈量过大会增加装配困难，而过 盈量过小又不能满足传递一定转矩的要求。
(3) 用C型夹头压合:
(4)用齿条压力机压合: 导向性能好、省力。适 用于配合精度较高的场合， 多为小批量生产，如齿轮、 套筒、一般的滚动轴承等。
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(5) 用气动杠杆压力机压合: 压力范围很大，配以一定 的夹具，可提高压合的导向性 适用于轻型或中型过盈配合的 连接件，多为成批量生产，如 车轮、飞轮等 。 2．热胀配合法： 又称红套，它是利用金属材料热胀冷缩 的物理特性，在孔与轴有一定过盈配合的要 求下，将孔加热，使之胀大，然后将轴装入 膨胀的孔中，待冷却收缩后，孔就紧紧地抱 住轴，形成过盈连接。
1、配合面应具有较小的表面粗糙度值，装配时 应将配合面擦拭干净，保持清洁。
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2、在装配前，配合面还必须使用油润滑，以 免装配时损伤表面。 3、压人过程应保持连续，速度不宜太快，通 常为2-4m／s。并需准确控制压人行程。 4、压合时必须保证轴和孔的中心线同轴。要 经常用角尺测量，不允许有倾斜现象。 5、对于细长件或薄壁件，要特别注意检查其 过盈量和形位偏差，装配时最好垂直压入 ，以防变形。
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热胀配合的加热方法： 应根据套件尺寸大小和过盈量大小而定。 过盈量和尺寸较小的连接件可以放在沸水槽 (80～100℃)、蒸汽加热槽(120℃)或热油槽(90 ～320℃)中加热；过盈量较大的中、小型连接 件可放在电阻炉或者红外线辐射加热箱中加热 ；过盈量大的中型或大型连接件可用感应加热 器加热。 3．冷缩配合法： 是将被包容件进行低温冷却使之收缩， 然后与常温的包容件装配，得到过盈连接。