键花键和销联接
键、花键、无键连接和销连接
键的截面尺寸b×h 按轴的直径d 由标准中选定。
键的长度L一般按轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂 的长度；而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。
一般轮毂的长度可取为L≈（1.5～2）d，这里的d 为轴的直径。
所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。 标记：键16x100 GB1096-2003 圆头普通平键A型,b-16,h=10,L=100
一、销按其作用可分为：
1.定位销:用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件；
2.连接销:主要用于连接，可传递不大的载荷；
3.安全销:用作安全装置中的过载剪断元件。
二、销按其形状可分为：
1.圆柱销: 靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆后会降低 其定位精度和可靠性。
第六章 键、花键、无键连接和销连接
§6－1 键连接
§6－2 花键连接
§6－3 无键连接
§6－4 销连接
一、键连接的分类、结构型式及应用
§6－1 键连接
键是主要用来实现轴与轮毂之间周向固定并传递转矩的标准零件，或实现轴上零件轴向固定及轴向滑动的导向。
平键连接
半圆键连接
用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆连接。
装拆方便，对中性好；应力集中小；加工复杂。
胀紧连接是在毂孔与轴之间装入胀紧连接套（简称胀套），在轴向力作用下，同时胀紧轴与毂而构成的一种静连接。
二、胀紧连接
各型胀套已标准化规定Z1-Z5共5种型号，选用时可根据轴、毂尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型号和尺寸。
对轴的削弱大，常用在直径大于100的轴上。
第六章 键、花键连接和销连接
二、平键连接的强度校核
键的材料：σB≥ 370 MPa的碳素钢，常用45钢。
键的截面尺寸b、h按轴的直径d由标准中选定， 键的长度L可按轮毂长度而定。
平键连接的主要失效形式：压溃、磨损(动连接)、剪断。
1、平键连接的强度
T 挤压应力： σp = (d/2)(h/2)l =
4T dhl
≤[σp ] MPa
40~70
静连接[σp ]
中等 良好
潘6存0云~教1授0研0制 80~120
100~140 120~200
动连接[p ] (空载下移动)
动连接[p ] (在载荷下移动)
济大机械学院
ห้องสมุดไป่ตู้
不良 中等 良好 不良 中等 良好
15~20 20~30 25~40
----------
25~35 30~60 40~70 3~10 3~15 10~20
2)对轴的削弱程度小; 3)承载能力高; 因齿槽浅，齿根应力集中小
齿数多、接触面积大
潘存云教授研制
潘存云教授研制
4)轴上零件与轴的对中性好；高速、精密机器
5)导向性好;
6)可用磨削方法提高加工精度。
缺点：齿根仍有应力集中、需专 用设备制造，成本高。
济大机械学院
应用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的连接。
特点：制造工艺性好，精度高齿根强度高，易于定心。 常用于传递扭矩大和轴径大的场合。
α=45 ˚的花键工作面高度较小，承载能力较低，多用于载荷较 轻，直径较小的静连接，特别适用于薄壁零件的连接。
济大机械学院
二、花键连接强度计算
失效形式：工作面被压溃（静连接） 工作面过度磨损（动连接）
一般只验算挤压强度和耐磨性。
键花键无键连接和销连接培训讲义课件
SolidWorks
常用的三维CAD设计软件，可 用于建立连接结构的实体模型 。
ANSYS
有限元分析软件，可用于对连 接结构进行仿真和分析。
MATLAB
数值计算软件，可用于对连接 结构进行优化设计和计算。
04
键花键无键连接和销连接 的安装与维护
安装步骤
维护方法
定期检查
定期检查连接的紧固情况，确保没有松动或 泄漏。
润滑
根据需要添加润滑剂，以减少摩擦和磨损。
清洁
定期清洁连接部分，去除灰尘和杂物，保持 清洁状态。
更换磨损件
如果发现有明显的磨损或损坏，应及时更换 相关零件。
见问题及解决方案
连接松动
泄漏
定期检查并紧固连接部分，如果需要，可 以更换紧固件。
应用场景
键花键无键连接
适用于需要承受较大扭矩和冲击的场合，如汽车变速箱、船舶推进器等。
销连接
适用于需要精确控制转动角度和速度的场合，如精密机床、仪器仪表等。
02
键花键无键连接和销连接 的类型与选择
键花键无键连接的类型
01
02
03
平键连接
利用平键将轴与轴上的零 件进行周向固定，传递扭 矩。
斜键连接
实践操作：模拟安装与维护流程
总结词
注意事项、安全第一
详细描述
在实践操作过程中，学员需注意遵守安全规程，确保自身和 他人的安全。同时，要认真观察、思考和总结操作过程中的 问题，不断提高自己的技能水平和实践能力。
THANKS
感谢观看
案例二：某工厂的销连接应用实例
总结词
广泛应用、易于维护
详细描述
机械设计第6章 键、花键、无键连接及销连接
§6-1 键连接 §6-2 花键连接 §6-3 无键连接 §6-4 销连接
§6-1 键连接
一、键连接的功能、分类、结构形式及应用 键主要用来实现轴与轴上零件之间的周向固定，是一种标准零件。 键连接的主要类型有：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。
1．平键连接 平键的两侧面是工作面，上表面与轮 毂的键槽底面间则留有间隙。
§6-1 键连接
假定载荷在键的工作面上均匀分布。普通 平键连接的强度条件为:
键联接5
F 2T 103 P [ P ] kl kld
导向平键连接和滑键连接接的强度条件为：
2T 103 p [ p] kld h 式中： k 2 l L b （圆头平键）
b l L 2
一、型面连接 型面连接是用非圆截面的轴与相同轮廓的毂孔配合而构成的连接，用 以传递运动和转矩，它是无键联接的一种型式。
由于型面联接要用到非圆形孔，以前其加工困难，限制了型面联接 的应用。 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注 塑出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。 应用较多的是带切口圆形和正六边形型面。
圆柱销
圆锥销
内螺纹圆锥销
槽 销
开尾圆锥销
销轴和开口销
销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢），许用应力[t]=80MPa，许用 挤压应力[p]与键联接的挤压应力相同。
§6-2 花键连接
一、花键连接的类型、特点、和应用
花键连接是由外花键和内花键组成。将具有均布的多个凸齿的轴置于 轮毂相应的凹槽中所构的联接。其工作面是键齿侧。
花键连接是多齿传递载荷，故比平键联接的承载能力高，定心性和导 向性好，对轴的削弱小(齿浅、应力集中小)； 花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接；
第六章键联接
第六章 键、花键、无键连接和销联接一．典型例题分析【例题一】直径d=80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L=1.5d ，工作时有轻微冲击。
试确定平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。
[解题要点]（1）根据直径以及轮毂长在键长系列中选键；（2）将键的强度条件公式变形，可得到键所能传递的转矩。
[解题过程]根据轴径d=80mm ，查表得键的尺寸为剖面b=22mm ，h=14mm根据轮毂的长度L=1.5d=1.5×80=120mm从键长系列中，取键的公称长度100mm键的标记 键22×100 GB 1096-79键的工作长度为l=L-b=100-22=78mm键与轮毂键槽接触高度为k=h/2=7mm根据齿轮材料为钢,工作时有轻微冲击,取许用挤压应力[]a p MP 110=σ 根据普通平键联接的强度条件公式[]p p kld T σσ≤⨯=3102 可求得键连接传递的最大转矩为[]m N kld T p ⋅=⨯⨯⨯==4.24022000110807872000max σ【例题二】图示变速箱中的双联滑移齿轮采用矩形花键联接。
已知：传递转矩T ＝140N·m，齿轮在空载下移动，工作情况良好，轴径D ＝28mm ，齿轮轮毂长L=40mm ，轴及齿轮均采用钢制并经热处理，硬度值≤40HRC，试选择矩形花键尺寸及定心方式，校核联接强度。
[解题要点]（1）根据轴径选择花键型号；（2）根据花键连接强度条件公式对连接强度进行校核，然后判断是否满足强度。
[解题过程]由手册查得中系列矩形花键的齿数为6，外径28mm ，内径23mm ，花键型号：6×23×28×6，采用小径定心。
齿顶倒角3.0=Cmm ，2.0=r mm 。
平均直径mm d D d m 5.25223282=+=+= 齿的接触高度mmC dD h 9.13.022232822=⨯--=--= 取齿的接触线长度mm l40= 载荷不均匀系数8.0=ψ由轴和齿轮的材料及热处理方式，查表[]a p MP 120=σ根据花键静连接强度条件公式：a m p MP zhld T 1.305.25409.168.010********3=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=ψσ<a MP 120强度足够。
(完整版)机械设计键、花键及销联接
第六章：键、花键和销联接主要内容键连接类型与结构平键连接的设计花键连接、销连接及型面连接的基本概念重点难点键连接的类型与结构平键连接的选用和强度校核§ 6 – 1 键联接【功能】主要用于实现轴与轴上零件之间的周向固定，并且传递转矩。
其中有些类型的键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
【设计内容】键是标准件。
我们的任务是：选择键的类型、尺寸；键槽的公差和表面粗糙度；必要时校核键联接的强度。
一. 键联接的类型及特点1．平键联接【工作原理】键的两侧面是工作面，工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。
键的上表面与轮毂的键槽底面间则留有间隙。
优点：结构简单、装拆方便、对中性较好，在冲击、变载下不易松脱，应用广泛。
常用于精度和转速较高或承受冲击、变载的场合。
缺点：不能承受轴向力，对轴上零件不能起到轴向固定的作用。
平键分为：普通平键，薄型平键—静联接；导向平键，滑键—动联接1）普通平键A型（圆头）—指状铣刀加工键槽，轴向固定较好；键的圆头部分不能充分利用，键槽端部应力集中较大。
B型（平头）—圆盘铣刀加工键槽。
克服了上述缺点，但键在键槽中的轴向固定不好。
C型（单圆头）—用于轴端与轴上零件的联接。
2）薄型平键键较薄，厚度约为普通平键的60% 70% ，也分为圆头、平头和单圆头。
【特点】传递的转矩较小【应用】常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
3）导向平键导向平键较长，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上零件可沿导向键作轴向移动。
为了便于装拆，在键上设有起键螺纹孔。
4）滑键当所需导向键太长时，由于制造困难，宜采用滑键。
滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴槽中移动。
2．半圆键联接【工作原理】与平键相同，同样是工作面受挤压。
【特点】键可以在键槽中摆动，以适应键槽的斜度；工艺性好，装配方便。
对轴的强度削弱较大。
【应用】适用于轻型机械；尤其是锥形轴端联接。
3．楔键联接【工作原理】键的上下面是工作面。
键和键槽均具有1：100的斜度。
第六章 键 花键 无键和销连接
圆柱销
圆锥销
内螺纹圆锥销
槽 销
开尾圆锥销
销轴和开口销
详细说明
销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢）。
式中：
k ≈ h/2
； l：为键的接触长度。
键连接6
键 联 接
l = L −b
圆头平键： 平头平键：
l=L b 单圆头平键： l = L − 2
[σp]、[p]：为许用挤压应力和许用压力。
（见表6－2） 注：当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180º布置。考 虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。
强度不够措施：1）双键，180°布置（按1.5个键计 算），三键120°布置 2）增大轴径d↑ 3) 增长L↑，但轮毂长↑受力不利 4）改用花键 一般L=（1.6~1.8）d≤2d↑
例题
花键连接1
§6-2 花键连接
一、花键连接的特点 花键连接由具有纵向键齿的外花键（花键轴）和内花键（花键 孔）组成。键齿侧面是工作面。可用于静连接，也可用于动连接。
特点：承载能力高，对中性和导向性好，对轴的削弱小。 但结构复杂，成本较高。 一般用于定心精度要求高、载荷较大的场合。
花键连接 矩形花键： 渐开线花键
花键连接，可通过磨削获得高精度。 分为：轻、中两个系列。 有：大径、小径和齿宽三种定心方式。 国家标准采用小径定心（定心精度高）。 渐开线花键：强度高，承载能力大，寿命长； 工艺性好，加工精度高； 齿形定心，有自动定心作用。
键连接2
键 联 接
用于静连接，应用极为广泛。 普通平键： 分为A型、B型、C型。
平键
导向平键 滑键
（见图6－2）
（见图6－1）
导向平键固定在轴上的键槽中，用于移动量不大的场合。 滑键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴上的键槽中移动，用于移 动量较大的场合。 2．半圆键连接 ． 键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴 上的键槽中摆动，以适应轮毂上键槽的斜度。 特点：安装方便。但对轴的削弱较大。 常用于锥形轴端与轮毂的连接。
花键连接、销连接详解
三、销连接
（3）异形销
异形销种类很多， 其中开口销工作 可靠，拆卸方便， 常与槽形螺母合 用，锁定螺纹连 接件。
二、销连接
（2）连接销：用于轴毂间或其他零件间的连 接
二、销连接
（3）安全销：安全装置中的过载剪切原件
二、销连接
2.按形状分为： （1）圆柱销 圆柱销靠过盈 与销孔配合， 为保证定位精 度和连接的紧 固性，不宜经 常装拆，主要 用于定位。
二、销连接
（2）圆锥销
圆锥销具有 1:50锥度，小 端直径为标准 值，自锁性能 好，定位精度 高，主要用于 定位，也可作 为连接销。
花键连接、销连接
1.组成： 内花键、 外花键
（a）内花键
（b）外花键
一、花键连接
2.类型（按齿形不同分）
（1）矩形花键
（2）渐开线花键
一、花键连接
3.定心方式： 大径定心、小径定心、齿面定心
（1）矩形花键
——小径定心（内 花键和外花键的小径为 配合面，大径有间隙）
一、花键连接
（2）渐开线花键 ——齿面定心（内、 外花键的齿顶和齿 根处有间隙）
一、花ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ连接
4.特点： （1）键齿数多，承载能力强 （2) 应力集中小，对轴和轮毂的强度削弱小 （3）轴上零件与轴的对中性好 （4）导向性好 （5）成本高 5.应用场合 适用于定心精度要求较高和承载能力较大、或经 常滑移的场合
二、销连接
1.按用途分为 （1）定位销：固定零件之间的相对位置
注意：定位销一般只受很小的载荷， 数目不少于2个
第6章 键花键无键联接销连接
目录
01.
02.
03.
04.
05.
06.
定义：键花键无键联接销连接是一种机 械连接方式，通过在销轴上设置键花， 使销轴与销孔之间形成紧密的连接。
应用：广泛应用于各种机械设备、汽车、 航空航天等领域。
作用：键花键无键联接销连接可以提高 连接的可靠性和稳定性，防止销轴在销 孔中松动或脱落，保证机械设备的正常 工作。
确保键花键无键联接销连接的尺寸和规格符合设计要求 注意键花键无键联接销连接的安装位置和方向，避免错误安装 检查键花键无键联接销连接的紧固程度，确保连接牢固可靠 定期检查键花键无键联接销连接的磨损情况，及时更换磨损严重的部件
定期检查：检查键花键无键联接销连接的紧固情况，确保连接牢固 清洁保养：定期清洁键花键无键联接销连接，保持清洁，防止锈蚀 润滑保养：定期润滑键花键无键联接销连接，保持润滑，防止磨损 更换保养：定期更换磨损严重的键花键无键联接销连接，确保连接安全可靠
市场需求：随着工业自动化和智能化的发 展，键花键无键联接销连接的市场需求将 不断增加。
技术进步：随着科技的不断进步，键花键 无键联接销连接的技术水平将不断提高， 满足更多应用场景的需求。
应用领域：键花键无键联接销连接的应用 领域将不断扩大，包括汽车、航空航天、 医疗等领域。
市场竞争：随着市场竞争的加剧，键花 键无键联接销连接的生产企业需要不断 提高产品质量和降低成本，以保持竞争 优势。
优点：结构简单、安装方便、成本低廉、 易于维护。
适用于各种机械设备、汽车、航空、 航天等领域
适用于需要快速拆卸和安装的场合
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适用于需要高强度、高可靠性连接 的场合
机械设计-第六章 键、花键、无键连接和销连接
本章讲述实现轴与轮毂之间的周向固定并传递转矩方 法，也称为轴毂联接。常用零件有键、花键、销和紧定螺 钉等
§6-1 键连接
一、键连接的功能、分类、结构形式及应用 定义：把轴和轴上零件的轮毂联接起来的标准零件。 作用：传递转矩，实现轴上零件的周向固定，有时
可实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。 类型：按键的结构形式可分为平键、半圆键、楔键、
一、花键连接的类型、特点和应用 优点：①齿多，且每个齿受力均匀，承载能力强；
②键槽浅，齿根处应力集中小，对轴、毂的强度削弱小； ③导向性好，可适应轴上零件的滑移；④对中性好；
缺点：加工复杂，成本较高。 应用：传递载荷大，对中性要求较高的动、静联接。 分类：矩形花键和渐开线花键 1、矩形花键 轻系列：用于静联接或轻载联接 中系列：用于中等载荷的联接。 定心方式：小径定心（外花键和内花键的小径为配 合面，大径处有间隙），定心精度高，稳定性好。
挤压强度校核：
可见联接的挤压强度不够。采用双键，相隔180°布置。
双键的工作长度：l=1.5×70=105mm，则
③ 结果键的标记为：键20×90GB/T1096-1979 （一般A型键可不标出“A”，对于B型或C型键， 须将“键”标为“键 B”或“键C”）。
§6-2 花键连接
花键联接是平键联接在数目上的发展，由外花键 和内花键组成的联接，适用于动、静联接。
键的截面尺寸：根据d=70mm，查表6-1，b=20mm，
h=12mm。
键的长度：由轮毂宽度及键的长度系列，L=90mm。
② 校核键联接的强度 许用挤压应力：键、轴和轮毂的材料都是钢，查表6-2， 取 [σ]p=110MPa； 键的工作长度：l=L-b=90-20=70mm； 键与轮毂键槽的接触高度：k=0.5h=0.5×12=6mm；
第六章 键、花键、无键连接和销连接
B
14
≈d/2
三) 键联接的强度计算
1．平键联接受力分析
联接工作面（侧面） ——受挤压力F
F 2T N d
键的截面——受剪力： F 2T N d
式中：T——转矩，N·mm d——轴的直径，mm
k
F
F
T 平键联接受力情况
15
2．失效形式及计算准则
失效 形式
联接工作 静联接——较弱零件（通常是轮毂）被压溃。 主要失效形式
缺点：键槽较深，对轴的强度削弱较大。
主要用于载荷较轻的静联接，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接。 5
普通楔键
楔键联接
N
fN
工作面
T
1∶100
钩头楔键
fN N
工作原理——键的上下两面为工作面，其上表面和轮毂槽底均有1：100的斜
度。装配时，将键沿轴向打入轴和轮槽内，工作表面上产生很大的正压力， 工作时，依靠工作面上正压力产生摩擦力传递转矩T.
导向平键是一种较长的平键，键用螺钉固定在轴的键槽中，轴上零件可 沿键作轴向滑移。常用于轴上零件轴向位移量不大的场合。 变速箱齿轮
12
滑键——用于动联接，轴上铣出较长的键槽，滑键固定在轮毂上，
轴上零件带动键在轴上键槽中作轴向滑移。用于轴上零件轴向位移量较 大的场合。
13
二）键的选择
1. 键的类型选择——键的类型应根据连接的结构特点，使用要求和 工作条件来选择。
L
h
l
l =L
盘铣刀加工键槽
但对于尺寸较大的键需用紧 定螺钉将键固定在轴上键槽 中。
10
L
3) 单圆头平键（C型）
单圆头平键具有A、B键的特点
轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与
键花键无键连接和销连接
性好，但应力集中大
键圆头不能充分利用
A型
一、键连接的功能、分类、结构形式及应用
1、平键联接 (4)分类:
圆头(A型) 普通平键 平头(B型) 单圆头(C型) 薄型平键 导向平键 滑键
盘铣刀加工键槽，应力集中小
键全长可以充分利用 尺寸较大的键易松动2T 103 p p zlhd m
§6-3
无键连接
一、型面连接
1、定义：
是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合 以传递运动和转矩的可拆联接，它是无键联接的一种型式。
2、特点：
装拆方便，对中性好
连接面上没有应力集中源，减少了应力集中 切削加工较复杂，不易保证配合精度，应用尚不广泛
二、涨紧连接
1、定义 指在毂孔与轴之间装入胀紧联接 套，在轴向力作用下，同时胀紧 轴与毂而构成的一种静联接。
二、涨紧连接
1、定义 指在毂孔与轴之间装入胀紧联接 套，在轴向力作用下，同时胀紧 轴与毂而构成的一种静联接。
Z1 型 胀 套
一个胀紧套 两个胀紧套
Z2型胀套中，与轴或毂孔贴合的套筒均有纵向间隙，以利于变 形和胀紧。拧紧联接螺钉，便可以将轴和毂胀紧。
120˚ ~130˚
d
一对楔键分别从轮毂两端打入 （5）应用： 用于载荷大，对中要求不严格的场合 直径大于100mm轴上，如大型带轮等
二、键的选择和键连接强度计算
1、键的选择
根据轴径→键的截面尺寸b、h查表选取 长度L参照轮毂长度从标准中选取
二、键的选择和键连接强度计算
2、键连接的强度计算 (1)平键连接的强度计算
2T 103 p [ p ] kld
k=0.5h