花键联接
机械设计课件：键 联 接 和 花 键 联 接
各键齿承载均匀，承载力大, 键槽浅，对轴损伤较小。
加工要用专用设备，成本高。
4·失效形式:
静联接: 齿面压溃。
动联接: 工作面磨损。
5. 花键联接的强度校核:
1)静联接: T K z h l rm P
2)动联接:
[σ]P,[p]
T K
－表10ห้องสมุดไป่ตู้11
zh
p.156
l
rm
p
K－载荷不均匀系数,K=0.7～0.8 ;
紧产生偏心, 对中性差, 不适于高速及对中要求高的场合
四. 切向键 P.154 结构 : 1.一对楔键组成, 上下窄面为工作面
2.只能单向传递转矩 双向传递 : 两对切向键 (120°～130°分布) 特点 : 承载力大→重型机械
T
(二)键的选择及平键的强度校核 P.154
一.键的选择 →(工作要求) 键的种类→按轴径 d选键
与轮毂键槽底面有间隙, 键在轴上键槽中能 绕其圆心转动。 △工作原理: 同平键
△构造与加工: ┌键：用圆钢切制或冲压后磨削 └键槽: 盘状铣刀加工
△失效形式: 键剪断, 工作面压溃。
△特点: 便于安装, 对中好, 用于 锥形轴端, 但对轴削弱大→轻载联接。
△成对使用: 承载能力不够时用, 沿同一母线布置。
的b 、 h→选键长L(标准 ; 短于轮毂寛度) 表10-9
二.平键的强度校核 P.152
b
h/2
1.静联接 →压溃→挤压强度
p
l
Ft h/2
4T l hd
p
Mpa (10-27)
2.动联接
→磨损→压强
p 4T p
l hd
圆头: l =L－Tb 平头: l =L 单圆头: l =L－b/2
键与花键(第7章)
C
dm d
D
挤压强度条件：
P
2000 T z hl dm
[ ]P
动联接（耐磨性条件）： P 2000 T [P] z hl 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）
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 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩
工作面
毂
轴
1:100
二、键联接的选择和强度校核
1、选择 类型尺寸： （b×h）×L
由轴径d 由轮毂宽
从标准中选b×h 选键长L（系列值）
由结构确定，而 不是由强度确定。
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。锥角一般为12.5~17°，另外要求内、外 环锥面配合良好。
l
L
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。
D d
§7—4 销联接
定位销——主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加 工和装配时的主要辅助零件。
2000T kld
[ ]P
允许传递的扭矩：
T
1 2
kld[
]P
T——扭矩（Nmm）k——工作高度 k=h/2
d——轴径（mm）
l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L C型键：l=L-b/2
L——公称长度
b）剪切强度条件
N 1000T / d 2 2000T [ ]
第四章 键和花键联接
第四章键和花键联接§4-1 键联接轴毂联接：轴与轮状零件的轮毂的联接。
L---键的公称长度，mm。
b---键宽，mm。
[]σ---许用挤压应力，MPa，表（6-1）。
p计算后若发现键的余量很大，可减小L或选较小尺寸的键。
若发现强度不足：若轮毂可加长，增加L ；若允许键的尺寸加大，增大键的尺寸；并非增大L---增大传力，由于误差，当d l 25.2≥时，再增大L ，并不能增大承载能力。
()d l 8.1~6.1max ≤若用单键不足，可用双键180布置或三键120布置。
这样布置，制造方便，对受力有利，对中性好。
计算时，二键、三键因受力不均，每键只75%承受载荷。
平键联接标注示例：A 型，b=16mm,h=10mm,L=100mm 键16*100 GB1096—79B 型 键B 16*100 GB1096—79C 型 键C 16*100 GB1096—79 （2） 薄型平键薄型平键与普通平键的区别是：键高是普通平键的60~70%，也分A 、B 、C 型，但传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
当被联接零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时，须用导向平键或滑键组成动联接。
（3） 导向平键导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上传动零件可沿键作轴向滑移。
若零件滑移距离较大时，所需导向平键长度过大，制造困难，宜用滑键。
型号：A 、B 型，适用与移动距离不大的场合。
（4） 滑键轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，所以键在键槽中能绕其几何中心摆的配合，只适用与对中性要求不高，低速、轻载、载荷平稳的场合。
为便于拆卸，楔键最好用于轴端。
若用于轴中部又不能先装键时，轴上键槽至少应为2L。
钩头楔键拆卸较方便，但注意加安全罩。
失效：相互楔紧的工作面被压溃。
所以应校核各工作面的抗挤压强度。
强度计算：()[]MPa fd b bl T p p σσ≤+=610*123§4-2 花键联接花键联接由外花键和内花键组成。
键、花键联接特点和形式
●静联接的强度条件：
强度条 p2件 T d1k30lp
b.动联接
失效形式：工作面过度磨损
●动联接的强度条件：
强度条 p2件 T130p
dkl
T 传递转矩 , N m
k 键与轮毂的接触高度 , k 0 .5 h
h 键高
b 键宽
l 键的工作长度
圆头 l L b
方头 l L
半圆头 l L b 2
两个半圆键——同一条母线上 两个楔键——900~1200布置
●计算时按1.5个键计入
§6-2 花键联接
一．类型（内外之分）. 1．矩形花键：轻系列用于静联接、轻载
中系列用于中等载荷
☆定心方式：小径定心 内、外花键均可用磨削的方法加工。
2．渐开线花键：
α=30°时齿顶高0.5m，用于较大载荷，静动皆可 α=45°时齿顶高0.4m，对轴的削弱比30°的小，用于 载荷较小直径较小的静联接、特别是薄壁零件。
3．楔键：普通楔键、钩头楔键—静联接
工作面为上下两面 ，侧面与键槽间要有间隙
☆☆能承担单向轴向力，既起周向定位作用，也起单向 轴向定位作用 。但会引起偏心和偏斜，主要用于定心 精度要求不高和低转速的场合。
1：100
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
4．切向键—静联接
由一对斜度为1：100的楔键组成，其工作面是由一 对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。单个时只 能传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的 双键且夹角为120°。一般用于直径大于100cm的 轴上，如大型带轮、飞轮
不起轴向定位作用，不能承担轴向力。 (1)普通平键—静联接（轮毂在轴上不移动）
圆头(A型) 方头(B型) 单圆头(C型)
第五章键与花键联接-Chinareducers
第12章轴毂联接（计划学时：2h）（一）教学要求掌握平键、花键联接设计计算方法，了解其它联接的类型与特点（二）教学的重点与难点平键、花键联接强度计算（三）教学内容§1 键联接键是一种标准件，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。
一、键联接的类型与构造两大类型：1类：松键联接——靠侧面挤压，圆用方向剪切承载，工作前不打紧1）平键；2）半键；3）花键平键——普通平键；导键与滑键。
普通平键：A型、B型、C型2类：紧键联接1）楔键联接；2）切向键联接——工作前不打紧，靠摩擦力工作。
1、平键1）普通平键——用于静联接—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。
型式：圆头（b图）—A型（常用）—为防转、键（指端铣刀加工）与槽同形、键顶上面与毂不接触有间隙方头（c图）—B型—移用螺钉固定，轴键槽必用盘铣刀加工装配后两端未顶紧头圆头（d）—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、单圆头用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接3）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导向——键不动，轮毂轴向移动动联接——键随轮毂移动，滑移距离大时采用滑键 要求：粗糙度小，光洁度高，摩擦小，否则寿命短。
当移动距离为200~300mm 用滑键特点：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，易串动（轴向），不能承受轴向力。
计算：当材料构造尺寸初定后，求得扭矩后再按要求、工作特性选好类型，然后由由（轴径）d 查手册 b （宽）×h （高）×L （长）→强度验算 （强度条件为P P ][σσ≤） 标注：键18×100 GB1096-79 （A 型键A 不标） 例： 键B18×100 GB1096-79 （B 型键） 2、半圆键——用于静联接（松联接）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。
花键联接
过盈联接
4.4 无键联接
按配合面的形状不同，可分为圆柱面过盈联接（图a）和圆锥面过盈联接(图b） 两种。 圆柱面过盈联接的装配可采用压入法或温差法。压入法一般只适用于配合尺 寸和过盈量都较小的联接。温差法常用于要求配合质量高、配合尺寸和过盈量 都较大的联接。
4.4 无键联接
圆锥面过盈联接是利用轴毂之间的 轴向位移来实现的，主要用于轴端联 接。 圆锥面过盈联接可用液压压入法装 配，装配时，用高压油泵将高压油通 过油孔和油沟压入联接的配合面间， 使毂孔直径胀大，轴径缩小，同时施 加一定的轴向力使之相互压紧，待零 件压紧到预定的轴向位置时，放出高 压油，而形成过盈联接。拆卸时再压 入高压油，两件即可分离。
减速器输出轴及键槽尺寸标注41键联接1键的类型及尺寸选择齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好故选用a型平键连接键2070gb156479根据轴颈d75mm由表41查得键宽b20mm键高h12mm因轮毂长度为80mm故标准键长l70mm将llb702050mmk04h041248mm代入公式41得挤压应力为2验算挤压强度由表41查的轻微冲击载荷时的许用挤压应力为所以挤压强度足够由普通平键标准查得轴槽深75mm毂槽深49mm
端部形状有圆头（ A型）、平头（ B型）和单圆头（ C型）三种
A型
B型
C型
C型键用于轴端。 A、 C型键的轴上键槽用端铣刀切制，对轴应力集中较大。 B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出，轴上应力集中较小。 键槽铣制点击查看 B型键槽铣制点击Байду номын сангаас看
4.1 键联接
（2）导向平键（用于动联接）
（3）滑键
导向平键
滑键
4.1 键联接
2.半圆键联接
半圆键联接
3.楔键联接
6章-键花键连接
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。 按用途分
类 型 按形状分 联接销：用来实现两零件之间的 联接，可用来传递不大的载荷。 其类型可根据工作要求选定，其 尺寸可根据联接的结构特点按经 验或规范确定。必要时再按剪切 和挤压强度条件进行校核计算。
§6－4 销联接
定位销 联接销 安全销
潘存云教授研制
静联接[σp ] 动联接[p ] (空载下移动) 动联接[p ] (在载荷下移动)
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
§6－3
无键联接
一、型面联接（成型连接） 型面联接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。 由于型面联接要用到 非圆形孔，以前因其加工 困难，限制了型面联接的 应用。
胀紧联接是在轴与毂孔之间 装配一个或几个胀紧联接套， 在轴向力的作用下，同时胀紧 轴与毂产生压紧力，靠摩擦力 传递转矩和轴向力的一种静联 接。 结构类型：Z1型胀套、Z2型胀套
潘存云教授研制
潘存云教授研制
1) Z1型胀套
潘存云教授研制 潘存云教授研制
两个胀紧套 一个胀紧套
2) Z2型胀套
Z1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 可以将轴和毂长进。
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。 按用途分
类 型 按形状分
安全销：作为安全装置中的过载剪 切元件。安全销在过载时被剪断， 因此，销的直径应按剪切条件确定。 为了确保安全销被剪断而不提前发 生挤压破坏，通常可在安全销上加 一个销套。
第6章 键、花键、无键 联接和销联接
二. 键的选择
1. 类型的选择：据联接的结构、使用特性、工作条件来选择。选 择时应考虑的因素有：
1）需传递扭矩的大小； 2）是否有相对运动； 3）滑动距离的长短； 4）联接中对心性的要求； 5）是否有轴向定位； 6）键在轴上的位置（中、端）等。 2. 尺寸的选择：
由轮毂的长度定：略 小于轮毂的长度 所选长度应符合国标 中规定的长度系列。
1： 100
工作面
方头楔键
钩头楔键
圆头楔键
4.切向键： 两个楔键成对布置在轴断面的切线上，一个切向键
可承受很大的单向转矩。当要传递双向转矩时，需 采用两个切向键。
工作面
工作面：相互平行的两个窄面 工作原理：靠工作面的挤压力和轴与轮毂的摩擦力传递转矩 特点及应用： 对轴的强度削弱较大。一般用于轴径大于100mm的轴 上 。
4）滑键
2.半圆键联接
工作面：键的两侧面 工作原理：靠键与键槽的互压传递转矩。 特点及应用：工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度 削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。
工作面
3.楔键
工作面：键的上下表面 工作原理：靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向 的轴向力，起单向轴向固定。 特点及应用：联接可靠，但对中精度差。适用于定心精度 要求不高，低转速的场合。
3
式中：—载荷系数， = 0.70.8；
l
--为齿的工作长度，mm；
假设各齿的压力的合力作用在平均半径dm处： d D d m
h--为齿的工作高度, 30 时h m 45 时h 0.8m ，
2
§6-3 无键联接
1.形面联接：光滑的非圆形截面 装拆方便；对中性好；应力集中小，但加工复杂。
2T 103 p [ p] kld L
键花键联接
标记示例
2．半圆键联接
半圆键也是以两侧面为工作面。 特点：它与平键一样具有定心较好的优点。 半圆键能在轴槽中摆动以适应毂槽底面，装配方 便。它的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适用于 轻载联接。 锥形轴端采用半圆键联接在工艺上较为方便.
半圆键联接
3．楔键联接和切向键联接
滑移的联接。
分 类
花键联接可以做成静联接，也可以做成 动联接，一般只验算挤压强度和耐磨性。
分 类
矩形花键，可查得大径 D 、小径 d 、键宽 B( 以上单位为 mm) 和齿数 z ，设各齿压力的合 力作用在平均半径 rm处，载荷不均匀系数 K＝ 0.7～0.8，则联接所能传递的扭矩： 静联接： T＝Kzhl′rm[σp] 动联接： T＝Kzhl′rm[p]
A型
B型
C型
普通平键
A型
B型
C型
导向平键
导向平键较长，用螺钉固定在轴槽中， 为便于装拆，在键上制出起键螺纹孔。 其实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。
如变速箱的滑移齿轮采用导向平键。
键联接设计内容 (1)选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求
(2)尺寸选择：按轴径d选键的截面尺寸b×h(查标准)
销
联
接
销的主要用途是固定零件之间的相互 位置，并可传递不大的载荷。 材料：销的常用材料为35、45钢。
销
分类：销的基本形式为圆柱销和圆锥销。 特点：圆柱销经过多次装拆，其定位精度会降 低。圆锥销有1：50的锥度，安装比圆柱销方 便，多次装拆对定位精度的影响也较小。
特殊形式的销
图 c 是大端具有外螺纹的圆锥销，
开口销
销孔的加工
便于拆卸，可用于盲孔；
机械设计：第六章 键、花键联接
63~250 9.0
键槽
t1 半径r
1 1.4 0.08~0.16 1.8 2.3
2.8 0.16~0.25 3.3 3.3 3.3 3.8 0.25~0.4 4.3 4.4
4.9 5.4 0.4~0.6
●静联接的强度条件：
强度条件
p
2T 103 dkl
p
b.动联接
失效形式：工作面过度磨损
b
b
b
h t
d-t
t1 d+t1dBiblioteka 潘存云教授研制A型
C×45˚或r
B型
C型
h R=b/2
b L
L
L
标记实例： 圆头普通平键(A型): 键16×100 GB1096—79 键 b XL GB.. 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
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
> 65~75 20 12 > 75~85 22 14
工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙（图上未画出）
双钩头滑键
结构特点：两端有钩头，键固定 在轮毂上，键短，槽长。
潘存云教授研制
单圆钩头滑键
结构特点：单圆钩头，嵌入轮毂中。
键联接花键联接成形联接和销联接
第十三章键联接、花键联接、成形联接和销联接§13-1 键联接键联接由键、轴和轮毂组成，它主要用以实现轴和轮毂的周向固定和传递转矩。
键联接的主要类型有：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。
它们均已标准化。
一、平键联接如图13-1 a所示，平键的两侧面是工作面，平键的上表面与轮毂槽底之间留有间隙。
这种键的定心性好，装拆方便，应用广泛。
常用的平键有普通平键和导向平键。
普通平键按其结构可分为圆头（称为A型）、方头（称为B型）和单圆头（称为C型）三种。
图13-1 b为A型键，A型键在键槽中固定良好，但轴上键槽引起的应力集中较大。
图13-1 c为B型键，B型键克服了A型键的缺点，当键尺寸较大时，宜用紧定螺钉将键固定在键槽中，以防松动。
图13-1d为C型键，C型键主要用于轴端与轮毂的联接。
图13-1 e为导向平键，该键较长，键用螺钉固定在键槽中，键与轮毂之间采用间隙配合，轴上零件可沿键作轴向滑移。
a) b) c) d) e)图13-1 平键联接二、半圆键联接图13-2所示为半圆键，半圆键的工作面也是键的两个侧面。
轴上键槽用与半圆键尺寸相同的键槽铣刀铣出，半圆键可在槽中绕其几何中心摆动以适应毂槽底面的倾斜。
这种键联接的特点是工艺性好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接；但键槽较深，对轴的强度削弱较大，一般用于轻载静联接。
图13-2 半圆键联接三、楔键联接和切向键联接图13-3所示为楔键联接，楔键的上、下两面为工作面。
楔键的上表面和与它相配合的轮毂键槽底面均有1:100的斜度。
装配时将楔键打入，使楔键楔紧在轴和轮毂的键槽中，楔键的上、下表面受挤压，工作时靠这个挤压产生的摩擦力传递转矩。
如图13-3所示，楔键分为普通楔键和钩头楔键两种，钩头楔键的钩头是为了便于拆卸的。
图13-3 楔键联接楔键联接的主要缺点是键楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜，因此楔键联接一般用于定心精度要求不高和低转速的场合。
《机械设计》第五章键连接
《机械设计》第五章键连接
二、花键联接的设计计算
设计： 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
《机械设计》第五章键连接
C
h
C
dm d
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
《机械设计》第五章键连接
d
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。
《机械设计》第五章键连接
特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的 联接
《机械设计》第五章键连接
§5—3 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、型面联接
轴和毂孔有柱形和圆锥形等。
《机械设计》第五章键连接
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。
《机械设计》第五章键连接
1、平键联接的强度校核
a) 挤压强度条件为：
Pk N l1k 0 T l/d 0 2 0 2k0 T l d 0 []0 P
允许传递的扭矩：
T
1k 2
ld[]P
T——扭矩（N.mm） k——工作高度
k=h/2
d——轴径（mm）
l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L
第五章 键与花键联接
§5—1 键联接
第四章 键和花键联接
第四章键和花键联接§4-1 键联接轴毂联接：轴与轮状零件的轮毂的联接。
L---键的公称长度，mm。
b---键宽，mm。
[]σ---许用挤压应力，MPa，表（6-1）。
p计算后若发现键的余量很大，可减小L或选较小尺寸的键。
若发现强度不足：若轮毂可加长，增加L ；若允许键的尺寸加大，增大键的尺寸；并非增大L---增大传力，由于误差，当d l 25.2≥时，再增大L ，并不能增大承载能力。
()d l 8.1~6.1max ≤若用单键不足，可用双键180布置或三键120布置。
这样布置，制造方便，对受力有利，对中性好。
计算时，二键、三键因受力不均，每键只75%承受载荷。
平键联接标注示例：A 型，b=16mm,h=10mm,L=100mm 键16*100 GB1096—79B 型 键B 16*100 GB1096—79C 型 键C 16*100 GB1096—79 （2） 薄型平键薄型平键与普通平键的区别是：键高是普通平键的60~70%，也分A 、B 、C 型，但传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
当被联接零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时，须用导向平键或滑键组成动联接。
（3） 导向平键导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上传动零件可沿键作轴向滑移。
若零件滑移距离较大时，所需导向平键长度过大，制造困难，宜用滑键。
型号：A 、B 型，适用与移动距离不大的场合。
（4） 滑键轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，所以键在键槽中能绕其几何中心摆的配合，只适用与对中性要求不高，低速、轻载、载荷平稳的场合。
为便于拆卸，楔键最好用于轴端。
若用于轴中部又不能先装键时，轴上键槽至少应为2L。
钩头楔键拆卸较方便，但注意加安全罩。
失效：相互楔紧的工作面被压溃。
所以应校核各工作面的抗挤压强度。
强度计算：()[]MPa fd b bl T p p σσ≤+=610*123§4-2 花键联接花键联接由外花键和内花键组成。
花键联接
作业：6—3， 6—4
,工艺性好，易获较高精度。
┌ 30° └ 45°
二 花键的强度计算
失效形式： ┌静联接: 齿面压溃, 个别齿根剪断或弯曲折断。 └动联接: 工作面磨损。
强度校核：
假设：载荷均匀分布，各键齿工作面上的压力的合 力F作用在平均直径dm处，T=zF× dm ／2
1.静联接 →压溃→பைடு நூலகம்压强度
p
2T103
zlhm d
p
2.动联接 →磨损→压强
p 2T 103 p ψ—载荷分配不均匀， 一般取0.7~0.8
zlhdm
h—花键齿面工作高度
p p －查表6-3
渐开线：α=30°h=mα=45°h=0.8m矩 形：h=（D－d）/2－2c
小结：1.键的功用、工作原理、分类及特点 2.平键联接失效形式、选择及强度计算 3 花键的特点，失效及强度计算
§6—2 花键联接
一 花键联接 的类型、特点和应用
结构: 花键轴及花键套（轮毂）周
向均布的多个键齿互相配合 构成联接
工作原理： 键两侧是工作面，靠键齿侧面间的挤压传递转矩。 ┌对中、导向性好。 特点 │各键齿承载均匀，承载力大, │键槽浅，对轴损伤较小。 └加工要用专用设备，成本高。
分类：
┌矩形花键(小径定心)：制造方便，应用最广 。 └渐开线花键(齿形定心)：键齿强度高，承载力大,
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花键联接
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。
一、类型、特点和应用
1、特点：
1）齿较多、工作面积大、承载能力较高；
2）键均匀分布，各键齿受力较均匀；
3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱小；
4）轴上零件对中性好；
5）导向性较好；
6）加工需专用设备、制造成本高。
2、花键类型
按齿形分：
①矩形花键已标准化——制造容易、应用广泛，分轻、中、重、
矩形花键
定心方式：
内径定心（新标准）—定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，加工较复杂，且硬度可高些。
当HRC>40，用外径定心不适合时，或D>120mm （工艺上不经济或达不到要求时），单件生产时采用。
外径定心—轴、孔加工简单（孔拉削）精度高，HRC过高，拉削加工困难（一般HRC<40），但现在可通过高频淬火提高硬度，拉削以后再热处理，加工性能变好，一般均可用外径定心。
侧面定心—定心精度不高，但载荷分布均匀，承载能力高，但零件易移动，侧面易磨损，使对中性变坏。
适于定心要求不高的重载联接（静联接）。
外径定心，内径定心，尺侧定心矩形花键连接
②渐开线花键（GB34781-83）
渐开线花键
齿廓为渐开线，可用齿轮机床加工，工艺性较好，制造精度高，齿根圆角大，应力集中小，易于对心。
但加工花键孔用渐开线拉力制造复杂，成本高，适宜于传递大扭矩，大直径轴。
渐开线花键齿形：①α=30°和α=45°；②ha=0.5m（m为模数）；③不根切最小齿数Ｚmin=4(一般Ｚ≥１０)
定心方式：
齿形定心——能自动定心，有利于各齿均载，应用广，优先采用。
3、三角形花键
内花键齿为三角形
外花键齿为渐开线（α=45°）加工方便，定心方式：齿侧定心
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。
二、花键联接的设计计算
设计：选花键类型→按轴径D定花键尺寸（矩形：Z—D×d×b）→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
∴一般进行挤压强度或耐磨性验算
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N作用在平均半径r m处。
花键的受力分析
T——传递扭矩（N.m），Z——花键齿数，l——键齿工作长度（mm）
h——键齿侧面工作高度（mm）
矩形：h=[(D-d)/2]-2c D—花键大径（mm）d—花键小径（mm）c—倒角尺寸渐开线：α=30°，h=m，α=45°时，h=0.8m
三角形花键：h=0.8m
d m——花键的平均直径mm。
矩形花键：d m=(D+d)/2
渐开线与三角形花键：d m=D f——分度圆直径（mm）
Ψ——花键各键齿受力不均匀系数Ψ =0.7～0.8
[σp][P]——许用挤压应用和比压
花键材料：高强度钢（σp≥600Mpa），滑动花键要经淬火或化学处理，以便有足够的硬度与耐磨性。