机械设计键与花键联接
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
机械设计键与花键连接习题含答案(OK版)
一、填空题[1]键“B18×80”的含义是__________B型_键宽18键长80_____________________。
[2]平键联接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为 1.5T，则应_安装一对平键_____________。
[3]设计键联接的几项主要内容是：a按轮毂长度选择键的长度, b按要求选择键类型, c按内径选择键的剖面尺寸, d进行必要强度校核。
具体设计时一般顺序为___bcad__________________。
[4]选择普通平键时，键的截面尺寸(b×h)是根据______轴颈_直径___________查标准来确定的,普通平键的工作面是_____两侧面__________。
[5]平键联接靠键和键槽的_______侧面挤压_____传力，高度方向有_______间隙________，不会影响轴与轴上零件的对中。
[6]键连接可分为_____平键___、________斜键____、___花键_________、_半圆键_________。
[7]键的剖面尺寸（b×h）是根据_________轴颈直径_____________从标准中选取出来的。
[8]普通平键联接中，平键的截面尺寸是由______轴颈直径___________________确定的；而平键的长度是由_________轮毂宽度_____________确定的，并应满足标准长度系列且小于轮毂与轴的配合段的长度。
[9]在平键联接工作时，是靠键和键槽侧面的_____挤压_______传递转矩的。
[10]平键连接可分为_________普通平键____________、_______导键滑键_____________等。
[11]平键联接中的静联接的主要失效形式为_______较弱零件的工作面被压溃____________，动联接的主要失效形式为_______磨损_____________；所以通常只进行键联接的________挤压___________强度或_______耐磨性________计算。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(键、花键、无键连接和销连接)【圣才出品
6.1 复习笔记一、键连接1．键连接概述（1）功能：键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂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滑动的导向。
（2）主要类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。
①平键连接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扭矩。
平键具有结构简单、装拆方便、对中性好的优点，但是平键连接不能承受轴向力，不能用于轴向固定。
其按用途可分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键。
a.普通平键按构造分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）；b.薄型平键与普通平薄的主要区别是键的高度约为普通平键的60～70%。
但薄型平键传递转矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合；c.导向平键长度较长，需用螺钉固定，为便于装拆，制有起键螺孔；d.滑移距离较大时，所需导向平键过长，制造困难，此时可采用滑键。
②半圆键连接半圆键工作时，靠其侧面来传递转矩。
优点：工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接；缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用于轻载静连接中。
楔键的上下两面是工作面，键的上表面和与它相配合的轮毂键槽地面均有1：100的斜度。
工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向的轴向载荷。
由于楔键楔紧后，轴与轮毂的配合易产生偏心和偏斜，因此主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。
④切向键连接切向键是由一对斜度为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。
当需要传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者之间的夹角为120°～130°。
2．键的选择和键连接强度计算（1）键的选择键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的横截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。
键的长度L一般可由轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂长。
（2）平键连接强度计算平键连接（静连接）的主要失效形式工作面被压溃，通常只按工作面上的挤压应力进行条件性强度计算导向平键连接和滑键连接（动连接）的主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性强度计算式中，l 为键的工作长度，圆头平键ｌ=L -b ，平头平键l =L ；为键、轴、轮毂三者p σ⎡⎤⎣⎦中最弱材料的许用挤压应力；[p ]为键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力。
机械设计 第06章 键连接
第六章 键、花键连接
3/28
1．平键联接
键联接1
平键的两侧面是工作面，上表面 与轮毂上的键槽底部之间留有间隙， 键的上、下表面为非工作面。工作时 靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。
根据用途，平键又可分为 普通平键 导向平键 滑键
第六章 键、花键连接 键 联 接 4/28
①普通平键
键联接1
普通平键主要用于静连接。 普通平键按构造分有：圆头平键（A型键），平头平键（B型键）和半 圆头平键（C型键）
花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。 花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。 花键联接按齿形不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类，且均已标 准化。
第六章 键、花键2/28
花键联接强度计算
花键联接2
花键联接的受力情况如右图。其主要失效形 式仍是工作面被压溃（静联接）或工作面过度磨 损（动联接）。
和精度要求高的连接，变载下易松动。
楔键分为普通楔键和钩头锲键盘。
双键：为保证连接具有较大的压紧力，相隔90-120度。
4．切向键
第六章 键、花键连接 键联接3
12/28
组成：由两个斜度为1:100的楔键组成。
工作面：上、下两面
工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩，
安装：有一个面必须与轴线共面，对轴的削弱较大，一般用于轴的直径为
渐开线花键 a=30°，h=m a=45°，h=0.8m
[p]、[p]为花键联接的许用挤压应力和许用压强
第六章 键、花键连接
§6-1 键连接 §6-2 花键连接
重点：平键尺寸选择及强度计算
第六章 键、花键连接
2/28
§6-1键连接
键联接1
一、键联接的功能、类型及应用
机械设计课件-键-花键联接
§6-4 销联接
§6-4
销联接
按作用分：定位销、联接销、安全销 ① 圆柱销， 起定位作用， 靠过盈配合固 定。经常拆卸 会降低定位精 度和可靠性。
Hale Waihona Puke ②圆锥销， 起定位作用。 常用于锥度 1:50．装配方 便，定位精度 高，多次拆卸 不会影响定位 精度。当大端 有螺纹时,用 于拆卸销。
安全装置中的过载元件
第六章键、花键、无键联接和 销联接
第六章键、花键、无键联接和销联接 （可拆联接）
§ 6-1键联接
键连接：用于轴与毂联接，传递转矩MT， 起周向定位作用，是一种标准件。
一、键连接的分类及其结构形式 1、类型 键
平键
半圆键
楔键
切向键
普 通 平 键
导 向 平 键
滑 键
普 通 楔 键
钩 头 楔 键
单 向
双 向
p
,表6-1 （轮毂材料）
强度不够时，用双键且对称布置，以1．5个键重校核
2.导向平键和滑键 （1）失效形式：工作面过度磨损 （2）计算准则：按压力进行 条件性计算
2T 10 p p kld
3
许用挤压应力
p ,表6-1
注：其他键联接按强度计算参看教材
§ 6-2 花键联接
1.失效形式:
{
静联接：工作面被压溃 动联接：工作面过度磨损
2.强度条件：
静联接：
p
2T 10 p zhldm
3 3
动联接：
2T 10 p p zhldm
载荷分配不均系数=0.7～0.8齿数多时取小值
工作高度
Dd h 2C 2
C为倒角尺寸
渐开线花键：
键花键联接
开口销
销孔的加工
No Image
4T [ ] 1:100斜面
材料
键的材料采用强度极限σB不小于600MPa 的碳素钢，通常用45钢。当轮毂用非铁金 属或非金属材料时，键可用20或Q235钢。
选择
键的截面尺寸应按轴径d从键的标准中 查取；键的长度L可参照轮毂长度从标准 中选取。必要时应进行强度校核。
失效形式
平键联接的主要失效形式是工作面的 压溃和磨损(对于动联接)。除非有严重过 载，一般不会出现键的剪断。
花键联接
轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接称为花 键联接。齿的侧面是工作面。
特点：由于是多齿传递载荷，所以花键联接比平键联 接具有承载能力高，对轴削弱程度小(齿浅、应力集中 小)，定心好和导向性能好等优点。
应用：它适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移 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。
方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。 单圆头键常用于轴端。
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) (3)键长选择：L=轮毂长-（5～10）mm（查标准） (4)强度校核：
Dd
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：
《机械设计》第五章_键连接-PPT文档资料-讲义
(a)
(b)
圆 头 — A型（常用）—键(a) 顶上面与毂不接触(b) 有间隙
方 头 — B型—常用螺钉固定
(c)
半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接
(c)
(d)
(c)
(c)
(d)
(d)
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
a)定位销
销套
安全销
b) 连接销
c) 安全销
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（右图）弹
性销，开口销，槽销和开口销等多种形 式
d)圆柱销，圆锥销
e)特殊形式销
§5—5 过盈联接
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——键不动，轮毂轴向移动 滑键——键随轮毂移动
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
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。
N10T0 /d2020T0 [0]
bl bl bld
2、半圆键联接强度校核
N10T0 /d2020T0 [0]
bl bl bld
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）增大轴径d↑ 3）增长L↑，但轮毂长↑受力不利 4）改用花键
§5—2 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
(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。
机械设计基础课件——第二章联接
▪ 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。其特点是工 艺性好，装配方便，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接，但是轴槽对轴 的强度削弱较大，只适宜轻载静联接。
▪ 3.楔键联接（图2-5）
▪ 键的上、下面为工作表面，键的上表面和轮毂槽底面均制成1∶100的 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。
第三节 螺纹联接和螺旋传动
▪
一、螺纹的主要参数
▪ 1.大径d
▪ 它是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。一般定为螺纹的公称 直径。
▪ 2.小径d1 ▪ 它是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。一般为外螺纹危险剖
面的直径。
▪ 3.中径d2 ▪ 它是一个假想圆柱的直径，该圆柱母线上的螺纹牙厚等于牙间宽。
▪
图 2-6
▪ 二、平键联接的选择计算
▪ 1.类型选择
▪ 键的类型应根据键联接的结构、使用特点及工作条件来选择。选择 时应考虑以下方面的情况：联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑 动距离的长短；键在轴上的位置等。
▪ 2.尺寸选择
▪ 根据轴的公称直径d,从相关手册中选择平键的尺寸b×h。根据轮毂 长度选择键长：静联接时键长应略小于轮毂长度，动联接时要考虑移 动距离；另外键长还应符合表中的标准长度系列。
▪ 7.牙型角（α）和牙侧角（β）
▪ 在轴向剖面内，螺纹牙型两侧边的夹角，用α表示。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的 夹角称为牙侧角，用β表示。
▪
二、螺纹的类型、特点和应用
▪ 1.三角螺纹
▪ 公制三角形螺纹的牙型角α＝60°，其大径d为公称直径。三角形螺纹的当 量摩擦系数大，自锁性能好,螺纹牙根部较厚，牙根强度高，广泛应用于各种 紧固联接。同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹， 其余都称为细牙螺纹。由图2-9a可见，细牙螺纹的螺距小且中径及小径均较 粗牙螺纹的大，故细牙螺纹的升角小，自锁性能好，但牙的工作高度小，不 耐磨、易滑扣，适用于薄壁零件、受振动或变载荷的联接，还可用于微调机 构中。
键连接和花键连接
（4）导向性好, （5）精度高 （6）承载能力高
缺点：（1）根部应力集中大,（2）成本高
加工
{ 轴： 滚、铣
孔： 拉、插
2、应用：动连接或静连接
3、类型：矩形花键、渐开线花键
4、工作面：侧面
（1）矩形花键 容易制造，应用广泛。
（2）渐开线花键： 强度高，寿命长
（二）花键连接强度计算 1.失效形式 静联接： 被压溃
切向键连接
切向键由两个具有1∶100斜度的楔键并合而成。装 配时将两键楔紧，上下两工作面平行，工作面上的压力 沿轴 的切线方向，能传递很大扭矩，多用于对对中性要 求不高的重型机械。
当传递双向扭矩时，需使 用两个切向键并相隔1200~1300 布置。
二、平键的尺寸选择和强度校核
1、平键的尺寸选择
宽×高×长：b×h×L （1）按轴径 d 查手册确定键宽 b 和键高 h
p 4T p MPa
dhl
（10-27）
许用挤压应力 p , 见表10-10
若强度不够时，可采用两个平键，相隔 1800布置。考虑 到载荷分布的不均匀性，强度校核按1.5个键计算。
三、花键连接
由轴和轮毂孔沿周向均布的多个键齿构成的连 接称为花键连接。
（一）、类型、特点及应用 1.特点：与键连接比较 优点：（1）受力均匀 （2）对轴削弱小 （3）对中性好
3. 安全销:
二、材料 一般：35，45
键连接设计与计算分析：
图示为在直径d = 80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱 齿轮，轮毂长 L = 1.5d，传递 扭矩T=1000Nm, 工作时有轻 微冲击，试确定平键的连接 尺寸，并校核其强度。
1）轴头的长度应较齿轮
轮毂的长度L短2~3毫米；
机械设计：第6章键和花键联接
lh：：齿齿的的工工作作长高度度（（矩渐mm形开渐三mm：线开角））Cd、线形m：d三：＝i倒：角h0＝角分.形5（m0度：.8(D圆模md+m(直数d模＝）径)数di)
dm：平均直径（mm）
[p]：许用挤压应力，查表
[p]：许用应力，查表。
第七章 过盈联接(interference fit joint)
t0
被包取容同件直冷径却间温隙度配t1合H7t1
max 0 1d 10 3
t0
／g6的最小间隙 δmax—标准配合的最大过盈量，μm
△0—防擦伤而留的最小装配间隙， μm
四、花键联接的强度计算
失效形式： 静联接为压溃； 动联接为过度磨损。
计算准则： 保证齿侧面的挤压强度和齿根的剪切强度
静联接的挤压强度：
p
2T 103
zhldm
[ p ]
2T 103
动联接的强度： p
[ p]
矩形：zhhl＝d0m.5(D－d)－2C
D：外花键的大径
：载荷分布不均匀系数，d：＝内0花.7~键0.的8 小径
2、分类（按齿形划分） ① 矩形花键(parallel-sided spline)
定心精度高 定心稳定性好 齿根强度低 应力集中较大
② 渐开线花键（involute spline）
工艺性好 制造精度高 根部强度大 应力集中较小 易于对中
③ 三角形花键(triangular spline)
齿数多 对轴强度削弱小 适用于轻载或薄壁零件
问题
键长不能超过2.25d 两个键按1200布置
楔键强度不够如何办？ 用双键；
三、花键（spline）联接的类型及特点
1、特点 键齿在轴上均匀分布，受力均匀； 对轴削弱减少，齿根应力集中较小； 由于键齿多，所以承载能力大； 对中性好，导向性好； 没有完全消除应力集中； 需用专用设备和工具加工，成本高。
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。
《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
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工作面
工作面
(a)
(a)
(b)
普通平键： (a)ห้องสมุดไป่ตู้
(b)
圆 头 — A型（常用）(a—) 键顶上面与毂不接(b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(c轮) 毂联接
(c)
(c)
(c)
(d)
(d)
N 1000T / d 2 2000T [ ]
bl
bl
bld
2、半圆键联接强度校核
N 1000T / d 2 2000T [ ]
bl
bl
bld
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）增大轴径d↑ 3）增长L↑，但轮毂长↑受力不利 4）改用花键
1:100
普通楔键：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
a) 挤压强度条件为：
P
N k l
1000T / d 2 k l
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
销套
安全销
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（右图）弹性销，开
口销，槽销和开口销等多种形式
§5—5 过盈联接 一、过盈联接的类型与应用
利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，一为包容 件，另一为被包容件
第五章 键与花键联接
§5—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
主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键 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
2、花键类型 按齿形分：
①矩形花键
d
矩形花键联接按新标 准为内径定心，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，应用广泛
30°
df
② 渐开线花键 定心方式为齿形定心，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
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 接应用较少
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
120°
1:100
b d b
b
t r
C×45° t
二、键联接的强度校核
失效形式：压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者） 磨损（动联接） 键的剪断（较少）
1、平键联接的强度校核
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
C
h
失效形式：①键齿的压溃（静联接）
②磨损（动联接）
N
③齿根剪断
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dm处，如图
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
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
§5—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。
联接销——主要用于零件间的联接或锁定，中图，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 ，右图
1 23 4
无辅助件（左图）——用于轴与轮毂联接，轮圈与轮芯的联接 及滚动轴承与轴及座孔的联接
有辅助件（右图）——借助于扣紧板或环将重型剖分零件2、4 沿接缝面3联接成一体，现大多由螺栓代替
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。
二、胀紧联接
如图为弹性环联接——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 （65，70，55Cr2、 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。
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）
§5—3 无花键联接
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。 特点：没有应力集中源，对中性好，承载能力强，装拆方便，
§5—2 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
dD
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，对轴的强度削弱减少 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
多用于高精度联接。但只能圆周固定，不能承受轴向力
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。
特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。
d
3、楔键联接
1:100
工作面
(d)
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——键不动，轮毂轴向移动 滑键——键随轮毂移动 特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，