键花键无键连接和销连接
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。
机械设计第八版键花键无键联接销连接
> 65~75 20 12 > 75~85 22 14
宁夏大学专用
键旳尺寸
续表6-1 键槽
C或r
L
t
t1 半径r
0.16~0.25
6~20
6~36 8~45
1.2 1 1.8 1.4 0.08~0.16
潘存云教授研制
2.5 1.8
10~56 3.0 2.3
0.25~0.4 0.4~0.6
14~70 3.5 2.8 18~90 4.0 3.3 22~110 5.0 3.3 28~140 5.0 3.3 36~160 5.5 3.8 45~180 6.5 4.3 50~200 7.0 4.4
潘存云教授研制
(3)载能力高; 因齿槽浅，齿根应力集中小 齿数多，总接触面积大
(4)轴上零件与轴旳对中性好；对高速及精密机器很主要
(5)导向性好; 对动连接很主要
(6)可用磨削措施提升加工精度 及连接质量。
缺陷：齿根仍有应力集中，需专 用设备制造，成本高。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
应用：定心精度要求高、载荷大，或经常滑移旳连接。
间隙
特点：定心好、装拆以便。
一般平键 种类
导向平键
潘存云教授研制
轴
工作面
潘存云教授研制
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
一般 圆头(A型) 用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。
平键 平头(B型) 用盘铣刀加工，轴旳应力集中小。
构造 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
一般平键应用最广。
作者： 潘存云教授
二、平键连接旳强度校核
第六章 键、花键、无键联接和销联接(1)
（一）型面联接
§5—3 无 键 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。
特点：没有应力集中源，对中性好，承载能力强，装。
（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°。
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：
P
2000T z hl dm
[ ]P
动联接（耐磨性条件）：
P 2000T [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）
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°。
二、键的选择和键联接的强度校核
1．键的选择
键:45钢,σB < 600 MPa 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：
键和滑键三种。 普通平键的端部形状：
圆头（A型）、方头（B型）、单圆头（C型）。
1）普通平键 用于静联接，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。
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
2）d↑ 3）L↑，但轮毂↑受力不利 4）改用花键
06 键、花键、无键联接和销联接
d
T
k 0.5h
b l L （C型） 2 P : 键、轴、轮毂三者许用压力的最小值，MPa。P106表6-2
l L b（A型）
l L（B型）
2. 键联接的强度计算
导向平键连接和滑键连接（动连接）
主要失效形式: 工作面被压溃；通常按工作面上 的挤压强度进行校核计算。 强度条件
锥体 ----能同时传递扭矩和轴向力，用于不 允许有间隙和要求高可靠性的场合
特点：
1) 装拆方便，对中性好；
2) 联接面上没有键槽和尖角，减少了应力集中；
3) 可传递较大的扭矩； 4) 切削加工有难度，不易保证配合精度。目前应用还不广泛。
（一）型面联接
常用联接型面有：
D
带切口的圆形 方形 六边形 等距曲线
§6－1 键联接 §6－2 花键联接 §6－3 无键联接
§6－4 销联接
基本要求
1、熟悉键联接的类型、特点；
2、掌握平键联接的工作原理、结构特点，平 键的剖面尺寸和长度的确定方法及平键联接 强度校核的计算方法； 3、了解花键联接的齿形、特点、工作原理； 4、对销联接、无键联接作一般性了解。
重点内容
§6-3 无键联接
轴与毂的联接不用键或花键
型面联接 胀紧联接
（一）型面联接
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联接。 以前因加工非圆形孔困难，限制了其应用。
但随着成型工艺的发展，促进了型面联接的 应用。
（一）型面联接
配合部 分形状
柱体 ----只能传递扭矩
尺寸选择
平键的截面尺寸 b×h： 根据轴径 d 由标准中查得； 键长 L：应略短于轮毂的长度，并符合标准中规定的 尺寸系列。 导向平键的键长 L----按轮毂的长度及其滑动距离而定。
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。
第6章 键联接解读
安全销
类
型
圆柱销
按形状分
特点： 靠过盈配合固定在销孔中，经多次拆装后，定
位精度和可靠性会降低。
§6－4 销连接
定位销
按用途分 连接销
安全销
拆装
类
方便
型
圆柱销
用于
圆锥销
盲孔
按形状分
特点：
有1:50的锥度， 可反复多次拆装。
螺母锁紧 抗冲击
§6－4 销连接
定位销
按用途分 连接销
安全销
类
型
圆柱销
按形状分
§6-1 键连接
薄型平键与普通平键的主要区别：
键的高度约为普通平键的70%~ 60%，因而传递 扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径 向尺寸受到限制的场合。
普通平键应用最广。
导向平键 滑键
----用于动连接 如变速箱内的滑移齿轮
固固定定螺螺钉钉
潘存云教授研制
起起键键螺螺孔孔
导向平键
特点： ● 长度较长，需用螺钉固定。 ● 可实现轴上零件的轴向移动，
30 ~ 45
钢
50
40
30
§6-1 键连接
（1） 平键连接强度计算
（2） 半圆键连接强度计算
按工作面的挤压应力进行强度校核计算
---只用于静连接，失效形式为工作面被压溃 注意：
● 接触高度 k 应根据键的尺寸从标准中查取。
● 工作长度近似地取其等于键的公称长度：l = L。
l k
b F
T
y≈d/2
F
F d
h
d
2
b h
k= 2
d
T
§6-1 键连接
普通平键连接的挤压强度条件：
机械设计第六章教案
第六章键、花键、无键连接和销连接课堂类别：理论教学目标：通过本次课的学习，使学生掌握平键、花键联接设计计算方法，了解其它联接的类型与特点教学重难点：重点：平键、花键联接强度计算难点：无教学方法与手段：1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发2.教学手段：课件演示、视频课件主要教学内容及过程一、键联接的类型与构造松键联接——靠侧面挤压，圆用方向剪切承载，工作前不打紧1）平键；2）半圆键；3）花键平键——普通平键；导键与滑键。
普通平键：A型、B型、C型紧键联接：1）楔键联接；2）切向键联接1、平键普通平键——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。
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由（轴径）d 查手册 b （宽）×h （高）×L （长）→强度验算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。
特点：工艺性好，装配方便，尤其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。
3、楔键联接——紧联接普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100斜度（侧面有间隙），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。
二、键联接的强度校核失效形式： 压溃（键、轴、毂中较弱者——静联接）磨损（动联接）键的剪断（较少）1、平键联接的强度校核。
普通平键：a) 则其挤压强度条件为：P d P kldT l k T l k N ][2000/10002σσ≤=⋅=⋅= Mpa ][P σ——许用挤压应力 Mpa T ——扭矩（Nmm ）k ——工作高度 k =oh/2l ——工作长度 d ——轴径（mm ）b ）剪切强度条件：导向平键、滑键（动联接）][1023P kldT P ≤⨯= Mpa[P]——许用比压][2000/10002ττ≤===bldT bl T bl N d ][τ——键的许用剪应力（N/mm 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、静联接类型、特点和应用1、特点：2、花键类型 ①矩形花键 ③渐开线花键 ③三角形花键二、花键联接的设计计算无键联接：用非圆剖面的轴与毂孔构成的联接——称成型联接型面联接 轴和毂孔有柱形的和圆锥形的。
第6章键-花键-无键连接和销连接
机 械
键的截面尺寸b×h按所在轴段直径d从标准中选定。
设 计
键的长度L一般可按轮毂的长度而定,即键长等于或 略小于轮毂的长度；
上 邓
而导向平键的长度则按零件所需滑动距离而定。 召
义
重要的键连接在选出键的类型和尺寸后，还应进行
强度校核计算。
普通平键和普通楔键的主要尺寸见表，所选定的键 长应符合标准规定的长度系列。
3
普通平键：按构造分，有圆头（Ａ型）、 平头（Ｂ型）以及单圆头（Ｃ型）三种， 其结构形式如下图所式：
机 械 设 计 上 邓 召 义
2020年10月11日
第六章键-花键-无键连接和销连接
4
特点：
续
A型平键的键槽用端铣刀加工，键在槽中固定 良好，但键槽引起的应力集中较大,其圆头部分 侧面与键槽并不接触，未能充分利用；
圆头平键l=L-b/2，L为键的长度，b为 键的宽度
上 邓 召 义
2020年10月11日
第六章键-花键-无键连接和销连接
7
2.半圆键
机
械
设
半圆键连接如右上图所示。轴上键槽用尺寸与半圆键 计
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。半圆键工作时，
上 邓 召
靠侧面来传递转矩。
义
特点：工艺性较好，装配方便；但轴上槽较深对轴的 强度削弱较大。
在轮毂的键槽中。键的顶面与轮毂之间有少量间 机
隙，键靠侧面传递扭矩。
械 设
轮毂与轴通过圆柱表面配合实现轮毂中心与轴心 计
的对中。
上 邓
根据用途不同，平键可分为普通平键、薄型平键、召义 导向平键和滑键四种。
其中:普通平键和薄型平键用于静连接，
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；
键6答案
姓 学
-3-
任课教师 批改日期
机械设计作业集 出正确的结构图（在原图上双楔键联接
（c）传递双向转矩的切向键联接
（d）楔键联接
（e） 半圆键联接
（f）圆锥销定位
题 6—29 图
6—30 已知图示的轴伸长度为 72 mm，直径 d=40 mm 配合共查为 H7/k6，采用 A 型普通平键 联接。试确定图中各结构尺寸、尺寸公差、表面粗糙度和形位公差（一般键联接） 。
名 号
任课教师 批改日期
学
-1-
机械设计作业集 型式，他们的使用特点各是什么？与之相配的轴槽是如何加工的？其工作长度和公称长度之间各 有什么关系？ 答：A 型：轴槽由指状铣刀铣出，圆头键在键槽中固定牢固，键槽应力集中较大，圆头部两侧面 不工作，工作长度与公称长度之间的关系：l=L－b。 B 型：轴槽由盘状铣刀铣出，方头键在键槽中常用螺钉紧固，键槽应力集中较小，工作长度： l=L。 C 型：轴槽由指状铣刀铣出，一头圆一头方用于轴端与毂类零件联接，安装方便。工作长度： l=L－b/2。 6—21 半圆键联接与普通平键联接相比，有什么优缺点？它适用于什么场合？ 答：轴槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，键在槽中能绕几何中心摆动以适应轮毂中键 槽的斜度。 优点：工艺性较好，装配方便 ，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。 缺点：轴槽较深，对轴的强度削弱较大。 一般只用于轻载静联接中。 6—22 为什么采用两个平键时，通常在轴的圆周上相隔 180°位置布置；采用两个楔键时，常 相隔 90°～120°；而采用两个半圆键时，则布置在轴的同一母线上？ 答：两平键相隔 180°布置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加弯矩， 受力状态好。 两楔键相隔 90°～120°布置，若夹角过小，则对轴的局部削弱过大；若夹角过大，则两个 楔键的总承载能力下降。 当夹角为 180° 时， 两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载 能力。因此，两个楔键间的夹角既不能过大，也不能过小。 两个半圆键布置在轴的同一母线上，半圆键在轴上的键槽较深，对轴的削弱较大，不宜将两 个半圆键布置在轴的同一横截面上。 6—23 在材料和载荷性质相同的情况下，动联接的许用压力比静联接的许用挤压力小，试说 明原因。 答：因为动联接的失效形式为过度磨损，而磨损的速度快慢主要与压力有关。压力的大小首先应 满足静强度条件，即小于许用挤压应力，然后，为了使动联接具有一定的使用寿命，特意将许用 压力值定得较低。若动联接的相对滑动表面经过淬火处理，其耐磨性得到很大的提高，可相应地 提高其许用压力值。 6—24 花键联接的主要失效形式是什么？如何进行强度计算？ 2T 10 3 p 答：静联接——工作面被压溃，按工作面上的挤压应力进行强度计算， p zhld m
花键、无键连接和销连接
二、键的选择和强度校核
1．键的尺寸选择 平键的尺寸主要是键的截面尺寸b×h及键长L。b×h根据轴径d由标准中查 得，键的长度参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定 的尺寸系列。
2．平键联接的失效和强度校核 普通平键联接：主要失效形式是工作面的压溃，有时也会出现键的剪断，
但一般只作联接的挤压强度校核。
圆柱销：经多次拆装后，定位精度会降低；有m6、h8两种直径偏差可供选择，以满足 不同要求。
圆锥销：有1:50的锥度，可反复多次拆装。
槽销：不易松动，承受振动和变载荷，不铰孔，多次装拆。 钻孔 铰孔
开尾圆锥销：在联接时的防松效果好，适用于有冲击、振动的场合
端部带螺纹的圆锥销：盲孔或拆卸困难的场合 销轴：用于两零件的铰接处，构成铰链联接。销轴通常用于开口销锁定，工作可靠，装拆方便。
是锻钢，用键构成静连接。齿轮的精度为7级，装齿轮处的轴径d=70mm，齿轮
轮毂宽度为100mm，需传递的转矩T=2200N·m，载荷有轻微冲击。试设计此键
连接。
一般8级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接。由于齿轮不
在轴端，故选用圆头普通平键(A型)
参考轴的直径d=70 mm，截面尺寸为：b=20，h=12，L=90 mm(比轮毂宽度
取[σp]=110MPa
单键
p
4000T hld
4000T 14 88 80
[ P ] 110
T 2710N m
双键
p
4000T hld
4000T 14 88 80
1.5[P ] 1.5110
T 4066N m
图示气缸盖用6个普通螺栓连接,已知气缸压力p=2MPa，D=80mm,取
p
第六章-键和花键连接解析ppt课件
平键的加工
平键的装配
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，多用于高精度联接。但只能周向固定，不 能承受轴向力
的联接，应用较少
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
齿数多 对轴强度削弱小 适用于轻载或薄壁零件
失效形式： ①键齿的压溃(静联接) ②磨损(动联接) 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 作用在平均直径dm处，如图
静连接：
挤压强度条件：
圆柱销靠过盈配合 固定在销孔中，经多次装 拆会降低定位精度和可靠性。
圆锥销具有1:50 的锥度，安装方便，定 位精度高。
开尾圆锥销在联接时 的防松效果好，适用于有冲 击、振动的场合的联接。
端部带螺纹的 圆锥销可用于盲孔或 拆卸困难的场合；
销轴用于两零件的 铰接处，构成铰链联接。
销轴通常用于开口销锁定， 工作可靠，装拆方便。 槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽， 将槽销打入销孔后，由于材料的弹性使销挤压在 销孔中，不易松脱，因而能承受振动和变载荷。
1、平键联接的强度校核
a) 挤压强度条件为： 允许传递的扭矩：
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 C型键： l=L-b/2 L—— 公称长度
濮良贵《机械设计》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】
第6章键、花键、无键连接和销连接6.1 复习笔记一、键连接1．键连接的功能、分类、结构形式及应用（1）键连接的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）键连接的分类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a．结构形式平键的两侧面是工作面，靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩。
键的上表面和轮毂的键槽底面间留有间隙。
b．特点优点：平键连接具有结构简单、装拆方便、对中性较好等优点。
缺点：平键连接不能承受轴向力，对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。
c．平键的分类根据用途的不同，平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。
其中普通平键和薄型平键用于静连接，导向平键和滑键用于动连接。
第一，普通平键普通平键按构造分，有圆头（A型）、平头（B型）及单圆头（C型）三种。
圆头平键的优缺点：圆头平键在键槽中轴向固定良好；缺点是圆头部分不能充分利用，轴上键槽端部的应力集中较大。
平头平键的优缺点：平头平键避免了圆头平键的缺点，但对于尺寸大的键，宜用紧定螺钉固定在轴上的键槽中，以防松动。
单圆头平键的适用场合：单圆头平键常用于轴端与毂类零件的连接。
第二，薄型平键薄型平键的高度约为普通平键的60%～70%，薄型平键也分圆头、平头和单圆头三种形式，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。
第三，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，为了便于拆卸，键上制有起键螺孔，以便拧入螺钉使键退出键槽。
轴上的传动零件则可沿键作轴向滑移。
第四，滑键当零件需滑移的距离较大时，所需导向平键的长度过大，制造困难，故宜采用滑键。
使用滑键只需在轴上铣出较长的键槽，而键可做得较短。
②半圆键连接a．结构形式半圆键靠侧面来传递转矩。
b．特点优点是工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接。
缺点是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，一般只用于轻载静连接中。
机械设计
第三章1、零件表面的强化处理方法有表面化学热处理、高频表面淬火、表面硬化加工等。
2、机械零件受载时，在截面形状突变处产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增大而增大。
第五章1、普通螺纹的公称直径是指螺纹的大径，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹中径，计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的小径。
2、在螺栓连接的破坏形式中，约有90%的螺栓属于疲劳破坏，疲劳断裂常发生在螺纹根部。
第六章键、花键、无键连接和销连接1、普通平键连接的主要失效形式是接合面的挤压破坏，导向平键连接的主要失效形式是接合面的过度磨损。
2、与平键连接相比，楔连接的主要缺点是轴和轴上零件对中性差。
3、矩形花键连接采用小径定心，渐开线花键连接采用齿形定心。
第七章1、电弧焊缝大体可分为对接焊缝与角焊缝两类，前者用于连接同一平面内的被焊件，后者用于连接不同平面内的被焊件。
2、设计胶结接头时，应尽可能使胶缝承受剪切或拉伸载荷。
第八章1、V带传动在工作过程中，带内应力有拉应力、离心拉应力、弯曲应力，最大应力σmax=σ1+σb1+σc，发生在带的紧边开始绕上小带轮处。
2、在平带或V带传动中，影响临界有效拉力Fec的因素是预紧力F0、包角α和摩擦系数f。
第九章1、滚子链由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成，其内链板与套筒之间、外链板与销轴之间分别为过盈配合，而滚子与套筒之间、套筒与销轴之间分别为间隙配合。
2、链条的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。
3、在链传动中，链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则传动的动载荷越大。
4、链传动的主要失效形式有链条疲劳破坏、链条铰链的磨损、链条铰链的胶合、链条静力破坏四种。
在润滑良好，中等速度的链传动中，其承载能力主要取决于链条的疲劳强度。
第十章1、在齿轮传动中，将齿轮进行齿顶修圆的目的是为了减小动载荷，将齿轮加工成鼓形齿的目的是为了改善在和沿齿向的分布不均。
2、影响齿轮传动动载系数Κv大小的两个主要因素是齿轮的圆周速度大小和精度高低。
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
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≈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
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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
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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。
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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。
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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
第6章 键、花键、无键连接和销连接 作业题 答案(2011.12)
第六章键、花键、无键连接和销连接作业题答案一、单项选择题1、为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置成 C 。
A.在轴的同一母线上B. 180°C. 120°~ 130°D. 90°2、平键B20×80 GB/T1096—1979中，20×80是表示 C 。
A. 键宽×轴径B. 键高×轴径C. 键宽×键长D. 键宽×键高3、能构成紧连接的两种键是 C 。
A. 楔键和半圆键B. 半圆键和切向键C. 楔键和切向键D. 平键和楔键4、一般采用 B 加工B型普通平键的键槽。
A. 指状铣刀B. 盘形铣刀C. 插刀D. 车刀5、设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据 C 由标准中选择。
A. 传递转矩的大小B. 传递功率的大小C. 轴的直径D. 轴的长度6、平键连接能传递的最大扭矩T，现要传递的扭矩为1.5T，则应 A 。
A. 安装一对平键B. 键宽b增大到1.5倍C. 键长L增大到1.5倍D. 键高h增大到1.5倍7、如需在轴上安装一对半圆键，则应将它们布置在 C 。
A. 相隔90°B. 相隔120°位置C. 轴的同一母线上D. 相隔180°8、花键连接的主要缺点是 B 。
A. 应力集中B. 成本高C. 对中性与导向性差D. 对轴削弱二、填空题1、在平键联接中，静联接应校核 挤压 强度；动联接应校核 耐磨 强度。
2、在平键联接工作时，是靠 键 和 键槽 侧面的挤压传递转矩的。
3、花键联接的主要失效形式，对静联接是 齿面压溃 ，对动联接是 齿面磨损 。
4、 楔键 键联接，既可传递转矩，又可承受单向轴向载荷，但容易破坏轴与轮毂的对中性。
5、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。
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综述
在进行强度校核计算后，如果强度不够，可采用 双键连接。这时一方面应考虑键的合理布置:
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滑键：当零件需滑移的距离较大时，因所需导向 平键的长度过大，制造困难，故宜采用滑键。 特点：滑键固定在轮毂上，轴上零件带键在轴 上的键槽(较长)中作轴向移动。 应用：用于轴上零件轴向移动量较大的场合。
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普通平键：按构造分，有圆头（Ａ型）、 平头（Ｂ型）以及单圆头（Ｃ型）三种， 其结构形式如下图所式：
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特点： 续 A型平键的键槽用端铣刀加工，键在槽中固定 良好，但键槽引起的应力集中较大,其圆头部分 侧面与键槽并不接触，未能充分利用； B型平键的轴槽用盘铣刀加工，轴的应力集中 较小 C型常用于轴端与毂类零件连接
普通平键连接：采用常见的材料组合和按标准
选取尺寸的，其主要失效是工作面被压溃，而一 般不会出现键的剪断。因此，通常只按工作面上 的挤压应力进行强度校核计算。
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导向键连接和滑键连接：其主要失效形式是
工作面的过度磨损。因此，通常按工作面上的压 力进行条件性的强度校核计算
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2.半圆键
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半圆键连接如右上图所示。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。半圆键工作时， 靠侧面来传递转矩。 特点：工艺性较好，装配方便；但轴上槽较深对轴的 强度削弱较大。 用途：一般用于轻载静连接，适用于轴的锥形端部与 轮毂的连接
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薄型平键：与普通平键的主要区别是键的高度约 为普通平键的60%-70%，结构型式相同，但传递 转矩的能力较低。薄型平键主要用于薄壁结构、 空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。
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导向平键：当被连接的毂类零件在工作中必须在轴上作 轴向移动时，则可采用导向平键。导向平键是一种较长 的平键，结构型式如下图： 特点：键用螺钉固定在轴上，键与轮毂键槽为间隙配 合，轴上零件能做轴向移动。为了拆卸键的方便，设 有起键螺钉孔，以便拧入螺钉使键退出键槽。 用途：用于轴上零件轴向移动量不大的场合，如变速 箱中的滑移齿轮。
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4.切向键连接
特点：由两个斜度为1：100的楔键组成。其上下 两面（窄面）为工作面，其中之一面在通过轴心 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。 注意：一个切向键只能传递单向的转矩;传递双向 转矩时，须用互成120°～130°角的两个切向键 应用：用于载荷很大，对中要求不严的场合。由 于键槽对轴削弱较大 ，常用于直径大于100mm的 轴上。如大型带轮及飞轮，矿用大型绞车的卷筒 及齿轮等与轴的连接。
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3.楔
(xie)
键连接
特点：键的上下两面是工作面。键的上表面和毂 槽的底面各有1：100的斜度，装配时需打入，靠 楔紧作用传递转矩；能轴向固定零件和传递单向 的轴向力。但使轴上零件与轴的配合产生偏心与 偏斜。 用途：用于精度要求不高、转速较低时传递较大 的、双向的或有振动的转矩。有钩头的用于不能 从另一端将键打出的场合。钩头供拆卸用，应注 意加保护罩。
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重要的键连接在选出键的类型和尺寸后，还应进行 强度校核计算。 普通平键和普通楔键的主要尺寸见表，所选定的键 长应符合标准规定的长度系列。
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2. 键连接强度计算
平键连接传递转矩时，连接中各零件的受力如 下页右图所示。
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(二)键的选择和键连接强度计算
1. 键的选择 键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。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； 键的尺寸则按符合标准规格的强度要求来选定。 键的主要尺寸为其截面尺寸(键宽b×键高h)与长度L。 键的截面尺寸b×h按所在轴段直径d从标准中选定。 键的长度L一般可按轮毂的长度而定,即键长等于或 略小于轮毂的长度； 而导向平键的长度则按零件所需滑动距离而定。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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k－键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度 l－键工作长度(见图)，圆头平键l=L-b，平头平键l=L，单 圆头平键l=L-b/2，L为键的长度，b为 键的宽度 d－轴的直径，单位为mm [σp]－键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力 [p] －键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力(MPa)； [σp]和 [p] 值见表
平键连接的工作原理：
平键的下半部分装在轴上的键槽中，上半部分装 在轮毂的键槽中。键的顶面与轮毂之间有少量间 隙，键靠侧面传递扭矩。 轮毂与轴通过圆柱表面配合实现轮毂中心与轴心 的对中。
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根据用途不同，平键可分为普通平键、薄型平键、 导向平键和滑键四种。
其中:普通平键和薄型平键用于静连接， 导向平键和滑键用于动连接。
(一)键连接的功能、分类、结构型式及应用
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 移动导向。键的连接按键的结构形式可分为：
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§6-1键连接
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1.平键连接