键与花键联接

锥角一般为12.5~17°， 要求内、外环锥面配合良好。
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。
五、销联接 定位销——主要用于零件间位置定位，常用作组合
加工和装配时的主要辅助零件。
圆柱销—不能多次装拆（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 许多次装拆，且便于拆卸
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 旋转运动或扭矩，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
1：100
本章主要任务： 合理确定键的 类型 尺寸（宽度b×高度h ×长度 l ）
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。
工作面
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 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
56~220 7.5
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 0.4~0.6
5.4
标记实例： 圆头普通平键(A型): 键16×100 GB/T 10096-2003 方头普通平键(B型): 键B16×100 GB/T 10096-2003
二、键联接的强度校核
工作面
失效形式：(a)
(b)
压溃（静联接—键、轴、毂中弱者）
磨损（动联接）
键的剪断（较少）
1、平键联接的强度校核
a) 挤压强度条件为：
P

N k l

T /d2 k l

2T kld
[ ]P
N———挤压力（N），T——扭矩（Nmm）
k——工作高度 k=h/2
d——轴径（mm）
2、花键类型
按齿形分：
①矩形花键
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
d
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
③三角形花键——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
（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
dm
d
Ch C
设：工作载荷沿键的 工作长度l 均匀分 N
布。且各齿面上
压力的合力N作
用在平均半径dm
D
处，如图
挤压强度条件：
P


2000 T z hl dm
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
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
导向键——键不动，轮毂轴向移动 ?
主要用于轴上零件轴向滑动距离不大的场合
滑键——键随轮毂移动
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
键的尺寸
C或r
L
t
0.16~0.25 0.25~0.4 0.4~0.6 0.6~0.8
6~20 1.2 6~36 1.8 8~45 2.5 10~56 3.0
14~70 3.5 18~90 4.0 22~110 5.0 28~140 5.0 36~160 5.5 45~180 6.5 50~200 7.0
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，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。
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： 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
（二）过盈联接的工作原理与装配方法
工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使 配合面间产生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷 装配方法： 1）压入法—利用压力机将被包容件压入包容件中，
2
键的最小长度：
l 2T
kd[ ]
2、半圆键联接强度校核
N T / d 2 2T [ ]
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
教材108页例题
轴的直径
滑键固定在轮毂上，与轮毂在轴的键槽上滑 动，主要用于轴向滑动距离大的场合
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。
特殊型式销—带螺纹锥销，开尾锥销，弹性销，开 口销，槽销和开口销等多种形式
联接销——主要用于零件间的联接或锁定， 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
六、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
无辅助件： 用于轴与轮毂
由于压入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤 或压平，因而降低了联接的紧固性 2）温差法——加热包容件，冷却被包容件。可避 免擦伤联接表面，联接牢固。
作业： 6-3 6-4
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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，只能 传递单一方向的转矩，传递双向转矩时用两个互成 120 °~130 °的键
特点：用于载荷很大，对中要求不严格的场合。 由于对轴的削弱很大，常用于直径大于100mm的 轴。
单圆头普通平键(C型) : 键C16×100 GB/T 10096-2003
三、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）齿槽浅、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
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
允许传递的扭矩：
T

1 2
kld[
]P
键的最小长度：
l 2T
kd[ ]P
b）剪切强度条件 N T / d 2 2T [ ] bl bl bld
允许传递的扭矩：
T 1 kld[ ]
3、楔键联接
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； 低速等场合。 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
[ ]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）
四、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