第6章键-花键-无键连接和销连接

第六章键-花键-无键连接和销连接
内容提要
本章讲述实现轴与轮毂之间的周向固定并传递转矩
方法，本章内容也称为轴毂连接。轴毂连接的常用
零件有键、花键、销和紧定螺钉等。轴毂连接还可 机 以通过型面连接、胀紧连接和过盈配合连接实现， 械
型面连接和胀紧连接也可称为无键连接。紧定螺钉 连接和过盈配合分别在第五、七章中讲述。
设 计
上
学习目标
邓
召
掌握各类键连接的工作原理、结构形式和适用场合。义
掌握平键连接的剖面尺寸和长度确定的方法；掌握
平键连接的失效形式及掌Leabharlann Baidu强度校核的方法；了解
型面连接、胀紧连接和销连接工作原理和特点
2020年10月11日
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§6-1键连接
(一)键连接的功能、分类、结构型式及应用
机 械
箱中的滑移齿轮。
设
计
上 邓 召 义
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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。
机 械 设 计
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。
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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。
普通平键连接：采用常见的材料组合和按标准 机
选取尺寸的，其主要失效是工作面被压溃，而一
械 设
般不会出现键的剪断。因此，通常只按工作面上 计
的挤压应力进行强度校核计算。
上
邓
导向键连接和滑键连接：其主要失效形式是
召 义
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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机
械
设
k－键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度
计
l－键工作长度(见图)，圆头平键l=L-b，平头平键l=L，单 上
线的平面内。工作面上的压力沿轴的切线方向作 机
用，能传递很大的转矩。
械 设
注意：一个切向键只能传递单向的转矩;传递双向 计
转矩时，须用互成120°～130°角的两个切向键
上 邓
应用：用于载荷很大，对中要求不严的场合。由
召 义
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
上 邓 召 义
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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。
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：
机 械 设 计
上 邓 召 义
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1.平键连接
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
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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
圆头平键l=L-b/2，L为键的长度，b为 键的宽度
设 计
偏斜。
上
用途：用于精度要求不高、转速较低时传递较大
邓 召
的、双向的或有振动的转矩。有钩头的用于不能 义
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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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
B型平键的轴槽用盘铣刀加工，轴的应力集中
较小
机 械
C型常用于轴端与毂类零件连接
设 计
薄型平键：与普通平键的主要区别是键的高度约 上
为普通平键的60%-70%，结构型式相同，但传递
邓 召
转矩的能力较低。薄型平键主要用于薄壁结构、 义
空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。
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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，
导向平键和滑键用于动连接。
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及齿轮等与轴的连接。
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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。
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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：
机 械 设 计 上 邓 召 义
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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；
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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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 机
楔紧作用传递转矩；能轴向固定零件和传递单向 械
的轴向力。但使轴上零件与轴的配合产生偏心与