第6章键-花键-无键连接和销连接
第六章-键-花键-无键连接和销连接教学内容
63~250 9.0
续表6-1 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
三.键连接的强度计算
1.平键连接的强度计算
失效形式：1）键与键槽的弱者被压溃（静连接） 2）键与键槽工作面的磨损（动连接）
1. 类型的选择：据连接的结构、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,滑动距离的长短；
3）连接中对心性的要求；
4）是否有轴向定位； 5）键在轴上的位置（中、端）等。
由轮毂的长度定：等于或 者略小于轮毂的长度
所选长度应符合国标中规
Hale Waihona Puke 定的长度系列。2. 尺寸的选择： 主要尺寸 bh与长度L
120o ~130o
d
材料（σB≥ 600MPa ）：45钢、20钢、Q235钢
键连接的设计：
已知：减速器中直齿圆柱齿轮只能装在轴的两个支撑点间， 齿轮和轴的材料都选择锻钢，用键构成静连接。齿轮的精度为7级， 装齿轮处的轴颈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.键连接的功用和类型
功用 1)实现轴和轴上零件之间的周向固定；
2)传递扭矩； 3)有些键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
键连接的类型、工作原理及特点
❖普通平键
❖平键 ❖薄型平键
实现静连接
❖导 向 键：用于轴向移动位移不大的情况 实现动连接
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
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-键连接 2007
根据用途不同，平键可分为： (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)
(2) 薄型平键—静联接（高度为普通平键的60%-70%） （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低） (3) 导向平键—动联接（轮毂在轴上移动）
(4) 滑键—动联接
普通平键应用最广。
普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静联接。
导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动联接。
普通平键应用极为广泛。 轴上圆头键槽可用指状铣刀加工，方头键槽用盘状铣刀加工。
平键的标注：b（宽）×h（高）×L（长）
标注：键18×100 GB1096-79 （A型键A不标） 例：键B18×100 GB1096-79 （B型键）
第六章
键、花键、无键连接和销
§ 6-1 键联接
§ 6-2 花键连接
§ 6-3 无键联接
§ 6-4 销联接
§6-1 键联接 （一）键连接的功能、分类、结构形式及应用
键是标准件。 功能：通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以 传递转矩，或实现轴上零件的轴向固定或轴 向滑动的导向。
平键 半圆键 楔键 切向键
●计算时按1.5个键计入
b. 增加键长： L≤(1.6~1.8)d
例1 已知减速器中某直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支撑点间，齿轮和 轴的材料都是锻钢，用键构成静联接。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，试设计此键联接。 解：1.选键的类型 一般8级以上精度的齿轮有定心要求，应选A型普通平键。 根据轴径d=70mm，查得键截面尺寸为宽b=20mm，高度h=12mm，参 考轮毂长度取键长度L=90mm 。
无键联接和销联接（习题及答案）.
第6章键、花键、无键联接和销联接一、选择题1．平键是(由A、B中选1) _______，其剖而尺寸—般是根据(由C、D、E、F中选1) _______按标准选取的。
A标准件 B非标准件 C传递转矩大小 D轴的直径 E轮缎长度 F轴的材料2．在下列轴—级联接中，定心精度最高的是_______。
A平键联接 B半圆键联接 C楔键联接 D花键联接3．平键长度主要根据_______选择，然后按失效形式校核强度。
A传递转矩大小 B轴的直径 C轮毂长度 D传递功率大小4．半圆键联接当采用双键时两键应_______布置。
A在周向相隔90° B在周向相隔120° C在周向相隔180° D在轴向沿同一直线5．对于采用常见的组合和按标准选取尺寸的平键静联接，主要失效形式是____，动联接的主要失效形式则是_____：A工作面的压溃 B工作面过度磨损 C键被剪断 D键被弯断6．一般情况下平键联接的对中性精度_______花键联接。
A相同于 B低于 C高于 D可能高于、低于或相同于7．两级圆柱齿轮减速器的中间轴上有两个转矩方向相反的齿轮，这两个齿轮宜装在________A同一母线上的两个键上 B同—个键上 C周向间隔180°的两个键上 D周向间隔120°的两个键上8.普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间________。
A沿轴向固定并传递轴向力B沿轴向可作用相对滑动并具有导向作用C 沿周向固定并传递转矩 D安装与拆卸方便9.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) 按使用要求选择键的主要类型 c) 按轴的直径选择键的剖面尺寸 d) 对联接进行必要的强度校核。
在具体设计时，一般顺序是_______。
A b→a→c→dB b→c→a→dC a→c→b→dD c→d→b→a常用来制造键的材料是___________。
低碳钢（2）中碳钢（3）高碳钢（4）合金钢10.轴的键槽通常是由________加工而得的。
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。
机械设计作业集第6章答案
班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期第六章 键、花键、无键联接和销联接一、选择题6—1普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 C 。
A 、沿轴向固定并传递轴向力B 、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C 、沿周向固定并传递周向力D 、安装与拆卸方便6—2设计键联接时，键的截面尺寸b ×h 通常根据 D 按标准选择；键的长度通常根据C 按标准选择。
A 、所传递转矩的大小B 、所传递功率的大小C 、轮毂的长度D 、轴的直径 6—3 当键联接强度不足时可采用双键。
使用两个平键时要求两键 C 布置；使用两个半圆键时要求两键 A 布置；使用两个楔键时要求两键 B 布置；A 、在同一直线上B 、相隔90°～120°C 、相隔180°D 、相隔120°～130° 6—4普通平键的承载能力通常取决于 C 。
A 、键的剪切强度B 、键的弯曲强度C 、键联接工作表面挤压强度D 、轮毂的挤压强度 6—5当轴作单向回转时，平键的工作面在 D ，楔键的工作面在键的 A 。
A 、上、下两面B 、上表面或下表面C 、一侧面D 、两侧面 6—6能构成紧联接的两种键是 C 。
A 、楔键和半圆键B 、半圆键和切向键C 、楔键和切向键 6—7一般采用 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6—8平键联接能传递的最大转矩T ，现要传递的转矩为1.5T 时，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 6—9花键联接的主要缺点是 B 。
A 、应力集中B 、成本高C 、对中性及导向性差 6—10型面曲线为摆线或等距曲线的型面联接与平键联接相比较，D 不是型面联接的优点。
A 、对中性好B 、轮毂孔的应力集中小C 、装拆方便D 、切削加工方便二、填空题6—11按用途平键分为 普通平键 、 薄型平键 、 导向平键 、 滑键 ；其中 普通平键 、薄型平键 用于静联接， 导向平键 、 滑键 用于动联接。
第六章 键
d
3、楔键联接
1:100
工作面
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 ：简单, 且可实现轮毂在轴上单向轴向固定; 但楔 紧产生偏心, 对中性差, 不适于高速及对中要求高的场合
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，只能单向传递转矩 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩 双向传递 : 两对切向键 (120°～130°分布)
2）薄型平键——键高约为普通平键的60%~70%：有圆头、 方头、单圆头之分；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：滑移距离小,键固定于轴上， 滑键——键固定于轮毂上,键 键不动，轮毂轴向移动 随轮毂移动，滑移距离大。
特点 : 承载力大→重型机械
T
二、键的选择和键联接的强度计算 1、键的选择：类型和尺寸 按工作要求选键的种类→按轴径 d选键的b 、 h→选键长 L(标准 ; 短于轮毂寛度) 表6-1 2、键联接的强度计算 （1）平键强度计算： 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）
销和开口销等多种形式
F 2T 103 普通平键强度条件： p kl k l d p
T——扭矩（N.m）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
p
键、轴、毂中最弱材料许用挤压应力
§6—2
花键联接
机械设计作业6答案
安全销：作安全装置中的过载剪断元件。
6—26一般联接用销、定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同？
答：联接销：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校核计算。
定位销：通常不受或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于两个。
第六章键、花键、无键联接和销联接
一、选择题
6—1普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间C。
A、沿轴向固定并传递轴向力B、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用
C、沿周向固定并传递周向力D、安装与拆卸方便
6—2设计键联接时，键的截面尺寸b×h通常根据D按标准选择；键的长度通常根据
C按标准选择。
A、所传递转矩的大小B、所传递功率的大小C、轮毂的长度D、轴的直径
6—5当轴作单向回转时，平键的工作面在D，楔键的工作面在键的A。
A、上、下两面B、上表面或下表面C、一侧面D、两侧面
6—6能构成紧联接的两种键是C。
A、楔键和半圆键B、半圆键和切向键C、楔键和切向键
6—7一般采用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
6—8平键联接能传递的最大转矩T，现要传递的转矩为1.5T时，则应A。
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。
解：1、B型普通平键联接
①键的尺寸
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：
第6章 键花键无键联接销连接
目录
01.
02.
03.
04.
05.
06.
定义：键花键无键联接销连接是一种机 械连接方式，通过在销轴上设置键花， 使销轴与销孔之间形成紧密的连接。
应用：广泛应用于各种机械设备、汽车、 航空航天等领域。
作用：键花键无键联接销连接可以提高 连接的可靠性和稳定性，防止销轴在销 孔中松动或脱落，保证机械设备的正常 工作。
确保键花键无键联接销连接的尺寸和规格符合设计要求 注意键花键无键联接销连接的安装位置和方向，避免错误安装 检查键花键无键联接销连接的紧固程度，确保连接牢固可靠 定期检查键花键无键联接销连接的磨损情况，及时更换磨损严重的部件
定期检查：检查键花键无键联接销连接的紧固情况，确保连接牢固 清洁保养：定期清洁键花键无键联接销连接，保持清洁，防止锈蚀 润滑保养：定期润滑键花键无键联接销连接，保持润滑，防止磨损 更换保养：定期更换磨损严重的键花键无键联接销连接，确保连接安全可靠
市场需求：随着工业自动化和智能化的发 展，键花键无键联接销连接的市场需求将 不断增加。
技术进步：随着科技的不断进步，键花键 无键联接销连接的技术水平将不断提高， 满足更多应用场景的需求。
应用领域：键花键无键联接销连接的应用 领域将不断扩大，包括汽车、航空航天、 医疗等领域。
市场竞争：随着市场竞争的加剧，键花 键无键联接销连接的生产企业需要不断 提高产品质量和降低成本，以保持竞争 优势。
优点：结构简单、安装方便、成本低廉、 易于维护。
适用于各种机械设备、汽车、航空、 航天等领域
适用于需要快速拆卸和安装的场合
添加标题
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适用于需要高强度、高可靠性连接 的场合
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。
第六章 键联接
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第六章 键、花键、无键、和销联接
6.1 键联接
一、概述 • 功能：用于轴和榖的周向联接，传递转矩，导向，轴
向定位等
• 特点：标准件，直接选用
• 类型：平键联接，半圆键联接，楔键联接，切向键联
接等
1、平键联接 工作特点：靠键的侧 面工作，不能承受轴向 力,键顶与榖底有间隙 分类： •普通平键 A型 B型 C型
4、切向键联接：由一对斜度为1：100的楔键组成，被联接
的轴和榖都制有相应键槽；当需要传递双向转矩时，需用两个 切向键，两者夹角为120°-130°；这种联接对轴的削弱较大， 一般常用于直径d大于100mm的轴,例如矿山用的大型绞车的卷 筒轴或齿轮轴
二、键的选择和键联接的强度计算 1、键的选择：
l L b 90 20 70m m k 0.5h 0.5 12 6m m
2T 103 2 2200103 p 149.7 MPa dkl 70 70 70
查表6-2：
相差较大，曲双 键，180°对称 布置
[ p ] 100 ~ 120MPa
• 类型的选择——由联接的结构特点，使用要求、工作条件确定
• 尺寸的选择——平键 按轴径d确定键宽b和键高h 按轮榖长度L´确定键长L，一般L略小于或等于 L´ ， 而L´=(1.5~2)d
2、键联接的强度计算
平键
• 静联接：失效形式——工作面被压溃 强度校核——按工作面挤压应力校核
2T 10 p [ p ] dkl 式中：T 传递的转矩，NM d 轴径,mm k 键与榖的接触高度 k 0.5h, mm 键的工作长度 A型 : l L b; B型 : l L l [ p ] 许用挤压应力,MPa（表6-2）取键、
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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
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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
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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，
导向平键和滑键用于动连接。
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第六章键-花键-无键连接和销连接
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
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
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。
机 械
箱中的滑移齿轮。
设
计
上 邓 召 义
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第六章键-花键-无键连接和销连接
6
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
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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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握强度校核的方法；了解
型面连接、胀紧连接和销连接工作原理和特点
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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
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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
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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。
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。
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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第六章键-花键-无键连接和销连接
2
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
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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第六章键-花键-无键连接和销连接
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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
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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