机械设计基础 精品课程 键连接
《机械设计》第五章键连接PPT课件
D d
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。
§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
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
工作面
(a)
(a)
(b)
普通平键：
(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
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 键的剪切传递扭矩；
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。
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
df
二、花键联接的设计计算
机械设计基础-6.1键联接
第一节 键联接一、键联接的功能、分类、结构型式及应用首先：键联接有多种类型，而且都是标准件，有相应的国家标准。
机械设计中，我们只要按使用要求选用适当的类型和尺寸即可，必要时验算其强度。
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧构成静联接切向键楔键紧联接半圆键变速），例如：滑移齿轮实现（零件在轴上可以移动—动联接—键滑—动联接—导向平键—静联接—普通平键平键松联接 1、平键联接工作原理：工作时，键的侧面是工作面（是承受载荷的面），靠键的工作面与键槽的侧面相挤压传递转矩。
特点：⎪⎩⎪⎨⎧。
②结构简单，装拆方便键。
要求同轴，可选普通平例如：齿轮的齿圈与轴（即对中性好）。
①轴和轮毂的同轴性好按用途分，平键可分为普通平键、导向键和滑键三类，其中普通平键应用最为广泛，用于静联接，如所示。
导向键和滑键用于动联接。
按端部形状分，普通平键可分为圆头(A 型)、方头(B 型)和单圆头(C 型)三种，平键工作时，靠其两侧面传递扭矩，键的上表面和轮毂键槽底之间留有间隙。
这种键定心性较好，装拆方便。
但这种键不能实现轴上零件的轴向固定。
［注］：导向平键和滑键都是构成动联接，它们的区别在于：)(⎩⎨⎧槽中移动。
，与零件一起在轴的键键：固定轮毂的键槽中滑槽中。
导向键：固定轴上的键见教材图2、半圆键联接其工作原理与平键相同，同样是工作面是受挤压。
特点：⎪⎩⎪⎨⎧③对轴的削弱较大。
斜。
适应毂上键槽底面的倾②键可以使槽中摆动而加工）。
①易加工（键和槽都易因此，适用于轻型机械。
3、楔键（斜键）联接工作原理：安装时，楔紧在轴和轮毂的键槽中，靠摩擦力和键上下面的偏压传递转矩。
因此，键的上下面是工作面。
键楔紧以后，压力在键宽上是均布的，当传递转矩T时，轴与轮毂有相对转动的趋势，使键工作面上受的压力不均匀。
其合力N F 偏离轴线产生偏压，如右图所示。
同时，楔紧后，在轴上键的对侧会产生正压力，产生摩擦力。
⎩⎨⎧。
—易于拆卸，应用较多—钩头楔键：普通楔键：特点：⎪⎩⎪⎨⎧轴向固定即为此。
机械基础课件键、销及其连接
内螺纹圆柱销
内螺纹圆锥销
机械基础
练习
1.定位销的正确应用主要是考虑(____)。 A.传递横向力 B.传递转矩 C.数目不少于2个 D.自锁性 2.被定位件之一较厚时，采用(____)定位。 A.圆柱销 B.圆锥销 C.带内螺纹的圆锥销 3.平键标记"键12×36 GB1096-79"中，12×36表示(____)。 A.键高×键长 B.键宽×轴径 C.键宽×键长 D.键宽×键高 4.圆锥销和圆柱销作定位销用时，都是靠过盈配合固定在孔中。 (____)
机械基础
总结
1、平键的标记 2、平键的有效工作长度 3、半圆键的特点及应用场合 4、花键的类型特点、定心方式、应用场合 作业布置 1、练习册相关内容 2、预习销的连接
机械基础
销及其连接
知道销连接的类型和应用
机械基础
复习巩固
1、半圆键联接的工作面 对轴削弱 用 于 ，尤其 联接 2、矩形花键联接对中性 ，导向性 ； 有 、 、 三种定心方式，常用 定心 渐开线齿花键联接②键齿为α= °的渐开线 齿廓，齿根 ，强度 ，承载 3、三角形齿花键联接内花键为 齿形，外花键 为α= °的渐开线齿形 键齿细小，承载能力 用于 的场合
(1)平键联接均采用基轴制配合，配合松紧 程度通过改变键槽的宽度公差带位置实 现。(2)联接形式有 a.较松键联接：用于导向平键联接。 b.一般键联接：用于常用机械装置。 c.较紧键联接：用于重载、冲击载荷或双 向传扭的场合。 ：
机械基础
4.配合公差的选用
(1)键的工作面尺寸公差 键宽h9，键的非工作面 尺寸公差，键高h11;键长h14。 (2)轴槽深t，轮毂槽深t１，按标准选用，为便于 制造、测量分别用(d-t)、(d+t1)标注。 (3)键工作表面粗糙度值应小于Ra1.6，与其配合 的轴槽和轮毂粗糙度规定为Ra1.6～6.3，非配 合面（键的顶面、底面和键槽的底面）规定为 Ra6.3μ m 。 (4)轴槽和轮毂槽对轴线必须有对称度要求。
《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
机械基础第二版-键连接教案【范本模板】
平泉县职教中心机械基础课精品教案姓名王亚妮单位平泉县职教中心科目机械基础课题名称键和销连接课型新授4课时所在章节第五章第三节教案顺序项目内容理论依据教材分析教材地位根据考纲的要求教学目标1、知道连接及键连接的类型、特点和应用；2、能够记忆键连接的类型及应用和标准;3、能够记忆销链接的类型和作用4、学会正确选用普通平键。
重点1、平键的应用、结构形式及标准.2、普通平键的选用。
难点键的标记，普通平键的选用学情分析中职同学对于机械的基础知识有着深切的渴望，在标准件和常用件学习中，键连接和销连接是比较基础的内容，对深入学习机械将打下坚实的基础。
教学方法讲述、举例教学手段自主、演示、启发、讲解项目步骤教师活动学生活动设计意图教学过程导入新课齿轮减速器输出轴II上的齿轮与轴的连接，通常是在轴和齿轮、带轮的轮毂上加工出键槽，用键进行连接，如上图所示。
提问:学生回答圆头- 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（端铣刀加工)—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，用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接。
（3）导向平键●比普通平键长●紧定螺钉固定在轴上的键槽中●键与轮毂槽采用间隙配合●键上设有起键螺孔（为了便于拆卸）注意：导向键——键不动，轮毂轴向移动特点：靠侧面工作，对中性好,结构简单.轴上零件（如：轮毂）可在轴上沿轴向移动。
＊（4)滑键特点：轮毂可在轴上沿轴向移动。
●滑键固定在轮毂上●轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向移动●键长不受滑动距离限制(只需在轴上铣出较长的键槽，而键可以做的较短. ）注意：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。
轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工,轮毂上的键槽可用插削或拉削。
2、半圆键连接键呈半圆形，其侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递转矩。
键能在轴上的键槽中绕其圆心摆动, 以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。
《机械设计》-课件-第六章-键连接
单圆头键（C型）：常用在端部。
第三页，编辑于星期五：点 十一分。
平键联接—导向平键
特点：具有普通平键特点外， 1）轴上零件可作轴向移动，键起导向作用，动联接；
2）键较普通平键长，键必须用螺钉固定在键槽中； 3）有A、B两种型式。
LB 5~1m 0 m
但导向平键则按轮毂的长度及其移动距离确定键长。
键的标记示例：键（B或C）20×90 GB1096-79
第九页，编辑于星期五：点 十一分。
3．平键联接的强度校核
1）受力情况
挤压力：N·d/2=T
2）失效形式及计算准则
普通平键联接（静联接）：工作 面压溃，按挤压强度准则计算，
即σP≤[σ]p； 导向平键（动联接）：键工作
矩；
2）安装后，孔的中心与轴的中心有偏心，对中性不好。 用途：用在轻载、对中性要求不高的联接。 类型：普通楔键（圆头、平头和单圆头）、钩头楔键。
第七页，编辑于星期五：点 十一分。
（4）平键的尺寸选择和强度计算
键为标准件，其设计为选择性设计，包括类型选择和尺寸选择。 1．键联接的类型选择 根据联接的工作和使用要求，结合各类键联接的特点选择键的类型
第十三页，编辑于星期五：点 十一分。
分类：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。
第十四页，编辑于星期五：点 十一分。
2. 渐开线花键联接 特点：齿廓为渐开线，加工方便，齿的根部强度高，应力集中小， 承载能力高，对中性好，适用重载或轴径较大的联接。 定心方式：齿形定心，内、外花键的齿顶和齿根处有间隙。
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§3 键、花键和销联接Key, spline and pin joints §3-1 键联接Key joints
§3-2 花键联接Spline joints §3-3 销联接Pin joints
§3-1 键联接Key joints
分类Types of the key joints
平键联接的尺寸选择和强度计算Option of sizes and strength calculations for straight key joints
一、分类Types of the key joints
Key joints Loose joints Tight joints
Straight key joints
Woodruff key joints
Ordinary straight key
joints
Guiding and sliding straight key joints
Taper key Taper key joints Tangent double-
taper key joints
1.普通平键联接
Ordinary straight key joints
Rounded end Square end One rounded and
one square end
2.导向平键和滑键Guiding and sliding straight key
3. 半圆键Woodruff key
4. 楔键联接Taper key joint
5. 切向键联接Tangent double-taper key joint
二、平键联接的尺寸选择和强度计算Selection of sizes and strength calculations for straight key joints
1、失效形式Types of failure
⑴主要失效形式The main types of failure：
工作面压溃Crushing（静联接Fixed joints）工作面磨损Wear（动联接Sliding joints）
⑵有时：键剪断shear failure of the key（一般不作计算，重要时验算No such strength calculations are required in designing.）
工作面的压溃或磨损发生在键、轴和毂三者中较弱的零件上，一般为毂。
Crushing or wear of the operating surfaces usually take place on the elements of which the strength is weakest among the key, shaft and hub. And it usually occurs on the hub.
2. 计算公式Calculations
3. 平键联接的计算步骤
Design procedure for straight key joints
§3-2 花键联接Spline joints
依靠轴和毂上齿的互压传递转矩，可用于动联接和静联接。
The teeth of shaft and hub press each other, through which the torque is transmitted. The spline joints can be used for both fixed and sliding joints.
花键联接的特点Features of spline joints
花键联接的分类Types of spline joints
一、花键联接的特点
Features of spline joints
With respect to straight key joints:
Uniform force distribution
Less stress concentration
More accurately centered Teeth are difficult to be manufactured
二、花键联接的分类Types of spline joints
（矩形花键Rectangle spline、渐开线花键Involute spline、三角形花键Triangle spline）
三、花键的定心方式
Centering methods of spline
Major diameter fit Minor diameter fit Fit on sides of spline
矩形花键定心方式
Major diameter fit Side fit 渐开线花键定心方式
§3-3 销联接Pin joints
销联接的功用Functions of pin joints 销的分类Types of pin joints
（1）定位Locating（2）安全装置Safety device
（3）传递不大的载荷
Transmit relatively small loads
一、销联接的功用Functions of pin joints
二、销的分类Types of pin
（1）普通圆柱销Plain cylindrical pins
（多次装拆，定位精度下降
Locating precision is lowered after disassembled many time （2）普通圆锥销Plain taper pins
（锥度1：50 、自锁、可以多次装拆
With a taper of 1:50,selflocking,
may be disassembled for many times）
（3）特殊形式销Special types of pin
①孔未开通或拆卸困难时：
螺尾锥销With thread for disassembly ②冲击、振动或变载荷时：
开尾锥销、槽销或弹性圆柱销（防松）With open slot for fastening。