第四章_键连接及其他连接(1)
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α=30 ˚ α=45 ˚
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与渐开线齿轮相比，花键齿短，齿根宽，不产生 根切的最小齿数较少。 定心方式：齿形定心----具有自动定心作用，受力均匀。
特点：制造工艺性好，精度高齿根强度高，易于定心。 常用于传递大扭矩和大轴径的场合。α=45 ˚的花键工 作面高度较小，承载能力较低，多用于载荷较轻，直 径较小的静连接。特别适用于薄壁零件的连接。
——静连接
——动连接
平键连接
导向平键 滑动平键
（1）普通平键(用于静连接）
A型 圆头键
B型 平头键
C型 单圆头键
（1）普通平键(用于静连接） 圆头普通平键键槽 由指状铣刀加工，键在 槽中轴向固定较好，但 键的头部侧面与轮毂上 的键槽并不接触，因而 键的圆头部分不能充分 利用，而且轴上键槽端 部的应力集中较大。
§4.2 花键连接 花键连接是由周向均布多个键齿的花键轴与带 有相应键齿槽的轮毂孔相配而成。 一、花键连接的特点 组成： 外花键、 内花键。
结构特点：沿周 向均布多个键齿。 齿侧为工作面。
图4-11
优点： 1) 均匀受力； 2) 对轴的削弱程度小; 因齿槽浅，齿根应力集中小
3) 载能力高; 齿数多，总接触面积大 4) 轴上零件与轴的对中性好；对高速及精密机器 很重要
图4-5 滑键连接
2.半圆键连接（工作面为两侧面）
半圆键的上表面为一平面， 下表面为半圆形弧面，两侧面互 相平行。轴上键槽用与半圆键半 径相同的盘状铣刀铣出。因而键 在键槽中可绕其几何中心摆动， 以适应轮毂键槽底面的倾斜。 半圆键结构紧凑，装拆方便 但轴上键槽较深，降低了轴的强 度。半圆键连接适用于轻载、轮 毂宽度较窄和轴端处的连接，尤 其适用于圆锥形轴端的连接。
图4-1 A型 圆头键
（1）普通平键(用于静连接） 方头普通平键键槽用盘 铣刀加工，键槽两端的 应力集中较小，但键在 槽中的轴向固定不好， 常用紧定螺钉紧固，以 防松动。
图4-2 B型 平头键
（1）普通平键(用于静连接） 单圆头平键用于轴 端与轮毂连接。轮 毂上的键槽一般用 插刀或拉刀加工， 轴上键槽常用指状 铣刀铣通。
§ 5.1 键连接
§ 5.2 花键连接
连接是指连接件和被连接件的组合结构。通 常有连接件和被连接件。 机械连接分为两大类： 1）机械动连接，即被连接的零（部）件之间可 以有相对运动的连接，如滑移齿轮和轴； 2）机械静连接，即被连接零（部）件之间不 允许有相对运动的连接。
机械静连接又可分为两类：
1）可拆连接，即允许多次装拆而不失效的连 接，包括螺纹连接、键连接（包括花键连接和 无键连接）和销连接； 2）不可拆连接，即必须破坏连接某一部分才能 拆开的连接，包括铆钉连接、焊接和粘接等。另 外，过盈连接既可做成可拆连接，也可做成不可 拆连接。
§5-1 键 连 接
键主要用于轴和带毂零件，实现周向固定以传递 转矩的轴毂连接。有的还能实现轴上零件的轴向固定 或轴向滑动的导向。
1. 平键连接
平键连接：键的侧面是工作面。工作时，靠键与键槽
侧面的挤压来传递转矩。平键上表面与轮毂槽底间留
有间隙。 平键连接结构简单、加工容易、装拆方便、对 中性好。但它不能承受轴向力，对轴上零件不能起 到轴向固定的作用。 普通平键
过盈连接的特点：构造简单，定心性好、承载能力 高和在振动条件下能可靠地工作，但其装配困难和 对配合尺寸的精度要求较高。
楔键缺点是楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和 偏斜，因此楔键连接一般用于定心精度要求不高和低 转速的场合。
4. 切向键连接
图4-8a所示为切向键。由一对楔键组成，装配时将 切向键沿轴切线方向楔紧在轴与轮毂之间。其上下面 为工作面，压力沿轴切线方向作用，能传递很大转矩。
图4-8 a)
用一对切向键时，只能单向传递转矩，要双向传 递转矩须用两对互成120°分布的切向键（图4-8 b）。 切向键对轴的强度削弱较大，因此常用于直径大于 100mm的轴上。
图4-8 b)切向键连接
§4-2 键的选用和强度校核
设计键连接时，先根据工作要求选择键的类型， 再根据装键处轴径d从标准中查取键的宽度b和高度h， 并参照轮毂长度从标准中选取键的长度L，最后进行 键连接的强度较核。
1．键的尺寸选择 平键的截面尺寸 b×h： 根据轴径 d 由标准中查得； 键长 L：根据轮毂的长度从标准中选定（静联接一 般应略小于轮毂的长度5~10mm;动联接(导向平键) 根据移动量确定，并符合标准中规定的尺寸系列。
图4-6 半圆键连接
3.楔键连接 如图4-7所示为楔键连接，楔键的上、下两面 为工作面。楔键的上表面和与它相配合的轮毂键槽 底面均有1:100的斜度。 装配时将楔键打入，使楔键楔紧在轴和轮毂的 键槽中，楔键的上、下表面受挤压，工作时靠这个 挤压产生的摩擦力传递转矩。
图4-7 楔键连接
图4-7 楔键连接
1）矩形花键 按齿高的不同，矩形花键的齿型尺寸在标准中规定 了两个系列， 轻系列：轻系列的承载能力较小，多用于静连接和 轻载连接； 中系列：中系列用于中等载荷的连接。 定心方式：小径定心----精度高，稳定性好。
2）渐开线花键 分为α=30 ˚ ，α=45 ˚两种，对应பைடு நூலகம்齿顶高分别为： h*=0.5m, h*= 0.4m
图4-3 C型 单圆头键
（2）导向平键和滑键连接 (用于动连接） 导向平键（用于滑移量不大的场合）利用螺钉固 定在轴上，键不动，轮毂可以沿着键移动，为了使键 拆卸方便在键的中部制有起键螺孔。
图4-4 导向平键连接
（2）导向平键和滑键连接 (用于动连接）
滑键（用于滑移量较 大的场合）滑键固定在轮 毂上，随轮毂一同沿着轴 上键槽移动。当轴向移动 距离较大时，宜采用滑键， 如用导向键，键将很长， 增加制造的困难。
5) 导向性好; 对动连接很重要
6) 可用磨削方法提高加工精度及连接质量。 缺点：齿根仍有应力集中、需专用设备制造，成本高。 应用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的连接。
二、花键类型选择 矩形花键 类型 ----制造容易，应用最广。
渐开线花键 ----用于高强度连接。 三角形花键 ----用于薄壁零件连接。
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与渐开线齿轮相比，花键齿短，齿根宽，不产生 根切的最小齿数较少。 定心方式：齿形定心----具有自动定心作用，受力均匀。
特点：制造工艺性好，精度高齿根强度高，易于定心。 常用于传递大扭矩和大轴径的场合。α=45 ˚的花键工 作面高度较小，承载能力较低，多用于载荷较轻，直 径较小的静连接。特别适用于薄壁零件的连接。
——静连接
——动连接
平键连接
导向平键 滑动平键
（1）普通平键(用于静连接）
A型 圆头键
B型 平头键
C型 单圆头键
（1）普通平键(用于静连接） 圆头普通平键键槽 由指状铣刀加工，键在 槽中轴向固定较好，但 键的头部侧面与轮毂上 的键槽并不接触，因而 键的圆头部分不能充分 利用，而且轴上键槽端 部的应力集中较大。
§4.2 花键连接 花键连接是由周向均布多个键齿的花键轴与带 有相应键齿槽的轮毂孔相配而成。 一、花键连接的特点 组成： 外花键、 内花键。
结构特点：沿周 向均布多个键齿。 齿侧为工作面。
图4-11
优点： 1) 均匀受力； 2) 对轴的削弱程度小; 因齿槽浅，齿根应力集中小
3) 载能力高; 齿数多，总接触面积大 4) 轴上零件与轴的对中性好；对高速及精密机器 很重要
图4-5 滑键连接
2.半圆键连接（工作面为两侧面）
半圆键的上表面为一平面， 下表面为半圆形弧面，两侧面互 相平行。轴上键槽用与半圆键半 径相同的盘状铣刀铣出。因而键 在键槽中可绕其几何中心摆动， 以适应轮毂键槽底面的倾斜。 半圆键结构紧凑，装拆方便 但轴上键槽较深，降低了轴的强 度。半圆键连接适用于轻载、轮 毂宽度较窄和轴端处的连接，尤 其适用于圆锥形轴端的连接。
图4-1 A型 圆头键
（1）普通平键(用于静连接） 方头普通平键键槽用盘 铣刀加工，键槽两端的 应力集中较小，但键在 槽中的轴向固定不好， 常用紧定螺钉紧固，以 防松动。
图4-2 B型 平头键
（1）普通平键(用于静连接） 单圆头平键用于轴 端与轮毂连接。轮 毂上的键槽一般用 插刀或拉刀加工， 轴上键槽常用指状 铣刀铣通。
§ 5.1 键连接
§ 5.2 花键连接
连接是指连接件和被连接件的组合结构。通 常有连接件和被连接件。 机械连接分为两大类： 1）机械动连接，即被连接的零（部）件之间可 以有相对运动的连接，如滑移齿轮和轴； 2）机械静连接，即被连接零（部）件之间不 允许有相对运动的连接。
机械静连接又可分为两类：
1）可拆连接，即允许多次装拆而不失效的连 接，包括螺纹连接、键连接（包括花键连接和 无键连接）和销连接； 2）不可拆连接，即必须破坏连接某一部分才能 拆开的连接，包括铆钉连接、焊接和粘接等。另 外，过盈连接既可做成可拆连接，也可做成不可 拆连接。
§5-1 键 连 接
键主要用于轴和带毂零件，实现周向固定以传递 转矩的轴毂连接。有的还能实现轴上零件的轴向固定 或轴向滑动的导向。
1. 平键连接
平键连接：键的侧面是工作面。工作时，靠键与键槽
侧面的挤压来传递转矩。平键上表面与轮毂槽底间留
有间隙。 平键连接结构简单、加工容易、装拆方便、对 中性好。但它不能承受轴向力，对轴上零件不能起 到轴向固定的作用。 普通平键
过盈连接的特点：构造简单，定心性好、承载能力 高和在振动条件下能可靠地工作，但其装配困难和 对配合尺寸的精度要求较高。
楔键缺点是楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和 偏斜，因此楔键连接一般用于定心精度要求不高和低 转速的场合。
4. 切向键连接
图4-8a所示为切向键。由一对楔键组成，装配时将 切向键沿轴切线方向楔紧在轴与轮毂之间。其上下面 为工作面，压力沿轴切线方向作用，能传递很大转矩。
图4-8 a)
用一对切向键时，只能单向传递转矩，要双向传 递转矩须用两对互成120°分布的切向键（图4-8 b）。 切向键对轴的强度削弱较大，因此常用于直径大于 100mm的轴上。
图4-8 b)切向键连接
§4-2 键的选用和强度校核
设计键连接时，先根据工作要求选择键的类型， 再根据装键处轴径d从标准中查取键的宽度b和高度h， 并参照轮毂长度从标准中选取键的长度L，最后进行 键连接的强度较核。
1．键的尺寸选择 平键的截面尺寸 b×h： 根据轴径 d 由标准中查得； 键长 L：根据轮毂的长度从标准中选定（静联接一 般应略小于轮毂的长度5~10mm;动联接(导向平键) 根据移动量确定，并符合标准中规定的尺寸系列。
图4-6 半圆键连接
3.楔键连接 如图4-7所示为楔键连接，楔键的上、下两面 为工作面。楔键的上表面和与它相配合的轮毂键槽 底面均有1:100的斜度。 装配时将楔键打入，使楔键楔紧在轴和轮毂的 键槽中，楔键的上、下表面受挤压，工作时靠这个 挤压产生的摩擦力传递转矩。
图4-7 楔键连接
图4-7 楔键连接
1）矩形花键 按齿高的不同，矩形花键的齿型尺寸在标准中规定 了两个系列， 轻系列：轻系列的承载能力较小，多用于静连接和 轻载连接； 中系列：中系列用于中等载荷的连接。 定心方式：小径定心----精度高，稳定性好。
2）渐开线花键 分为α=30 ˚ ，α=45 ˚两种，对应பைடு நூலகம்齿顶高分别为： h*=0.5m, h*= 0.4m
图4-3 C型 单圆头键
（2）导向平键和滑键连接 (用于动连接） 导向平键（用于滑移量不大的场合）利用螺钉固 定在轴上，键不动，轮毂可以沿着键移动，为了使键 拆卸方便在键的中部制有起键螺孔。
图4-4 导向平键连接
（2）导向平键和滑键连接 (用于动连接）
滑键（用于滑移量较 大的场合）滑键固定在轮 毂上，随轮毂一同沿着轴 上键槽移动。当轴向移动 距离较大时，宜采用滑键， 如用导向键，键将很长， 增加制造的困难。
5) 导向性好; 对动连接很重要
6) 可用磨削方法提高加工精度及连接质量。 缺点：齿根仍有应力集中、需专用设备制造，成本高。 应用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的连接。
二、花键类型选择 矩形花键 类型 ----制造容易，应用最广。
渐开线花键 ----用于高强度连接。 三角形花键 ----用于薄壁零件连接。