键和花键联接

时易松脱，
应用——由于故楔键联接仅适用于定心要求不高、载荷平稳的低速场合。
切向键联接
工作面
120°
1∶100
切向键安装
a）单向传动
b）双向传动
工作原理——切向键由两个具有1：100斜度的楔键组成，装配时，两键
以其斜面相互贴合，键分别从轮毂两端打入，使之楔紧。两键合并后，
上下两面平行为工作面，故轴和轮毂键槽并无斜度。依靠工作面上的挤压力 和轴与轮毂间的摩擦力传递转矩T。 注意：一个切向键只能单向传动，若需双向传动时，必须用两个互成
即： p p
对于动联接(导向平键联接） ：进行较弱零件工作面耐磨性计算。
即：
p p
3．平键联接的强度校核计算
普通平键联接工作面挤压强度条件： p
F lk
2T dlk
4T dhl
p
导向平键联接工作面耐磨性条件： p F 2T 4T p
lk dlk dhl
式中：σp、[σp]——联接工作表面挤压应力，许用挤压应力，MPa
滑键——用于动联接，轴上铣出较长的键槽，滑键固定在轮毂上，
轴上零件带动键在轴上键槽中作轴向滑移。用于轴上零件轴向位移量较 大的场合。
二）键的选择
1. 键的类型选择——键的类型应根据联接的结构特点，使用要求和工 作条件来选择。
2. 键的尺寸选择
b
h
键宽b 根据被联接处的轴径d按标准选择。
键高h
L
普通平键——根据被联接处轮毂
两个平键组成的联接
三个平键组合的联接
§5—2 花键联接
花键联接是由周向均布多个键齿的轴与带有相应键齿槽轮毂 孔配合而成的可拆联接。
花键轴(外花键)
轮毂(内花键)
一．花键联接的特点及应用
优点 特
点
1）齿槽浅，齿根应力集中小，对轴和轮毂的强度削弱小； 2）键齿对称布置，齿多接触面积大，承载能力高； 3）定心精度高，对中性和导向性好。
缺点——需要专门加工设备和工具，制造成本高。
应用——用于定心精度要求高，载荷大的动、静联接。
长度确定，键长L≤轮毂长度B，一
L
键公称 般可取L=B-（5～10）mm，并按标 长度L 准长度系列确定。
d
导向平键——根据被联接处轮毂长
度及其滑动距离来确定。
键的标准表
B
三) 键联接的强度计算
≈d/2
1．平键联接受力分析
联接工作面（侧面） ——受挤压力F
F 2T N d
键的截面——受剪力： F 2T N d
p
p
静联接
（普通平键 半圆键）
动联接
（导向平键）
钢 铸铁 钢
120～ 150 70～ 80
100～ 120 50～ 60ຫໍສະໝຸດ 5040例题
冲击 60～ 90 30～ 45
30
单键联接能传递的转矩很有限，当传递的转矩较大、而又不能增加键的长 度时，可用多键来提高联接的承载能力。如图示双键、三键，但这样会严 重削弱轴的强度
fN N
工作原理——键的上下两面为工作面，其上表面和轮毂槽底均有1：100的斜
度。装配时，将键沿轴向打入轴和轮槽内，工作表面上产生很大的正压力， 工作时，依靠工作面上正压力产生摩擦力传递转矩T.
特点
优点:能承受单方向的轴向力，对轮毂起到单向轴向固定作用。 缺点：楔紧后会使轴与轮毂产生偏心，且在受到冲击、变载荷
楔键联接 切向键联接
平键联接
工作面
工作原理 —— 键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧 面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。
优点: 结构简单，装拆方便，易加工，对中性好 特点
缺点：不能实现轴上零件的轴向固定。
应用：广泛
半圆键联接
R
工作面
工作原理 ——键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧
特点
p、[p] —— 联接工作表面的压强，许用压强，MPa
l
A型键：
l = L－b
l —键的接触 长度，mm
l B型键：
l C型键：
l=L l = L－b/2
k —— 键与轮毂接触高度，mm，k ≈ h/2 。
表5-1
键联接的许用挤压应力和许用压强 MPa
载荷性质
许用值
联接方式 轮毂材料
静载荷 轻度冲击
l <L-b
b h
工作面
指状铣刀加工键槽
但轴上键槽端部应力集 中较大，有效接触长度l
比 键的公称长度L短
2) 方头平键（B型）
其优点是轴上键槽用盘铣刀加工，轴的 应力集中较小，键的有效接触长度等于 键的公称长度
L
h
l
l =L
盘铣刀加工键槽
但对于尺寸较大的键需用紧 定螺钉将键固定在轴上键槽 中。
L
面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。 优点:轴上键槽用半径与键相同的盘铣刀铣出，键能在轴槽中绕几
何中心摆动，以适应轮毂槽底面。其优点是工艺性较好，装拆方便，
缺点：键槽较深，对轴的强度削弱较大。
主要用于载荷较轻的静联接，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接。
普通楔键
楔键联接
N fN
工作面
T
1∶100
钩头楔键
键、花键联接的用途——用于轴与轮毂之间的 周向固定，并传递运动和转矩。
本章主要内容
键和花键的类型、结构形式选择； 键的尺寸选择——重点； 键联接工作能力计算。
§5—1 键联接
一、键联接的主要类型及特点
类型 及
特点
松键联接：靠侧面受挤压传递运 动和转矩，键两侧面 是工作面。
平键联接 半圆键联接
紧键联接：靠键的楔紧作用传递运 动和转矩，键上下两面 是工作面。
式中：T——转矩，N·mm d——轴的直径，mm
k
F
F
T 平键联接受力情况
2．失效形式及计算准则
失效 形式
联接工作 静联接——较弱零件（通常是轮毂）被压溃。 主要失效形式
面（侧面） 动联接——较弱零件（通常是轮毂）过度磨损。
键——被剪断
对于静联接(普通平键联接）：进行较弱零件工作面挤压强度计算；
计算 准则
120°分布的切向键。
应用——切向键联接能传递很大的转矩，但对轴的强度削弱较大，故
常用于直径大于100 mm，对中要求不高而载荷较大的重型机械。
1. 普通平键——用于静联接，即轴与轮毂之间无轴向相对运动
按其端部形状，有三种结构形式
L
1）圆头平键（A型）
l
轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与键 的尺寸相符键在轴槽中固定可靠。
3) 单圆头平键（C型）
单圆头平键具有A、B键的特点
轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与
键的尺寸相符键在轴槽中固定可靠
l
h
l =L-b/2
常用于轴端与轮毂类零件的联接，。
2.导向平键——用于动联接（即轴与轮毂之间有轴向相对运动）。
导向平键是一种较长的平键，键用螺钉固定在轴的键槽中，轴上零件可沿 键作轴向滑移。常用于轴上零件轴向位移量不大的场合。