花键联接
花键联接
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。
一、类型、特点和应用1、特点：1）齿较多、工作面积大、承载能力较高；2）键均匀分布，各键齿受力较均匀；3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱小；4）轴上零件对中性好；5）导向性较好；6）加工需专用设备、制造成本高。
2、花键类型按齿形分：①矩形花键已标准化——制造容易、应用广泛，分轻、中、重、矩形花键定心方式：内径定心（新标准）—定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，加工较复杂，且硬度可高些。
当HRC>40，用外径定心不适合时，或D>120mm （工艺上不经济或达不到要求时），单件生产时采用。
外径定心—轴、孔加工简单（孔拉削）精度高，HRC过高，拉削加工困难（一般HRC<40），但现在可通过高频淬火提高硬度，拉削以后再热处理，加工性能变好，一般均可用外径定心。
侧面定心—定心精度不高，但载荷分布均匀，承载能力高，但零件易移动，侧面易磨损，使对中性变坏。
适于定心要求不高的重载联接（静联接）。
外径定心，内径定心，尺侧定心矩形花键连接②渐开线花键（GB34781-83）渐开线花键齿廓为渐开线，可用齿轮机床加工，工艺性较好，制造精度高，齿根圆角大，应力集中小，易于对心。
但加工花键孔用渐开线拉力制造复杂，成本高，适宜于传递大扭矩，大直径轴。
渐开线花键齿形：①α=30°和α=45°；②ha=0.5m（m为模数）；③不根切最小齿数Ｚmin=4(一般Ｚ≥１０)定心方式：齿形定心——能自动定心，有利于各齿均载，应用广，优先采用。
3、三角形花键内花键齿为三角形外花键齿为渐开线（α=45°）加工方便，定心方式：齿侧定心三角形花键——齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。
适于轻载，直径较小时及轴与薄壁零件的联接。
二、花键联接的设计计算设计：选花键类型→按轴径D定花键尺寸（矩形：Z—D×d×b）→验算联接强度失效形式：①键齿的压溃（静联接）；②磨损（动联接）；③齿根剪断∴一般进行挤压强度或耐磨性验算设：工作载荷沿键的工作长度l 均匀分布。
第四章 键和花键联接
第四章键和花键联接§4-1 键联接轴毂联接：轴与轮状零件的轮毂的联接。
L---键的公称长度，mm。
b---键宽，mm。
[]σ---许用挤压应力，MPa，表（6-1）。
p计算后若发现键的余量很大，可减小L或选较小尺寸的键。
若发现强度不足：若轮毂可加长，增加L ；若允许键的尺寸加大，增大键的尺寸；并非增大L---增大传力，由于误差，当d l 25.2≥时，再增大L ，并不能增大承载能力。
()d l 8.1~6.1max ≤若用单键不足，可用双键180布置或三键120布置。
这样布置，制造方便，对受力有利，对中性好。
计算时，二键、三键因受力不均，每键只75%承受载荷。
平键联接标注示例：A 型，b=16mm,h=10mm,L=100mm 键16*100 GB1096—79B 型 键B 16*100 GB1096—79C 型 键C 16*100 GB1096—79 （2） 薄型平键薄型平键与普通平键的区别是：键高是普通平键的60~70%，也分A 、B 、C 型，但传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
当被联接零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时，须用导向平键或滑键组成动联接。
（3） 导向平键导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上传动零件可沿键作轴向滑移。
若零件滑移距离较大时，所需导向平键长度过大，制造困难，宜用滑键。
型号：A 、B 型，适用与移动距离不大的场合。
（4） 滑键轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，所以键在键槽中能绕其几何中心摆的配合，只适用与对中性要求不高，低速、轻载、载荷平稳的场合。
为便于拆卸，楔键最好用于轴端。
若用于轴中部又不能先装键时，轴上键槽至少应为2L。
钩头楔键拆卸较方便，但注意加安全罩。
失效：相互楔紧的工作面被压溃。
所以应校核各工作面的抗挤压强度。
强度计算：()[]MPa fd b bl T p p σσ≤+=610*123§4-2 花键联接花键联接由外花键和内花键组成。
键、花键联接特点和形式
●静联接的强度条件：
强度条 p2件 T d1k30lp
b.动联接
失效形式：工作面过度磨损
●动联接的强度条件：
强度条 p2件 T130p
dkl
T 传递转矩 , N m
k 键与轮毂的接触高度 , k 0 .5 h
h 键高
b 键宽
l 键的工作长度
圆头 l L b
方头 l L
半圆头 l L b 2
两个半圆键——同一条母线上 两个楔键——900~1200布置
●计算时按1.5个键计入
§6-2 花键联接
一．类型（内外之分）. 1．矩形花键：轻系列用于静联接、轻载
中系列用于中等载荷
☆定心方式：小径定心 内、外花键均可用磨削的方法加工。
2．渐开线花键：
α=30°时齿顶高0.5m，用于较大载荷，静动皆可 α=45°时齿顶高0.4m，对轴的削弱比30°的小，用于 载荷较小直径较小的静联接、特别是薄壁零件。
3．楔键：普通楔键、钩头楔键—静联接
工作面为上下两面 ，侧面与键槽间要有间隙
☆☆能承担单向轴向力，既起周向定位作用，也起单向 轴向定位作用 。但会引起偏心和偏斜，主要用于定心 精度要求不高和低转速的场合。
1：100
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
4．切向键—静联接
由一对斜度为1：100的楔键组成，其工作面是由一 对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。单个时只 能传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的 双键且夹角为120°。一般用于直径大于100cm的 轴上，如大型带轮、飞轮
不起轴向定位作用，不能承担轴向力。 (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)
键花键无键联接销联接
2. 键连接强度计算
(1) 平键联接旳强度计算
一般平键联接旳主要失效形式是 工作面被压溃，一般只按工作面 (键、轴、毂中旳弱者)上旳挤压 应力进行强度校核。
假定载荷在键旳工作面上均匀分 布，则一般平键连接旳强度条件 为：
p
F A
2T d
kl
103
2T 103 kld
[ ]p
16
对于导向平键联接和滑键连接，主要失效形式是工作面旳过分 磨损，因而一般按工作面上旳压力进行条件性旳强度校核计算：
≤[σp ]
MPa
18
注意：
❖ 键旳材料采用抗拉强度不不大于 600MPa 旳钢，一般为45 号钢；
❖ 强度校核不满足时，可采用双键，且强度校核中只按1.5个 键计算(两键载荷分配不均）；
❖ 两平键应沿周向相隔180布置，两半圆键应布置在轴旳同 一条母线上，两楔键应在周向相隔90 ~120 ；
❖ 允许随轮毂加长而合适增长键长，以提升单键承载能力， 但传递转矩时键上载荷沿键长分布不均，故一般采用旳键 长不宜超出 (1.6~1.8)d。
13
切向键旳特点
❖ 用一种切向键只能单向传动，双向传动时必须使用两个切 向键；
❖ 切向键旳承载能力很大，适于传递大旳转矩； ❖ 切向键键槽对轴旳减弱较大，常用于直径不小于 100mm
旳重型机械旳轴上。考虑到受力均衡，两个键槽一般相隔 120°-130o； ❖ 切向键能引起轴上零件与轴旳配合偏心，只能用于轴上零 件对中精度要求不高旳场合。
类 型
潘存云教授研制
按形状分
联接销：用来实现两零件之间旳联 接，可用来传递不大旳载荷。其类 型可根据工作要求选定，其尺寸可 根据联接旳构造特点按经验或规范 拟定。必要时再按剪切和挤压强度 条件进行校核计算。
第4章_键、花键和销联接(精品 值得参考)
第四章键、花键和销联接4-1 基础知识一、键联接1、平键、半圆键、楔键、切向键的功能及应用（1）平键联接平键联接的定心精度较高，应用较广泛，其优点是结构简单、装拆方便、对中性较好。
但由于这种键联接不能承受轴向力，因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。
图4-1为普通平键联接的结构型式。
a)b) 圆头c) 平头d) 单圆头图4-1 普通平键联接从图中可看出键的上表面和轮毂的键槽底面间留有间隙，工作面是两侧面，工作时，靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩。
平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。
前两种键用于静联接，后两种键用于动联接。
1）普通平键按构造分为圆头（A型）,如图4-1a、平头（B型），如图4-1b、单圆头（C型），如图4-1c。
圆头平键宜放在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中，键在键槽中轴向固定良好。
平头平键是放在用盘铣刀铣出的键槽中。
单圆头平键则常用于轴端与毂类零件的联接。
圆头平键的缺点是键的头部侧面与轮毂上的键槽不接触，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。
但平头平键避免了上述缺点。
2）薄型平键60~70，由于传递转矩的能力薄型平键也分圆头、平头和单圆头三种型式，键的高度约为普通平键的0000较低，常用于空心轴、薄壁结构及一些径向尺寸受限制的场合。
3）导向平键采用导向平键或滑键均可满足被联接的毂类零件在工作过程中在轴上作轴向移动。
由于导向平键较长，需用螺钉固定在轴上的键槽中，同时键上制有起键螺孔，可拧入螺钉使键退出键槽，以便于拆卸。
导向平键适用于轴上传动零件滑移较小的情况下。
4）滑键当零件需滑移的距离较大时，宜采用滑键而不采用导向平键。
这是因为导向平键的长度越大，制造越困难。
当采用滑键时，滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移。
这样，可将键做得较短，只需在轴上铣出较长的键槽即可，从而降低加工难度。
（2）半圆键联接半圆键联接工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。
第五章 键、花键、销联接
机械设计
第五章 键、花键、销联接 花键、
10
普通平键的主要尺寸
机械设计
第五章 键、花键、销联接 花键、
11
b l = L− 2
圆头平键) 圆头平键 l = L −b (圆头平键 l =L 平头平键) (平头平键) (单圆头平键) 单圆头平键)
机械设计 强度条件： 强度条件： 普通平键： 普通平键： σ
3
b)方头
c)一端圆头一端方头
机械设计
第五章 键、花键、销联接 花键、
4
静联接，周向固定，传递转矩 ； 静联接，周向固定，传递转矩T；不能承受轴 向力及轴向固定。 向力及轴向固定。 2）导向平键 ） 3）滑键 ） 移动距离大时采用滑键。 移动距离大时采用滑键。
机械设计
第五章 键、花键、销联接 花键、
5
2、半圆键 、
特性
1）键的摆动适应毂键槽的斜度； ）键的摆动适应毂键槽的斜度； 2）侧面为工作面，传递转矩，不能传轴向力； ）侧面为工作面，传递转矩，不能传轴向力； 3）特别适于锥形轴端； ）特别适于锥形轴端； 4）对轴削弱大，用于轻载。 ）对轴削弱大，用于轻载。
机械设计
第五章 键、花键、销联接 花键、
第五章 键、花键、销联接 花键、
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2T / d ≤ [σ p ] （压溃） p = h′ ⋅ l 压强： 压强： p = 2T / d ≤ [ p ] （耐磨） h′ ⋅ l 3、↑强度的方法 、 1)↑L，但Lmax=（1.6~1.8)d，否则承载不均。 ， （ ，否则承载不均。 双键， 承载不均， 2) 采用双键，按180°布置，考虑承载不均， 采用双键 °布置，考虑承载不均 个计算。 按1.5个计算。但对轴削弱大。 个计算 但对轴削弱大。 4、键的材料 、
键花键联接
平键联接
标记示例
圆头普通平键(A型)，b=16、h=10、L=100的 标记为： 键16×100 GB 1096—79
平头普通平键(B型)，b=16、h=10、L=100的 标记为： 键B16×100 GB 1096—79
单圆头普通平键(C型)，B=16、H=10、L=100 标记为：键C16×100 GB 1096—79
楔键分为普通楔键和钩头楔键两种。 钩头楔键的钩头是为了拆键用的。
普通楔键（圆头） （方头）
钩头楔键
此外，在重型机械中常采用切向键联接。 切向键是由一对楔键组成，装配时将两键楔 紧。键的窄面是工作面，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 1200~1300。
标记示例
2．半圆键联接
半圆键也是以两侧面为工作面。 特点：它与平键一样具半有圆键定联心接较好的优点。半圆 键能在轴槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便。它 的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。 锥形轴端采用半圆键联接在工艺上较为方便.
3．楔键联接和切向键联接
楔键的上下面是工作面，键的上表面有1:100的 斜度，轮毂键槽的底面也有1:100的斜度，把楔键 打入轴和毂槽内时，其工作面上产生很大的预紧力 Fn。 数工)传作递时转，矩主T要，靠并摩能擦承力受f单Fn方(f向为的接轴触向面力间。的摩擦系
1:100斜面
材料
键的材料采用强度极限σB不小于600MPa 的碳素钢，通常用45钢。当轮毂用非铁金 属或非金属材料时，键可用20或Q235钢。
选择
键的截面尺寸应按轴径d从键的标准中 查取；键的长度L可参照轮毂长度从标准 中选取。必要时应进行强度校核。
失效形式
花键联接
过盈联接
4.4 无键联接
按配合面的形状不同，可分为圆柱面过盈联接（图a）和圆锥面过盈联接(图b） 两种。 圆柱面过盈联接的装配可采用压入法或温差法。压入法一般只适用于配合尺 寸和过盈量都较小的联接。温差法常用于要求配合质量高、配合尺寸和过盈量 都较大的联接。
4.4 无键联接
圆锥面过盈联接是利用轴毂之间的 轴向位移来实现的，主要用于轴端联 接。 圆锥面过盈联接可用液压压入法装 配，装配时，用高压油泵将高压油通 过油孔和油沟压入联接的配合面间， 使毂孔直径胀大，轴径缩小，同时施 加一定的轴向力使之相互压紧，待零 件压紧到预定的轴向位置时，放出高 压油，而形成过盈联接。拆卸时再压 入高压油，两件即可分离。
减速器输出轴及键槽尺寸标注41键联接1键的类型及尺寸选择齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好故选用a型平键连接键2070gb156479根据轴颈d75mm由表41查得键宽b20mm键高h12mm因轮毂长度为80mm故标准键长l70mm将llb702050mmk04h041248mm代入公式41得挤压应力为2验算挤压强度由表41查的轻微冲击载荷时的许用挤压应力为所以挤压强度足够由普通平键标准查得轴槽深75mm毂槽深49mm
端部形状有圆头（ A型）、平头（ B型）和单圆头（ C型）三种
A型
B型
C型
C型键用于轴端。 A、 C型键的轴上键槽用端铣刀切制，对轴应力集中较大。 B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出，轴上应力集中较小。 键槽铣制点击查看 B型键槽铣制点击Байду номын сангаас看
4.1 键联接
（2）导向平键（用于动联接）
（3）滑键
导向平键
滑键
4.1 键联接
2.半圆键联接
半圆键联接
3.楔键联接
6章-键花键连接
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。 按用途分
类 型 按形状分 联接销：用来实现两零件之间的 联接，可用来传递不大的载荷。 其类型可根据工作要求选定，其 尺寸可根据联接的结构特点按经 验或规范确定。必要时再按剪切 和挤压强度条件进行校核计算。
§6－4 销联接
定位销 联接销 安全销
潘存云教授研制
静联接[σp ] 动联接[p ] (空载下移动) 动联接[p ] (在载荷下移动)
不良 中等 良好 不良 中等 良好
15~20 20~30 25~40 ----------
25~35 30~60 40~70 3~10 3~15 10~20
§6－3
无键联接
一、型面联接（成型连接） 型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与 相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆联接， 它是无键联接的一种型式。 由于型面联接要用到 非圆形孔，以前因其加工 困难，限制了型面联接的 应用。
胀紧联接是在轴与毂孔之间 装配一个或几个胀紧联接套， 在轴向力的作用下，同时胀紧 轴与毂产生压紧力，靠摩擦力 传递转矩和轴向力的一种静联 接。 结构类型：Z1型胀套、Z2型胀套
潘存云教授研制
潘存云教授研制
1) Z1型胀套
潘存云教授研制 潘存云教授研制
两个胀紧套 一个胀紧套
2) Z2型胀套
Z1型胀套中，与轴或毂孔贴合的套筒均有纵向 间隙，以利于变形和胀紧。拧紧联接螺钉，便 可以将轴和毂长进。
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。 按用途分
类 型 按形状分
安全销：作为安全装置中的过载剪 切元件。安全销在过载时被剪断， 因此，销的直径应按剪切条件确定。 为了确保安全销被剪断而不提前发 生挤压破坏，通常可在安全销上加 一个销套。
键花键联接
开口销
销孔的加工
No Image
4T [ ] 1:100斜面
材料
键的材料采用强度极限σB不小于600MPa 的碳素钢，通常用45钢。当轮毂用非铁金 属或非金属材料时，键可用20或Q235钢。
选择
键的截面尺寸应按轴径d从键的标准中 查取；键的长度L可参照轮毂长度从标准 中选取。必要时应进行强度校核。
失效形式
平键联接的主要失效形式是工作面的 压溃和磨损(对于动联接)。除非有严重过 载，一般不会出现键的剪断。
花键联接
轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接称为花 键联接。齿的侧面是工作面。
特点：由于是多齿传递载荷，所以花键联接比平键联 接具有承载能力高，对轴削弱程度小(齿浅、应力集中 小)，定心好和导向性能好等优点。
应用：它适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移 的联接。
分类
花键联接可以做成静联接，也可以做成动 联接，一般只验算挤压强度和耐磨性。
方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。 单圆头键常用于轴端。
A型
B型
C型
普通平键
A型
B型
C型
导向平键
导向平键较长，用螺钉固定在轴槽中，为 便于装拆，在键上制出起键螺纹孔。
其实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。 如变速箱的滑移齿轮采用导向平键。
键联接设计内容 (1)选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求 (2)尺寸选择：按轴径d选键的截面尺寸b×h(查标准) (3)键长选择：L=轮毂长-（5～10）mm（查标准） (4)强度校核：
Dd
分类
矩形花键，可查得大径D、小径d、键宽 B(以上单位为mm)和齿数z，设各齿压力的 合力作用在平均半径rm处，载荷不均匀系数K ＝0.7～0.8，则联接所能传递的扭矩：
键连接和花键连接
（4）导向性好, （5）精度高 （6）承载能力高
缺点：（1）根部应力集中大,（2）成本高
加工
{ 轴： 滚、铣
孔： 拉、插
2、应用：动连接或静连接
3、类型：矩形花键、渐开线花键
4、工作面：侧面
（1）矩形花键 容易制造，应用广泛。
（2）渐开线花键： 强度高，寿命长
（二）花键连接强度计算 1.失效形式 静联接： 被压溃
切向键连接
切向键由两个具有1∶100斜度的楔键并合而成。装 配时将两键楔紧，上下两工作面平行，工作面上的压力 沿轴 的切线方向，能传递很大扭矩，多用于对对中性要 求不高的重型机械。
当传递双向扭矩时，需使 用两个切向键并相隔1200~1300 布置。
二、平键的尺寸选择和强度校核
1、平键的尺寸选择
宽×高×长：b×h×L （1）按轴径 d 查手册确定键宽 b 和键高 h
p 4T p MPa
dhl
（10-27）
许用挤压应力 p , 见表10-10
若强度不够时，可采用两个平键，相隔 1800布置。考虑 到载荷分布的不均匀性，强度校核按1.5个键计算。
三、花键连接
由轴和轮毂孔沿周向均布的多个键齿构成的连 接称为花键连接。
（一）、类型、特点及应用 1.特点：与键连接比较 优点：（1）受力均匀 （2）对轴削弱小 （3）对中性好
3. 安全销:
二、材料 一般：35，45
键连接设计与计算分析：
图示为在直径d = 80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱 齿轮，轮毂长 L = 1.5d，传递 扭矩T=1000Nm, 工作时有轻 微冲击，试确定平键的连接 尺寸，并校核其强度。
1）轴头的长度应较齿轮
轮毂的长度L短2~3毫米；
花键联接的结构特点类型及优点
花键联接的结构特点类型及优点花键联接是一种常用的连接方式，主要用于实现零部件之间的机械传动和定位。
它的结构特点、类型及优点如下：一、花键联接的结构特点：1.花键联接由两个相互嵌合的零件组成，一个零件上有花键，另一个零件上有对应的槽。
花键的形状通常为横截面为矩形、圆形或异形的均匀分布在轴上的密齿。
2.槽的形状与花键相适配，可以是直线槽、曲线槽、圆形槽或异形槽等，用于提供花键的定位。
3.花键和槽之间存在一定的间隙，能够容纳一定的配合差值，从而保证花键和槽的公差带。
4.花键联接通过花键的嵌套和槽的套入，实现了零件之间的相对位置固定和传递转矩的功能。
二、花键联接的类型：根据花键的结构形式和应用对象的不同，花键联接可以分为以下几种类型：1.定位花键：用于定位两个零件的相对位置，防止相对旋转。
通常采用直线槽或曲线槽的形式。
2.传动花键：用于实现零件之间的转矩传递，通常采用圆形花键或矩形花键的形式。
3.锁紧花键：用于增加花键联接的紧固力，防止松动。
通常采用矩形花键或异形花键的形式。
4.耦合花键：用于实现两个轴的同心度和相对位置的固定，并转动。
通常采用多个平面或圆形花键的形式。
三、花键联接的优点：1.精度高：花键联接能够实现位置的精确定位和转矩的精确传递，提高传动精度。
2.转矩大：花键的形状和布置可以根据实际需求选择，能够适应不同工况下的转矩传递要求。
3.可逆性好：花键联接可以实现可逆拆卸，方便维护和更换零部件。
4.结构简单：花键联接的结构相对简单，易于制造和装配，成本相对较低。
5.耐磨性好：花键联接通常由金属材料制成，具有较好的耐磨性和耐久性。
6.传动效率高：花键联接的紧密配合和精确定位，能够提高传动效率。
总之，花键联接是一种经济实用的连接方式，广泛应用于各个机械领域。
它的结构简单、精度高、可逆拆卸和传动效率高等优点，使得花键联接成为机械传动和定位的重要手段。
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。
键花键无键联接和销联接
05 选择键花键无键联接和销 联接的考虑因素
使用环境
工作温度
腐蚀性
根据使用环境温度选择合适的材料和 工艺，确保联接的稳定性和可靠性。
评估工作环境中是否存在腐蚀性气体 或液体，选择耐腐蚀的联接材料。
湿度
考虑湿度对联接的影响，选择适合潮 湿或干燥环境的材料和防锈措施。
• 在一定范围内，销联接能自动补偿位置误 差。
优点与缺点
01
缺点：
02
销钉和销孔的配合精度要求较高，否则会影 响联接的稳定性。
03
对于经常拆装的联接，磨损较快，需要定期 更换销钉或销孔。
04
在承受较大转矩时，销钉可能会剪切或弯曲 ，导致联接失效。
使用注意事项
在使用销联接时，应确保销 钉和销孔的配合精度，以避 免过大的松动或间隙。
轮、磁力联轴器等。
通过插入销钉实现两个 部件之间的固定和定位。
应用场景
汽车工业
用于发动机、变速器、传动系 统等关键部件的联接。
航空航天
用于飞机起落架、发动机、机 身等部位的联接。
工业机械
用于各种机械传动系统和支撑 部件的联接。
电子产品
用于微型机械、精密仪器、电 子设备等的联接。
02 键花键无键联接
键花键无键联接和销联接
目录
• 键花键无键联接和销联接概述 • 键花键无键联接 • 销联接 • 键花键无键联接和销联接的比较 • 选择键花键无键联接和销联接的考虑因素
01 键花键无键联接和销联接 概述
定义与特点
定义
键花键无键联接和销联接是一种 机械联接方式，通过键、花键、 无键联接和销等元件实现两个或 多个部件之间的联接。
花键联接
作业：6—3， 6—4
,工艺性好，易获较高精度。
┌ 30° └ 45°
二 花键的强度计算
失效形式： ┌静联接: 齿面压溃, 个别齿根剪断或弯曲折断。 └动联接: 工作面磨损。
强度校核：
假设：载荷均匀分布，各键齿工作面上的压力的合 力F作用在平均直径dm处，T=zF× dm ／2
1.静联接 →压溃→பைடு நூலகம்压强度
p
2T103
zlhm d
p
2.动联接 →磨损→压强
p 2T 103 p ψ—载荷分配不均匀， 一般取0.7~0.8
zlhdm
h—花键齿面工作高度
p p －查表6-3
渐开线：α=30°h=mα=45°h=0.8m矩 形：h=（D－d）/2－2c
小结：1.键的功用、工作原理、分类及特点 2.平键联接失效形式、选择及强度计算 3 花键的特点，失效及强度计算
§6—2 花键联接
一 花键联接 的类型、特点和应用
结构: 花键轴及花键套（轮毂）周
向均布的多个键齿互相配合 构成联接
工作原理： 键两侧是工作面，靠键齿侧面间的挤压传递转矩。 ┌对中、导向性好。 特点 │各键齿承载均匀，承载力大, │键槽浅，对轴损伤较小。 └加工要用专用设备，成本高。
分类：
┌矩形花键(小径定心)：制造方便，应用最广 。 └渐开线花键(齿形定心)：键齿强度高，承载力大,
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3
100
p
p
由普通平键标准查得轴槽深=7.5mm，毂槽深=4.9mm。 根据所得尺寸，可绘制键槽工作图
4.2 花键联接
4.2.1 概述
花键联接是平键在数量上发展 和质量上改善的一种联接，它由 轴上的外花键和毂孔的内花键组 成，如图所示，工作时靠键的侧 面互相挤压传递转矩。 与平键联接相比，花键联接的优点： ① 轴上零件与轴的对中性好； ② 轴的削弱程度较轻；
切向键联接点此观看
4.1 键联接
4.1.2.键的选择和键联接的强度计算
1.尺寸选择
根据轴的直径d从标准中选择键的宽度b、高度h。键的长度L根据轮毂长 度确定，键长应比轮毂长度短5～10 mm，并符合标准中规定的长度系列。 导向平键的键长则按轮毂长度及轴上零件的滑动距离而定，所选键长亦应符 合标准规定的长度系列。
4.3 销联接
4.3.3 异形销
1. 槽销（图a） 用弹簧钢滚压或模锻而成，有纵向凹槽，由于材料的弹性， 销挤紧在销孔中，销孔无需铰光。槽销的制造比较简单，可多次装拆，多用于 传递载荷。 2. 开口销（图b） 它是一种防松零件，与其它联接件配合使用。
3. 开尾圆锥销（图c）用于铰接处，用开口销锁定，拆卸方便。
端部形状有圆头（ A型）、平头（ B型）和单圆头（ C型）三种
A型
B型
C型
C型键用于轴端。 A、 C型键的轴上键槽用端铣刀切制，对轴应力集中较大。 B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出，轴上应力集中较小。 键槽铣制点击查看 B型键槽铣制点击查看
4.1 键联接
（2）导向平键（用于动联接）
（3）滑键
导向平键
滑键
4.1 键联接
2.半圆键联接
半圆键联接
3.楔键联接
4.1 键联接
4.切向键联接
切向键联接如下图所示，它由两个普通楔键组成。装配时两个键分别 自轮毂两端楔入，使两键以其斜面互相贴合，共同楔紧在轴毂之间。切向 键的工作面是上下互相平行的窄面，其中一个窄面在通过轴心线的平面内， 使工作面上产生的挤紧力沿轴的切线方向作用，故能传递较大的转矩。
销的类型和尺寸可根据工作要求和用途来选定。
4.4 无键联接
凡是在轴毂联接中不用键、花键或销时的联接，统称为无键联接。无键联接 的形式很多，下面介绍型面联接和过盈配合联接。
4.4.1 型面联接
型面联接是利用非圆剖面的轴与相应形状的零件的毂孔配合而构成的联接， 如图所示。轴和毂孔可做成柱形或锥形，前者只能传递转矩，可用在不在载荷 作用下移动的动联接；后者还能传递轴向力。型面联接没有应力集中源，对中 性好，承载能力高，装拆方便，但制造工艺复杂，应用不太普遍。
4.4 无键联接
4.4.2 过盈联接
过盈联接是利用材料的弹性变形，把具有一定配合过盈量的轴和毂孔套装起 来的联接。工作时靠配合面上的摩擦力来传递载荷。 过盈联接具有结构简单，对中性好，对轴的强度削弱小，在冲击和振动载 荷下工作可靠的优点。
缺点是装拆困难、对配合尺寸的精度要求高。多用于承受重载，特别是动 载以及无需经常装拆的场合。
4.3 销联接
4.3.2 圆锥销
1. 普通圆锥销 图（a）它有1∶50锥度，受横向力时可自锁，靠锥面挤压作用 固定在光孔中，可以多次装拆。普通圆锥销以小端直径作为公称直径。 2. 螺纹圆锥销 图（b）为内螺纹圆锥销，图(c)为外螺纹圆锥销，可用于销 孔没有开通或拆卸困难的场合。 3. 开尾圆锥销图（d）为开尾圆锥销，它可保证销在冲击、振动或变载 下不致松脱。
点击观看动画演示
③ 承载能力强；
④ 导向性好。其缺点是制造比较复杂、需专用设备，成本高。
花键已标准化，根据齿形，花键可分为矩形花键和渐开线花键两种。
4.2 花键联接
4.2.2 矩形花键
矩形花键的键数通常为偶数，按其传递转矩的大小，有轻系列和中 系列两个尺寸系列。轻系列花键的承载能力较小，多用于静联接和轻 载联接；中系列适用于载荷较大的静联接或动联接。
过盈联接
4.4 无键联接
按配合面的形状不同，可分为圆柱面过盈联接（图a）和圆锥面过盈联接(图b） 两种。 圆柱面过盈联接的装配可采用压入法或温差法。压入法一般只适用于配合尺 寸和过盈量都较小的联接。温差法常用于要求配合质量高、配合尺寸和过盈量 都较大的联接。
4.4 无键联接
圆锥面过盈联接是利用轴毂之间的 轴向位移来实现的，主要用于轴端联 接。 圆锥面过盈联接可用液压压入法装 配，装配时，用高压油泵将高压油通 过油孔和油沟压入联接的配合面间， 使毂孔直径胀大，轴径缩小，同时施 加一定的轴向力使之相互压紧，待零 件压紧到预定的轴向位置时，放出高 压油，而形成过盈联接。拆卸时再压 入高压油，两件即可分离。
第4章 轴毂联接
§4.1 键联接
§4.2 花键联接 §4.3 销联接 §4.4 无键连接
4.1 键联接
4.1.1.键联接的类型、特点及应用
⒈ 平键联接
对中性好、装拆方便、结构简单。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。
4.1 键联接
分类：按用途不同，平键又分为以下三种。
（1）普通平键联接, 主要尺寸是键长L、键宽b和键高h。
渐开线花键的定心方式为齿形定心。当齿受载时，齿上的径向力能起到自 动定心作用，有利于各齿均匀承载。 由上所述，花键联接多用于载荷较大，定心精度要求较高的联接中，如汽 车，机床，飞机等机器中。花键的选用和强度验算与平键联接相似，详见机 械设计手册。
4.3 销联接
销联接的作用
用来传递不大的载 荷或作安全装置。 另一作用是起定位作用。
液压装拆的圆锥面过盈联接
圆头平键 加工
平头平键 加工ຫໍສະໝຸດ 向平键钩头楔键切向键
键的许用挤压应力和许用压力
花键联接
3 ' 动联接的压力强度条件为： p 2T 10 /( k l d ) [ p ], a
式中 T——键联接所传递的转矩，N m ； k ——键与轮毂键槽的接触高度，k≈0.4h，； l ——键的工作长度,(对圆头键 l=L-b，单圆头平键l=L-b/2，平头键l=L)； ' ——轮毂长度,； d ]——轴的直径,； [ p ——键联接材料的许用挤压应力, MP ，查表； a [ p ]——键联接许用压力，MPa ，查表。
矩形花键
矩形花键采用内径定心方式，即外花键和内花键的小径d为配合面。其 特点是定心精度高，定心稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。 矩形花键联接应用广泛。
4.2 花键联接
4.2.3 渐开线花键
渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角有30°和45°两种。渐开线花 键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，制造精度较高，应力集中小， 易于定心，当传递的转矩较大且轴径也较大时，宜采用渐开线花键联接。
减速器输出轴及键槽尺寸标注
4.1 键联接
解：
1)键的类型及尺寸选择
齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好，故选用A型平键连接 根据轴颈d=75mm，由表4-1查得键宽b=20mm，键高h=12mm，因轮毂长度 为80mm，故标准键长L=70mm 键20×70 GB1564-79 将l=L-b=70-20=50mm，k=0.4h=0.4×12=4.8mm代入公式（4-1） 得挤压应力为 p 2T 10 2）验算挤压强度 由表4-1查的轻微冲击载荷时的许用挤压应力为，所以挤压强度足够
l
如果验算后强度不够， (1)可适当增加键的长度，但键的长度一般不应超过2.25d，
(2)或者相隔180°装两个平键，只能按1.5个键作强度验算。
4.1 键联接
例4-1 下图所示为减速器的输出轴，轴与齿轮采用键联接，已知传 递的转矩T＝600，齿轮材料为铸钢，轴和键的材料为45号钢，有 轻微冲击，试选择键联接的类型和尺寸。并验算其强度。
销钉位
销钉
销钉安全联轴器
4.3 销联接
销按形状分为圆柱销、圆锥销和异形销三类。
4.3.1 圆柱销
1. 普通圆柱销 它是利用微量的过盈，固定在光孔中，多次装拆将有损于联接 的紧固和定位精度。
2. 弹性圆柱销 它是用弹簧钢带制成的纵向开缝的钢管，利用材料的弹性将 销挤紧在销孔中，销孔无需铰光。这种销比实心销轻，可多次装拆。
2．强度校核
平键联接工作时的受力情况如图所示。
4.1 键联接
普通平键联接属于静联接，其主要失效形式为联接中较弱零件(通常为轮毂) 的工作面被压溃。导向平键或滑键联接属于动联接，其主要失效形式为工作 面过度磨损，故设计时，静联接验算挤压强度，动联接验算压力强度。
2T 103 /( k l d ) [ ], a 静联接的挤压强度条件为：