键花键和销连接
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键、花键、无键连接和销连接
截面尺寸（一般以键宽b×键高h表示）和键长L
键的截面尺寸b×h 按轴的直径d 由标准中选定。
键的长度L一般按轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂 的长度；而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。
一般轮毂的长度可取为L≈（1.5～2）d，这里的d 为轴的直径。
所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。 标记：键16x100 GB1096-2003 圆头普通平键A型,b-16,h=10,L=100
一、销按其作用可分为：
1.定位销:用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件；
2.连接销:主要用于连接，可传递不大的载荷；
3.安全销:用作安全装置中的过载剪断元件。
二、销按其形状可分为：
1.圆柱销: 靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆后会降低 其定位精度和可靠性。
第六章 键、花键、无键连接和销连接
§6－1 键连接
§6－2 花键连接
§6－3 无键连接
§6－4 销连接
一、键连接的分类、结构型式及应用
§6－1 键连接
键是主要用来实现轴与轮毂之间周向固定并传递转矩的标准零件，或实现轴上零件轴向固定及轴向滑动的导向。
平键连接
半圆键连接
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连接。
装拆方便，对中性好；应力集中小；加工复杂。
胀紧连接是在毂孔与轴之间装入胀紧连接套（简称胀套），在轴向力作用下，同时胀紧轴与毂而构成的一种静连接。
二、胀紧连接
各型胀套已标准化规定Z1-Z5共5种型号，选用时可根据轴、毂尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型号和尺寸。
对轴的削弱大，常用在直径大于100的轴上。
键的截面尺寸b×h 按轴的直径d 由标准中选定。
键的长度L一般按轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂 的长度；而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。
一般轮毂的长度可取为L≈（1.5～2）d，这里的d 为轴的直径。
所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。 标记：键16x100 GB1096-2003 圆头普通平键A型,b-16,h=10,L=100
一、销按其作用可分为：
1.定位销:用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件；
2.连接销:主要用于连接，可传递不大的载荷；
3.安全销:用作安全装置中的过载剪断元件。
二、销按其形状可分为：
1.圆柱销: 靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆后会降低 其定位精度和可靠性。
第六章 键、花键、无键连接和销连接
§6－1 键连接
§6－2 花键连接
§6－3 无键连接
§6－4 销连接
一、键连接的分类、结构型式及应用
§6－1 键连接
键是主要用来实现轴与轮毂之间周向固定并传递转矩的标准零件，或实现轴上零件轴向固定及轴向滑动的导向。
平键连接
半圆键连接
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连接。
装拆方便，对中性好；应力集中小；加工复杂。
胀紧连接是在毂孔与轴之间装入胀紧连接套（简称胀套），在轴向力作用下，同时胀紧轴与毂而构成的一种静连接。
二、胀紧连接
各型胀套已标准化规定Z1-Z5共5种型号，选用时可根据轴、毂尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型号和尺寸。
对轴的削弱大，常用在直径大于100的轴上。
第六章-键-花键-无键连接和销连接教学内容
56~220 7.5
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
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
键花键无键联接销连接课件
圆柱销连接
总结词
圆柱销连接是一种常见的销连接方式，其结构简单、易于安装和拆卸。
详细描述
圆柱销连接通常由圆柱形的销和孔组成，通过将销插入孔中实现连接。这种连 接方式适用于轻载、低速和间歇性工作的场合，如家具连接是一种具有自锁功能的销连接方式，其结构紧凑、能承受较大的载荷 。
耐磨性
对于需要频繁使用的联接销，应选择耐磨性 较好的材料，以提高使用寿命。
耐腐蚀性
在可能接触腐蚀性介质的环境中，应选择耐 腐蚀性强的材料。
成本与可加工性
在满足性能要求的前提下，应尽量选择成本 较低且易于加工的材料。
尺寸确定
根据使用需求确定尺寸
根据具体的使用场景和需求，如传递 扭矩的大小、联接销的长度等，来确 定联接销的尺寸。
增材制造
利用增材制造技术，如3D 打印，实现复杂结构的高 精度制造，降低生产成本 。
智能材料
研究和发展智能材料，提 高产品的自适应性和耐用 性，满足更广泛的应用需 求。
应用拓展
航空航天
医疗器械
在航空航天领域，键花键无键联接销 连接技术将应用于更高级别的零部件 和结构中，提高安全性和可靠性。
在医疗器械领域，该技术将应用于人 工关节、牙科植入物等高精度医疗设 备中，提高人体适应性和使用寿命。
汽车工业
在汽车工业中，该技术将应用于发动 机、变速器和底盘等关键部件，提高 性能和降低重量。
市场前景
全球市场需求
随着工业4.0和智能制造的推进，全球市场对键花键无键联接销连 接技术的需求将持续增长。
竞争格局
市场竞争将逐渐加剧，技术领先的企业将获得更多的市场份额和利 润空间。
政策支持
政府将加大对技术创新和高端装备制造业的支持力度，推动键花键 无键联接销连接技术的快速发展和应用。
第6章-键、花键和销连接
特点：受力均匀，承载能力高；对中性和导向性好； 对轴旳减弱小；工艺性好，互换性好； 但：齿根仍有应力集中，加工需专门设备，成本较高；
一、花键连接旳特点
一般用于定心精度要求高、载荷较大或经常滑移旳场合。
花键连接
花键类型
矩形花键：键齿形状简朴，加工以便，可经过磨削取得高精度。
静连接旳挤压强条件为:
动连接旳耐磨性计算条件为：
l：为键旳接触长度。
键 连 接
[sp]、[p]：为许用应力和许用压强。
（见表6－2）
注意：当强度不足时，可合适增长键长或采用两个键按180º布置。考虑到两个键旳载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。即：虽然两个式子形式完全一样，但表达旳物理意义不同半圆键旳强度计算与平键相同，失效形式为：压溃 但它旳k据键旳尺寸从原则中查取 工作长度l近似等于公称长度L。楔键和切向键失效形式主要是工作面压溃，需校核挤压强度。
2．键旳尺寸选择
导向平键旳长度根据轮毂宽度及滑动距离拟定。
键 连 接
键长 L：应略短于轮毂旳宽度，并符合原则中要求旳尺寸系列。
3．平键连接旳强度校核
一般平键连接（静连接）
导向平键连接和滑键连接（动连接）
一般只校核挤压强度。
一般只进行耐磨性计算。
其主要失效形式：工作面旳压溃。
其主要失效形式：工作面旳过分磨损。
键 连 接
增大长度L增长键旳数量，如采用双键，双键位置要求： 平键：180°对称分布 半圆键：在同一条母线上 楔键：90°~120° 切向键：120°~130°采用花键。
键 连 接
三、提升键连接强度措施
§6-2 花键连接
构造：花键连接由具有纵向键齿旳外花键（花键轴）和内花键（花键孔）构成。工作原理：键齿侧面是工作面。可用于静连接，也可用于动连接。
一、花键连接旳特点
一般用于定心精度要求高、载荷较大或经常滑移旳场合。
花键连接
花键类型
矩形花键：键齿形状简朴，加工以便，可经过磨削取得高精度。
静连接旳挤压强条件为:
动连接旳耐磨性计算条件为：
l：为键旳接触长度。
键 连 接
[sp]、[p]：为许用应力和许用压强。
（见表6－2）
注意：当强度不足时，可合适增长键长或采用两个键按180º布置。考虑到两个键旳载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。即：虽然两个式子形式完全一样，但表达旳物理意义不同半圆键旳强度计算与平键相同，失效形式为：压溃 但它旳k据键旳尺寸从原则中查取 工作长度l近似等于公称长度L。楔键和切向键失效形式主要是工作面压溃，需校核挤压强度。
2．键旳尺寸选择
导向平键旳长度根据轮毂宽度及滑动距离拟定。
键 连 接
键长 L：应略短于轮毂旳宽度，并符合原则中要求旳尺寸系列。
3．平键连接旳强度校核
一般平键连接（静连接）
导向平键连接和滑键连接（动连接）
一般只校核挤压强度。
一般只进行耐磨性计算。
其主要失效形式：工作面旳压溃。
其主要失效形式：工作面旳过分磨损。
键 连 接
增大长度L增长键旳数量，如采用双键，双键位置要求： 平键：180°对称分布 半圆键：在同一条母线上 楔键：90°~120° 切向键：120°~130°采用花键。
键 连 接
三、提升键连接强度措施
§6-2 花键连接
构造：花键连接由具有纵向键齿旳外花键（花键轴）和内花键（花键孔）构成。工作原理：键齿侧面是工作面。可用于静连接，也可用于动连接。
第6章键-花键-无键连接和销连接
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
2020年10月11日
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
2020年10月11日
第六章键-花键-无键连接和销连接
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，
第六章 键、花键、无键、连接和销连接
3.安全销：直径由机器过载剪断条件确定。
4）滑键
用于滑移距离较长
2.半圆键连接
工作面：键的两侧面 工作原理：靠键与键槽的互压传递转矩。 特点及应用：工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度 削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。
工作面
3.楔键
工作面：键的上下表面 工作原理：靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向 的轴向力，起单向轴向固定。 特点及应用：连接可靠，但对中精度差。适用于定心精度 要求不高，低转速的场合。
第六章 键、花键、无键
连接和销连接
基本要求:
1) 掌握键连接的主要类型及应用特点、键的类型和尺寸的 选择方法，并能对平键连接进行强度校核计算。 2) 掌握花键连接的类型、特点、工作原理。
重点：
平键连接的类型、特点、类型选择、尺寸确定、失效形式
和强度校核计算。
难点：
平键连接的类型选择、尺寸确定、失效形式和强度校核计 算。
1： 100
工作面
方头楔键
钩头楔键
圆头楔键
4.切向键： 两个楔键成对布置在轴断面的切线上，一个切向键
可承受很大的单向转矩。当要传递双向转矩时，需 采用两个切向键。
工作面
工作面：相互平行的两个窄面 工作原理：靠工作面的挤压力和轴与轮毂的摩擦力传递转矩 特点及应用： 对轴的强度削弱较大。一般用于轴径大于100mm的轴 上 。
二. 键的选择
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； 3）滑动距离的长短； 4）连接对中性的要求； 5）是否有轴向定位； 6）键在轴上的位置（中、端）等。 2. 尺寸的选择：
(完整版)机械设计键、花键及销联接
第六章：键、花键和销联接主要内容键连接类型与结构平键连接的设计花键连接、销连接及型面连接的基本概念重点难点键连接的类型与结构平键连接的选用和强度校核§ 6 – 1 键联接【功能】主要用于实现轴与轴上零件之间的周向固定，并且传递转矩。
其中有些类型的键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
【设计内容】键是标准件。
我们的任务是：选择键的类型、尺寸；键槽的公差和表面粗糙度；必要时校核键联接的强度。
一. 键联接的类型及特点1．平键联接【工作原理】键的两侧面是工作面，工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。
键的上表面与轮毂的键槽底面间则留有间隙。
优点：结构简单、装拆方便、对中性较好，在冲击、变载下不易松脱，应用广泛。
常用于精度和转速较高或承受冲击、变载的场合。
缺点：不能承受轴向力，对轴上零件不能起到轴向固定的作用。
平键分为：普通平键，薄型平键—静联接；导向平键，滑键—动联接1）普通平键A型（圆头）—指状铣刀加工键槽，轴向固定较好；键的圆头部分不能充分利用，键槽端部应力集中较大。
B型（平头）—圆盘铣刀加工键槽。
克服了上述缺点，但键在键槽中的轴向固定不好。
C型（单圆头）—用于轴端与轴上零件的联接。
2）薄型平键键较薄，厚度约为普通平键的60% 70% ，也分为圆头、平头和单圆头。
【特点】传递的转矩较小【应用】常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
3）导向平键导向平键较长，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上零件可沿导向键作轴向移动。
为了便于装拆，在键上设有起键螺纹孔。
4）滑键当所需导向键太长时，由于制造困难，宜采用滑键。
滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴槽中移动。
2．半圆键联接【工作原理】与平键相同，同样是工作面受挤压。
【特点】键可以在键槽中摆动，以适应键槽的斜度；工艺性好，装配方便。
对轴的强度削弱较大。
【应用】适用于轻型机械；尤其是锥形轴端联接。
3．楔键联接【工作原理】键的上下面是工作面。
键和键槽均具有1：100的斜度。
第6章 键花键销连接
一. 销连接的作用：固定零件间的相对位置，并传递不大的载 荷。有时也作安全装置中的过载保护元件（安全销）。
二. 销连接的基本形式： 三. 圆柱销：多次拆装定位精度会降低。
圆锥销：有150的锥度，安装比圆柱销方便，多次拆装 对定位精度的影响较小。
销已标准化了，使用时按标准选用。
三.销连接的强度计算
静连接：挤压条件
p2Tk1ld3 0[p] N/mm 2 动连接：耐磨条件
2T103
p
[p]
N/mm 2
kld
TNmk 0.5h mm
l 为接触长度。
圆头键 lLb 方头键 l L
半[p] 查P106表6-2 [p ] mip ]轴 n ,[{ p ]毂 ,[ [p ]键 }
工作面
3.楔键
上下表面为工作面，键的上表面有1:100 的斜度，工作时， 靠上下表面的摩擦力传递转矩。可承受单向的轴向力，由于定 心性能差而且是靠摩擦传力，故只能用于低速、轻载、工作平 稳、对中要求不严的场合
1：100
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
4.切向键：
两个楔键成 对布置在轴断面 的切线上，一个 切向键可承受很 大的单向转矩。 当要传工递作面双向转 矩时，需采用两 个切向键。一般 用于轴径大于 100mm的轴上 。
二. 键的选择
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；
由轮毂的长度定；
2）是否有相对运动； 3）滑动距离的长短； 4）连接中对心性的要求； 5）是否有轴向定位；
导向键应按轮毂的长度 和滑动距离定。
所选长度应符合国 标中规定的长度系列。
1.定位销：通常不受或受较小的载荷，不作强度计算，尺 寸由结构定，数目2。
二. 销连接的基本形式： 三. 圆柱销：多次拆装定位精度会降低。
圆锥销：有150的锥度，安装比圆柱销方便，多次拆装 对定位精度的影响较小。
销已标准化了，使用时按标准选用。
三.销连接的强度计算
静连接：挤压条件
p2Tk1ld3 0[p] N/mm 2 动连接：耐磨条件
2T103
p
[p]
N/mm 2
kld
TNmk 0.5h mm
l 为接触长度。
圆头键 lLb 方头键 l L
半[p] 查P106表6-2 [p ] mip ]轴 n ,[{ p ]毂 ,[ [p ]键 }
工作面
3.楔键
上下表面为工作面，键的上表面有1:100 的斜度，工作时， 靠上下表面的摩擦力传递转矩。可承受单向的轴向力，由于定 心性能差而且是靠摩擦传力，故只能用于低速、轻载、工作平 稳、对中要求不严的场合
1：100
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
4.切向键：
两个楔键成 对布置在轴断面 的切线上，一个 切向键可承受很 大的单向转矩。 当要传工递作面双向转 矩时，需采用两 个切向键。一般 用于轴径大于 100mm的轴上 。
二. 键的选择
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；
由轮毂的长度定；
2）是否有相对运动； 3）滑动距离的长短； 4）连接中对心性的要求； 5）是否有轴向定位；
导向键应按轮毂的长度 和滑动距离定。
所选长度应符合国 标中规定的长度系列。
1.定位销：通常不受或受较小的载荷，不作强度计算，尺 寸由结构定，数目2。
第六章 键 花键 无键和销连接
圆柱销
圆锥销
内螺纹圆锥销
槽 销
开尾圆锥销
销轴和开口销
详细说明
销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢）。
式中：
k ≈ h/2
； l：为键的接触长度。
键连接6
键 联 接
l = L −b
圆头平键： 平头平键：
l=L b 单圆头平键： l = L − 2
[σp]、[p]：为许用挤压应力和许用压力。
（见表6－2） 注：当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180º布置。考 虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。
强度不够措施：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 一般L=（1.6~1.8）d≤2d↑
例题
花键连接1
§6-2 花键连接
一、花键连接的特点 花键连接由具有纵向键齿的外花键（花键轴）和内花键（花键 孔）组成。键齿侧面是工作面。可用于静连接，也可用于动连接。
特点：承载能力高，对中性和导向性好，对轴的削弱小。 但结构复杂，成本较高。 一般用于定心精度要求高、载荷较大的场合。
花键连接 矩形花键： 渐开线花键
花键连接，可通过磨削获得高精度。 分为：轻、中两个系列。 有：大径、小径和齿宽三种定心方式。 国家标准采用小径定心（定心精度高）。 渐开线花键：强度高，承载能力大，寿命长； 工艺性好，加工精度高； 齿形定心，有自动定心作用。
键连接2
键 联 接
用于静连接，应用极为广泛。 普通平键： 分为A型、B型、C型。
平键
导向平键 滑键
（见图6－2）
（见图6－1）
导向平键固定在轴上的键槽中，用于移动量不大的场合。 滑键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴上的键槽中移动，用于移 动量较大的场合。 2．半圆键连接 ． 键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴 上的键槽中摆动，以适应轮毂上键槽的斜度。 特点：安装方便。但对轴的削弱较大。 常用于锥形轴端与轮毂的连接。
花键连接、销连接详解
三、销连接
（3）异形销
异形销种类很多， 其中开口销工作 可靠，拆卸方便， 常与槽形螺母合 用，锁定螺纹连 接件。
二、销连接
（2）连接销：用于轴毂间或其他零件间的连 接
二、销连接
（3）安全销：安全装置中的过载剪切原件
二、销连接
2.按形状分为： （1）圆柱销 圆柱销靠过盈 与销孔配合， 为保证定位精 度和连接的紧 固性，不宜经 常装拆，主要 用于定位。
二、销连接
（2）圆锥销
圆锥销具有 1:50锥度，小 端直径为标准 值，自锁性能 好，定位精度 高，主要用于 定位，也可作 为连接销。
花键连接、销连接
1.组成： 内花键、 外花键
（a）内花键
（b）外花键
一、花键连接
2.类型（按齿形不同分）
（1）矩形花键
（2）渐开线花键
一、花键连接
3.定心方式： 大径定心、小径定心、齿面定心
（1）矩形花键
——小径定心（内 花键和外花键的小径为 配合面，大径有间隙）
一、花键连接
（2）渐开线花键 ——齿面定心（内、 外花键的齿顶和齿 根处有间隙）
一、花ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ连接
4.特点： （1）键齿数多，承载能力强 （2) 应力集中小，对轴和轮毂的强度削弱小 （3）轴上零件与轴的对中性好 （4）导向性好 （5）成本高 5.应用场合 适用于定心精度要求较高和承载能力较大、或经 常滑移的场合
二、销连接
1.按用途分为 （1）定位销：固定零件之间的相对位置
注意：定位销一般只受很小的载荷， 数目不少于2个
第6章 键花键无键联接销连接
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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
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适用于需要高强度、高可靠性连接 的场合
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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
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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、无键连接和销连接
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；
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章键花键无键联接销连接ppt课件
潘存云教授研制
σp =
宁夏大学专用
2T kl d
≤[σp ]
b F y≈d/2
T
d
作者： 潘存云教授
若强度不足时，可采用双键连接。考虑到载荷分布 的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。 双键布置规则： 平键： 按180˚布置； 半圆键：同一条母线上； 楔键： 夹角成120˚ ~130˚
120˚ ~130˚
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。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
二、花键连接强度计算
失效形式：工作面被压溃（静连接）； 工作面过度磨损（动连接）
m为额定载荷系数。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
胀套连接的优点： 定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载
能力较高，并且有安全保护作用。
缺点：由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时应用受结 构尺寸的限制。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
§6－4 销连接
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。
键的主要失效形式：压溃、磨损(动连接)、剪断。
(1)平键连接的强度
挤压应力：σp =
Ft S
T = (d/2)(h/2)l =
4T dhl
一般不会出现
≤[σp ]
F
F
d
潘存云教授研制
b h/2
d
潘存云教授研制
A型
b l=L-b
l L
B型 b l=L
宁夏大学专用
σp =
宁夏大学专用
2T kl d
≤[σp ]
b F y≈d/2
T
d
作者： 潘存云教授
若强度不足时，可采用双键连接。考虑到载荷分布 的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。 双键布置规则： 平键： 按180˚布置； 半圆键：同一条母线上； 楔键： 夹角成120˚ ~130˚
120˚ ~130˚
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。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
二、花键连接强度计算
失效形式：工作面被压溃（静连接）； 工作面过度磨损（动连接）
m为额定载荷系数。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
胀套连接的优点： 定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载
能力较高，并且有安全保护作用。
缺点：由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时应用受结 构尺寸的限制。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
§6－4 销连接
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。
键的主要失效形式：压溃、磨损(动连接)、剪断。
(1)平键连接的强度
挤压应力：σp =
Ft S
T = (d/2)(h/2)l =
4T dhl
一般不会出现
≤[σp ]
F
F
d
潘存云教授研制
b h/2
d
潘存云教授研制
A型
b l=L-b
l L
B型 b l=L
宁夏大学专用
第六章 键、花键、无键连接和销连接
B
14
≈d/2
三) 键联接的强度计算
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
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
15
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
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。 5
普通楔键
楔键联接
N
fN
工作面
T
1∶100
钩头楔键
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.
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。 变速箱齿轮
12
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。
13
二）键的选择
1. 键的类型选择——键的类型应根据连接的结构特点，使用要求和 工作条件来选择。
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。
10
L
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
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―键、轴、毂三者中最弱
P
材料的许用挤压应力
p
―键、轴、毂三者中最弱 材料的许用挤压力
F 2T p p kl kld
〔σp〕、〔p〕见教材P.107.表5—1
T ― 扭矩 T =F×y≈F × d/2
（2）半圆键联接强度计算
主要失效： 工作面被压溃 只需作挤压强度计算
3) 校核键联接的强度
键、轴和轮毂的材料都是钢，由表5-1 查得许用挤压应力 [σ]p =100 ～120 MPa，取其平均值，[σ]p = 110MPa。键的工 作长度l = L–b = (90 – 20) mm = 70 mm，键与轮毂键槽的接触 高度k = 0.5 h = 0.5×12 mm ≈ 6 mm。由式(5-1)可得
2T P P kld
☆ K从标准中查； ☆
lL
【例题】
已知减速器中某直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支 承点间，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 = 70 mm，齿轮轮毂宽 度为100 mm，需传递的转矩T = 2200 N⋅mm，载荷有轻微 冲击。试设计此键联接。
导向平键用于动连接
4）滑键连接
当轮毂在轴上移动距离较 大时，则采用滑键连接。 导向平键和滑键连接主要 失效形式是：工作面的磨损。 平键的标记方法:“键的头 部内型”“键宽b” ד键 长L”“国标号” 例：键8×100GB/T1096—2003
普通平键和薄型平键的 连接性质―静连接；
盘形铣刀 端铣刀
b
h
B d
L
b
h L ※ 标注： 键 bh GB/T1096—2003
2. 键连接的强度计算
（1）平键连接强度计算 平键连接的主要失效形式
F T
k
F y
静连接（普通平键连接）―挤压破坏
动连接（导向键、滑键）―磨损
o
静连接强度条件：
2T F P P kld kl
动连接强度条件：
1
工作面
楔键的传力方式―靠键的 楔紧传力,同时能承受轴向 力和单向轴向固定。
楔键连接的最大缺点： 楔紧后，轴和轮榖的 配合产生偏心。 楔键连接不宜的场所： 高速、定心精度高。
4.切向键连接
切向键的组成： 由一对1:100的楔键组成
切向键的工作面： 由一对楔键沿斜面拼合 后相互平行的两个窄面。
工作面
解：1) 选择键的类型
一般 8 级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键 连接。由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键(A 型)。
2) 确定键的尺寸
根据轴径d = 70 mm，从教材P.107.表5-2 中查得键的截面 尺寸为：宽度b = 20 mm，高度h = 12 mm。由轮毂宽度并 参考键的长度系列，取键长L = 90 mm(比轮毂宽度小些)。
2 1 T
轴孔 轮缘 轮毂
轮辐
☆普通平键、薄型平键、导向平键和滑键的工作面均为键的侧面 ☆普通平键、薄型平键的失效形式为：剪断和挤压； ☆导向平键和滑键的失效形式为：磨损。
工作面
工作面
☆当同一轴段需装两个平键时，两键须相隔180° 平键1
双 为 工作面，传递扭矩，不能传 递轴向力； 优点：键能绕其几何中心摆 动以适应榖槽的斜度； 工艺性好，装配方便。
2T 103 2 2200 103 p MPa 149.7 MPa 100～120MPa kld 6 70 70
可见联接的挤压强度不够。考虑到相差较大，因此改用双 键，相隔180°布置。考虑到两键上载荷分配的不均匀性，双 键在强度校核中只按1.5 个键计算，或者认为双键工作长度l =(1.5×70) mm=105 mm。由式(6-1)可得：
工作面
☆ 轴单向转动时，可安一个 切向 键；
☆ 双向转动时，相隔1200~1300 安装两个切向键。
切向键的缺点：
键槽对轴的强度削弱较大
切向键的适用的场所： 大型传动（重载）。如 大型带轮、矿山设备等。
二、键的选择、键连接的强度计算 1.键的选择 ※ 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； 3）滑动距离的长短； 4）连接中对心性的要求； 5）是否有轴向定位； 6）键在轴上的位置（中、端）等。
※ 尺寸的选择： 主要尺寸 bh与长度L
bh由轴的直径按标准选,见P107表5-2
L由轮毂的长度定：略小于轮毂的长度 所选长度应符合国标中规定的长度系列。
缺点：轴上键槽较深，对轴 的强度削弱较大。 适用场所―轻载，锥形轴端 与轮毂的连接。 注意：同一轴段若需装两个 半圆键时，只能装在同一母 线上，而不能相隔1800安装。
√
×
L
3.楔键连接
楔键的上下面分别与毂和轴上的键槽的底面贴合，为工作面。
普通楔键
钩头楔键
楔键的工作面
工作面 2
o2
工作面
工作面
o1
§5-1 键连接
一、键连接的功用、类型和结构设计特点
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移动。
键连接的类型、工作原理及特点
普通平键 薄型平键 实现静连接 实现动连接
平键
类 型
导 向 键：用于轴向移动位移不大的情况 滑 键： 用于轴向移动位移大的情况
导向键和滑键的连接性 质―动连接。
A型键与B型键的差异 ① 外形差异 ② 加工方式差异 ③ 轴向固定性差异 ④ 对轴强度影响的差异
轴向固定好 应力集中大
l Lb
轴向固定差 应力集中小
⑤工作长度差异
b L
lL
平键连接的工作原理
平键的两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底 面间有间隙（如图），工作时靠轴槽、键及毂槽 的侧面受挤压来传递转矩。
2T 103 2 2200 103 p MPa 99.8MPa 100～120MPa （适合） 1.5kld 1.5 6 70 70
半圆键
楔 键
切向键
键是标准件
构成紧连接
1、平键连接
平键有普通平键、薄型平键、导向平键和滑键。
1）普通平键
2）薄型平键
A型键 B型键
A键（圆头）
C型键,常用于轴端 其高度约为普通平键的60%、 70%，传递能力较低，常用 于薄壁结构、空心轴等。
B键（平头）
C键（单圆头）
键与轴
3）导向平键连接