机械设计第五章 键连接优秀课件
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《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》键连接共32页文档
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
《机械设计》键连接
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
《机械设计》键连接
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
机械设计基础第五版键连接
盘铣刀
用盘形铣刀加工,应力集中小 若用两个平键，应布置沿周向相隔 180º 。
机械设计
轴毂连接
(2)导向平键
键与轮毂键 槽为间隙配合， 便于轮毂零件 作轴向移动， 如变速箱中的 滑移齿轮。
机械设计
轴毂连接
(3)滑键 用于零件滑移距离较大的场合
机械设计
轴毂连接
2．半圆键联接
键呈半圆形。轴上键槽用与半圆键尺寸相同的半圆键槽铣刀 铣出，故键能在键槽摆动，以适应轮毂的斜度，安装方便。 常用于锥形轴端轮毂的联接。
机械设计
轴毂连接
10-12 销 联 接
销联接
一、作用：销联接主要用于确定零件之间的相互位 置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其 他零件的联接。 二、类型 1、按用途分 定位销 联接销 安全销
定位销：用来固定零件之间的相 安全销：作为安全装置中的过载剪 联接销：用来实现两零件之间的 对位置，它是组合加工和装配时 切元件。 联接，可用来传递不大的载荷。 的重要辅助零件。
k —— 键与轮毂的接触高度（mm），一般取k≈h/2；
机械设计
花键联接1
轴毂连接
三、花 键 联 接 工作面：键齿侧。
对中性和导向性好； 各键齿承载均匀，承载能力大； 特点 键槽浅，对轴强度削弱较小； 加工要用专用设备，成本高。
机械设计
轴毂连接
花键类型
①矩形花键 按齿形分： ② 渐开线花键 ③三角形花键
机械设计
轴毂连接
1. 平键联接 1) 工作面: 2) 工作原理: 工作时靠键与键槽侧 面的挤压来传递扭矩， 故定心性较好。 3) 特点及应用: 两侧面
间隙
工作面
轴
结构简单，装拆方便，轴与毂的对中性好。普通平 键应用极为广泛。
用盘形铣刀加工,应力集中小 若用两个平键，应布置沿周向相隔 180º 。
机械设计
轴毂连接
(2)导向平键
键与轮毂键 槽为间隙配合， 便于轮毂零件 作轴向移动， 如变速箱中的 滑移齿轮。
机械设计
轴毂连接
(3)滑键 用于零件滑移距离较大的场合
机械设计
轴毂连接
2．半圆键联接
键呈半圆形。轴上键槽用与半圆键尺寸相同的半圆键槽铣刀 铣出，故键能在键槽摆动，以适应轮毂的斜度，安装方便。 常用于锥形轴端轮毂的联接。
机械设计
轴毂连接
10-12 销 联 接
销联接
一、作用：销联接主要用于确定零件之间的相互位 置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其 他零件的联接。 二、类型 1、按用途分 定位销 联接销 安全销
定位销：用来固定零件之间的相 安全销：作为安全装置中的过载剪 联接销：用来实现两零件之间的 对位置，它是组合加工和装配时 切元件。 联接，可用来传递不大的载荷。 的重要辅助零件。
k —— 键与轮毂的接触高度（mm），一般取k≈h/2；
机械设计
花键联接1
轴毂连接
三、花 键 联 接 工作面：键齿侧。
对中性和导向性好； 各键齿承载均匀，承载能力大； 特点 键槽浅，对轴强度削弱较小； 加工要用专用设备，成本高。
机械设计
轴毂连接
花键类型
①矩形花键 按齿形分： ② 渐开线花键 ③三角形花键
机械设计
轴毂连接
1. 平键联接 1) 工作面: 2) 工作原理: 工作时靠键与键槽侧 面的挤压来传递扭矩， 故定心性较好。 3) 特点及应用: 两侧面
间隙
工作面
轴
结构简单，装拆方便，轴与毂的对中性好。普通平 键应用极为广泛。
第5章键联接机械设计课件
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。
圆柱销 --经多次拆装后，定位精度会降低； 带槽圆柱销 圆锥销 有1:50的锥度，可反复多次拆装。
不易松动， 能承受振动 和变载荷, 不铰孔，可 多次装拆。 自用盘编号JJ321002
拆装方便 用于盲孔
装配前、后
螺母锁紧 抗冲击
定位销：确定构件平面之间的位置
100~140
120~200 25~35
II
III I II III
20~30
25~40 ----------
30~60
40~70 3~10 3~15 10~20
动联接[p ]
(在载荷下移动)
注：I----不良； II----中等； III----良好。
自用盘编号JJ321002
§ 5—4
类型
销联接
键的截面尺寸b、h由轴的直径查表选取，长度L参 照轮毂长度从标准中选取。
挤压强度条件： T 4T Ft σp = ≤[σp ] = (d/2)(h/2)l = dhl S b h/2
d d
一般不会出现
MPa
A型
l L b
l=L-b
B型
b l=L
自用盘编号JJ321002
对于导向平键联接，计算依据是磨损，应限制压强： 4T ≤[p ] p= dhl 表5-1 键联接的许用压强
安装时用 力打入 工作面
自用盘编号JJ321002
类型：普通楔键、钩头楔键。
钩头是用来拆卸用的
拆卸空间
在重型机械中常采用切向键----一对楔键组成。
120˚ ~130˚
d
窄面 工作面
斜度1：100
装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生 的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要 两对切向键分布成120~130 ˚ 。
键连接-课件新
DD 等距曲线
潘存云教授研制
潘存云教授研制
38
1) Z1型胀套
潘存云教授研制
潘存云教授研制
一个胀紧套
两个胀紧套
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。拧紧连接螺钉，便 可以将轴和毂涨紧。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
潘存云教授研制
2021/3/14
键连接-课件新
(420)2切1/3/1削4 加工有难度，不键易连接保-课证件新配合精度。
37
常用连接型面有：
带切口的圆形
电风扇
方形
六边形
二、胀紧连接
胀紧连接是在轴与毂孔之 间装配一个或几个胀紧连接套， 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连 接。
结2构021/类3/14型：Z1型胀套、Z键2连型接-课胀件新套
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。
2021/3/14
键连接-课件新
31
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 减少 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
轴毂联接的功用： 对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。
轴毂联接的分类：
1·键联接
°
2·
3·销联接
2021/3/14
键连接-课件新
1
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键连接-课件新
2
2021/3/14
键连接-课件新
3
键连接
机械基础教材第五章连接与紧固知识ppt课件
16
§5.2 键连接与销连接
三、销连接 销连接主要用来固定零件间的相对置，与平键连接相比较，它所承受的载荷 要小，主要起定位作用。分圆柱销和圆锥销两种。圆锥销标准锥度为1：50，且 以小端直径为标准。两者都选过渡配合。有时也用开口销。
17
【认标记 识参数】 圆柱销的主要参数有公称直径d、公称长度l，标记示例： ①公称直径d=8mm、公差为m6、公称长度l =30mm、材料为钢、不经
•
⑦螺纹升角λ
②小径d1 ④线数n ⑥导程Ph ⑧牙型角ɑ
λ
19
§5.3 螺纹连接
旋向: 判断旋向时必须把螺纹的轴线竖直起来，从螺纹线的下端向上看， 螺旋线向左上倾斜，则为左旋；向右倾斜，则为右旋。
升角: 螺纹的升角与自锁性关系密切，相同大径的螺纹，其螺矩越大， 则升角越大，自锁性越差。
20
§5.3 螺纹连接
29
§5.4 弹性连接
二、弹性连接的功用 ①缓冲吸振 改善被连接件的工作平稳性，如车上的悬挂弹簧。 ②控制运动 适应被连接件的工作位置变化，如内燃机上的阀门弹簧。 ③储能输能 提供被连接件运动所需动力，如钟表上的发条弹簧。 ④测量载荷 标志被连接件所受外力的大小，如弹簧秤中的弹簧。
30
§5.5 联轴器与离合器
联轴器的主参数为公称转矩Tn，N•m。联轴器的型号由组别代号、 品种代号、结构型式代号和规格代号组成。联轴器公称转矩顺序号或 尺寸参数，为联轴器的规格代号。
36
§5.5 联轴器与离合器
联轴器的轴孔形式及代号如下图所示。
37
§5.5 联轴器与离合器
联轴器的连接型式有多种，其中的3种如下图所示。
38
12
§5.2 键连接与销连接
§5.2 键连接与销连接
三、销连接 销连接主要用来固定零件间的相对置，与平键连接相比较，它所承受的载荷 要小，主要起定位作用。分圆柱销和圆锥销两种。圆锥销标准锥度为1：50，且 以小端直径为标准。两者都选过渡配合。有时也用开口销。
17
【认标记 识参数】 圆柱销的主要参数有公称直径d、公称长度l，标记示例： ①公称直径d=8mm、公差为m6、公称长度l =30mm、材料为钢、不经
•
⑦螺纹升角λ
②小径d1 ④线数n ⑥导程Ph ⑧牙型角ɑ
λ
19
§5.3 螺纹连接
旋向: 判断旋向时必须把螺纹的轴线竖直起来，从螺纹线的下端向上看， 螺旋线向左上倾斜，则为左旋；向右倾斜，则为右旋。
升角: 螺纹的升角与自锁性关系密切，相同大径的螺纹，其螺矩越大， 则升角越大，自锁性越差。
20
§5.3 螺纹连接
29
§5.4 弹性连接
二、弹性连接的功用 ①缓冲吸振 改善被连接件的工作平稳性，如车上的悬挂弹簧。 ②控制运动 适应被连接件的工作位置变化，如内燃机上的阀门弹簧。 ③储能输能 提供被连接件运动所需动力，如钟表上的发条弹簧。 ④测量载荷 标志被连接件所受外力的大小，如弹簧秤中的弹簧。
30
§5.5 联轴器与离合器
联轴器的主参数为公称转矩Tn，N•m。联轴器的型号由组别代号、 品种代号、结构型式代号和规格代号组成。联轴器公称转矩顺序号或 尺寸参数，为联轴器的规格代号。
36
§5.5 联轴器与离合器
联轴器的轴孔形式及代号如下图所示。
37
§5.5 联轴器与离合器
联轴器的连接型式有多种，其中的3种如下图所示。
38
12
§5.2 键连接与销连接
《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
键、销及其连接PPT
2. 普通平键的标记与尺寸选择
平键的尺寸包括：键宽b,键高h和键长L（如图），普通 平键的规格采用b×L标记。
C h R=b/2
b L
普通平键的尺寸
标记形式为：标准号 键型 键宽×键高 ×键长 GB/T 1096 键16×10×100 表示键宽16mm,键高10mm ，键长为100mm的A型普通平键。
矩形齿花键连接
渐开线齿花键连接
第三第节三节 销销连连接接
1.了解销连接基本形式。 2.了解销连接应用及特点。
如图所示链条接头用了销连接。这也是在机械中常用的 一种连接方式。那么，销连接是怎样实现连接的？图中采 用的是哪一种销？
销的应用
一、销的基本形式
销的基本形式
二、销连接的应用特点
销连接用于定位
机器都是由各种零件装配而成的。
Ⅰ
Ⅱ
a) 减速器
b) 减速器输出轴 齿轮减速器
第一节 平键连接
1．了解平键连接的种类、特点及应用。 2．掌握平键的选用方法。
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 下图所示。
键连接
键连接可实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）之间 的周向固定，并传递运动和扭矩。键连接的分类如下：
键连接
松键连接 紧键连接
平键连接 半圆键连接 花键连接
斜键连接
切向键连接
根据用途不同，平键连接包括普通平键连接、导向平 键连接和滑键连接。
一、普通平键
普通平键连接示意图如图所示。平键连接靠键的两侧面 传递转矩，键的两侧面是工作面，因此，具有对中性好、装 拆方便、应用广泛的特点。
1. 普通平键的分类及材料
国家标准规定，在普通平键的标记中，A型键的键型可 省略不标注。
机械制图键连接经典课件
引入案例
试问在减速器中：
1.回转件：齿轮、轴靠什么 支承？ 2.它们的回转精度靠什么保 证？
滚 动 轴 承
滚动轴承是一种标准部件，其作用是支承旋转轴及轴上的 机件，它具有结构紧凑、摩擦力小等特点，在机械中被广泛地 应用。 滚动轴承的规格、型式很多，但都是标准化，可根椐使用 要求，查阅有关标准选用。 向心轴承：主要承受径向载荷 滚动轴承的分类 推力轴承：承受轴向载荷 向心推力轴承：可同时承受径向和 轴向的载荷
两组切向键
销连接
固定零件间的相对位置，或作 为组合加工和装配时的辅助零 件
用于轴与毂的 连接或其他零 件的连接
用作安全装置 中的过载剪断 零件
一、圆柱销
1．普通圆柱销
传递横向力
传递转矩
二、圆锥销
1．普通圆锥销
常用的螺纹连接件有：
六角头螺栓
双头螺柱
平垫圈
螺母
锥端紧定螺钉 开槽圆柱头螺钉 开槽沉头螺钉 圆柱头内六角螺钉
机械制图键连接经典课件
齿轮 螺母
泵体
泵盖 螺钉 垫圈
键
齿轮轴 销 垫片
键连接
作用：
实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）之间的周向固定，并传递运动 和扭矩。
分类：
松键连接
平键连接
半圆键连接 花键连接
键连接
紧键连接
楔键连接 切向键连接
1．普通平键
分解图
装配图
断面图
A型
B型
C型
轴槽的画法 L
A A—A
b
A
(1) t 为轴上键槽深度； (2) b、t、L可按轴径d 从标准手册中查出。
d
二、半圆键连接
三、花键连接
花键连接——由沿轴和轮毂孔周向均布的多个键齿相互啮合而成的连 接。
机械设计第五章键连接
N 1000T / d 2 2000T [ ]
bl
bl
bld
2、半圆键联接强度校核
N 1000T / d 2 2000T [ ]
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
[ ]P
动联接（耐磨性条件）：P 2000 T [P]
z hl dm
T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm） dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm）
§5—3 无键联接
用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接 一、型面联接
工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使配 合面间产生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷
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
缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。
3、楔键联接
1:100
工作面
1:100
普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100 斜度 （侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传 递扭矩，并可传递小部分单向轴向力
特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性 较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的 联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接， 如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。且 要罩安全罩
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动联接（耐磨性条件）：P 200T0 [P]
zhldm
T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm） dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm）
§5—3 无键联接
用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接 一、型面联接
轴和毂孔有柱形和圆锥形等。
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
机械设计第五章 键连接
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；
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：
df
二、花键联接的设计计算
设计： 选花键类型→按轴径定花键尺寸→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
C
h
C
dm d
D
设：工作载荷沿键的工作长度l 均匀分布。且各齿面上压力 N 的合力N作用在平均半径dm 处，如图
挤压强度条件：
Pz2h 0T l0d 0m[]P
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
4、切向键 两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作 面（打入）布置在圆周的切向。 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩
120°
1:100
b d b
b
t r
C×45° t
二、键联接的强度校核
失效形式： 压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者；) 磨损（动联接）； 键的剪断（较少）。
1、平键联接的强度校核
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
d
矩形花键联接按新 标准为内径定心，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，应用广泛
30°
② 渐开线花键
定心方式为齿形定心， 当齿受载时，齿上的径向 力能自动定心，有利于各 齿均载，应用广泛，优先 采用
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 薄壁零件的联接应用较少
d
特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的 联接
缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。
3、楔键联接
1:100
工作面
1:100
普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100 斜度 （侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传 递扭矩，并可传递小部分单向轴向力
特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性 较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的 联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接， 如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。且 要罩安全罩
a) 挤压强度条件为：
Pk N l1k 0 T l/d 0 2 0 2k0 T l d 0 []0 P
允许传递的扭矩：
T
1k 2
ld[]P
T——扭矩（N.mm） k——工作高度
k=h/2
d——轴径（mm）
l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L
C型键：l=L-b/2
L——公称长度
b）剪切强度条件
工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使配 合面间产生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷
(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
特点： 没有应力集中源，对中性好，承载能力强，
装拆方便，但加工不方便，需用专用设备，应 用较少。另外成形面还有方形、六边形及切边 圆形等，但对中性较差。
二、胀紧联接
如下图为弹性环联接——利用锥面贴合并挤紧在 轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。
弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢， （65，70，55Cr2、60Cr2）并经热处理。 锥角一般为12.5~17°，另外要求内、外环锥面配 合良好。
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。
花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接
dD
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 减少 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：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
有辅助件（右图）——借助于扣紧板或环将重型剖分零件2、4 沿接缝面3联接成一体，现大多由螺栓代替
二、过盈联接的工作原理与装配方法
zhldm
T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm） dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm）
§5—3 无键联接
用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接 一、型面联接
轴和毂孔有柱形和圆锥形等。
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
机械设计第五章 键连接
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；
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：
df
二、花键联接的设计计算
设计： 选花键类型→按轴径定花键尺寸→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
C
h
C
dm d
D
设：工作载荷沿键的工作长度l 均匀分布。且各齿面上压力 N 的合力N作用在平均半径dm 处，如图
挤压强度条件：
Pz2h 0T l0d 0m[]P
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
4、切向键 两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作 面（打入）布置在圆周的切向。 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩
120°
1:100
b d b
b
t r
C×45° t
二、键联接的强度校核
失效形式： 压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者；) 磨损（动联接）； 键的剪断（较少）。
1、平键联接的强度校核
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
d
矩形花键联接按新 标准为内径定心，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，应用广泛
30°
② 渐开线花键
定心方式为齿形定心， 当齿受载时，齿上的径向 力能自动定心，有利于各 齿均载，应用广泛，优先 采用
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 薄壁零件的联接应用较少
d
特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的 联接
缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。
3、楔键联接
1:100
工作面
1:100
普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100 斜度 （侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传 递扭矩，并可传递小部分单向轴向力
特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性 较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的 联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接， 如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。且 要罩安全罩
a) 挤压强度条件为：
Pk N l1k 0 T l/d 0 2 0 2k0 T l d 0 []0 P
允许传递的扭矩：
T
1k 2
ld[]P
T——扭矩（N.mm） k——工作高度
k=h/2
d——轴径（mm）
l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L
C型键：l=L-b/2
L——公称长度
b）剪切强度条件
工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使配 合面间产生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷
(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
特点： 没有应力集中源，对中性好，承载能力强，
装拆方便，但加工不方便，需用专用设备，应 用较少。另外成形面还有方形、六边形及切边 圆形等，但对中性较差。
二、胀紧联接
如下图为弹性环联接——利用锥面贴合并挤紧在 轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。
弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢， （65，70，55Cr2、60Cr2）并经热处理。 锥角一般为12.5~17°，另外要求内、外环锥面配 合良好。
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。
花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接
dD
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 减少 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：实现，
一为包容件，另一为被包容件。
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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
有辅助件（右图）——借助于扣紧板或环将重型剖分零件2、4 沿接缝面3联接成一体，现大多由螺栓代替
二、过盈联接的工作原理与装配方法