第5章键花键联接剖析
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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
第五章键与花键联接-Chinareducers
第12章轴毂联接（计划学时：2h）（一）教学要求掌握平键、花键联接设计计算方法，了解其它联接的类型与特点（二）教学的重点与难点平键、花键联接强度计算（三）教学内容§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两大类型：1类：松键联接——靠侧面挤压，圆用方向剪切承载，工作前不打紧1）平键；2）半键；3）花键平键——普通平键；导键与滑键。
普通平键：A型、B型、C型2类：紧键联接1）楔键联接；2）切向键联接——工作前不打紧，靠摩擦力工作。
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。
型式：圆头（b图）—A型（常用）—为防转、键（指端铣刀加工）与槽同形、键顶上面与毂不接触有间隙方头（c图）—B型—移用螺钉固定，轴键槽必用盘铣刀加工装配后两端未顶紧头圆头（d）—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接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——键不动，轮毂轴向移动动联接——键随轮毂移动，滑移距离大时采用滑键 要求：粗糙度小，光洁度高，摩擦小，否则寿命短。
当移动距离为200~300mm 用滑键特点：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，易串动（轴向），不能承受轴向力。
计算：当材料构造尺寸初定后，求得扭矩后再按要求、工作特性选好类型，然后由由（轴径）d 查手册 b （宽）×h （高）×L （长）→强度验算 （强度条件为P P ][σσ≤） 标注：键18×100 GB1096-79 （A 型键A 不标） 例： 键B18×100 GB1096-79 （B 型键） 2、半圆键——用于静联接（松联接）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。
机械设计---键与花键联接
销套
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
§5—5 过盈联接
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
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
b d b
b
120°
t r
C×45° t
1:100
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
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。
D d
§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
a) 挤压强度条件为：
Pk N l 1k 0 T l/d 0 22 0 k0 T l d 0 []P 0
允许传递的扭矩：
T
1k 2
ld[]P
T——扭矩（Nmm）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
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）
第5章 键、花键的公差与检测
第5章 键、花键的公差及检测一、判断题1.平键联接配合的主要参数为键宽。
（ √ ）2.平键联结中，键宽与键槽宽的配合采用基轴制。
（ √ ）3.因轮毂可在安装键的轴上滑动，则应选择较松连接。
（ √ ）4.与花键比较，平键的导向精度和定位精度较差。
（ √ ）5.矩形花键孔与花键轴的配合采用的是基孔制。
（ √ ）6.矩形花键的小径、大径和键宽的配合均为间隙配合。
（ × ）7.花键的位置度公差、对称度公差均遵守独立原则。
（ × ）8.用量规来检验花键时，综合量规通过、止端量规也通过才为合格。
（ × ）二．选择题：1. 平键联接的键宽公差带为h9，在采用一般联接，其轴槽宽与毂槽宽的公差带分别为（ B ）A．轴槽H9，轮毂槽D10 B．轴槽N9，轮毂槽Js9C．轴槽P9，轮毂槽P9 D．轴槽H7，轮毂槽E92.平键联结中宽度尺寸ｂ的不同配合是依靠改变（ A ）公差带的位置来获得。
Ａ.轴槽和轮毂槽宽度 Ｂ.键宽 Ｃ.轴槽宽度 Ｄ.轮毂槽宽度3.平键联结的键高为（ B ）。
A．配合尺寸 B.非配合尺寸 C.基孔制配合 D.基轴制配合4.平键的（ A ）是配合尺寸。
A．键宽与键槽宽 B．键高与槽深 C．键长与槽长 D．键宽和键高5.矩形花键联结采用的基准制为（ A ）。
A．基孔制 B．基轴制 C．非基准制 D．基孔制或基轴制6.矩形花键联结的配合尺寸有（ C ）。
A.大径、中径和键（键槽）宽B.小径、中径和键（键槽）宽C.大径、小径和键（键槽）宽D.键长、中径和键（键槽）宽7. GB/T 1095-2003规定矩形花键联结的定心方式为（ B ）。
A．大径定心 B.小径定心 C.中径定心 D.键侧定心8.为保证内、外矩形花键小径定心表面的配合性质，定心表面的几何公差与尺寸公差的关系应采用（ C ）。
A．独立原则 B.最大实体要求 C.包容要求 D.零形位公差要求三．问答题：1.在平键联接中，键宽和键槽宽的配合有哪几种？各种配合的应用情况如何？答：（1）GB/T 1096—2003对键宽规定了一种公差带h8，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带，构成三种不同性质的配合，分别是：松连接h8—H9和D10；正常连接h8—N9和JS9；紧密连接h8—P9和P9以满足各种不同性质的需要。
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。
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【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
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§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。
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§5.3 螺纹连接
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§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。
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§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。
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§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。
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§5.2 键连接与销连接
机械基础第5章连接
第五章 连接
P
D
1．在如图所示的压力容器使用了何种连接？该连接起 什么作用？ 2．除以上连接，在工程中还有哪些机械连接？
技能高考机械类专业考试大纲
1.识记内容
（1）螺纹主要类型、特点、应用。 （2）键、销连接分类、特点与应用。 （3）常用联轴器功用、类型、特点和应用。 （4）常用离合器功用、类型、特点和应用。
§5.1 键连接与销连接
2．平键的选择 平键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。 （1）类型选择 一般应考虑传递转矩大小，轴上零件沿轴向是否有移动 及移动距离大小，对中性要求和键在轴上的位置等因素，并 结合各种键的特点加以分析选择。 （2）尺寸的选择 普通平键的键宽b和键高h按键所在的轴径d查标准选定。 键的长度 L 可根据轮毂L1的长度确定，键长L=L1-（5～10） mm。导向平键应按轮毂的长度及滑动距离而定。键的长度还 须符合标准规定的长度系列。普通平键和键槽的尺寸见表。
§5.4 联轴器和离合器
联轴器和离合器通常用来连接两轴并在其间传递运动和 转矩，有时也可以作为一种安全装置用来防止被连接件承受 过大的载荷，起到过载保护的作用。用联轴器连接轴时只有 在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。而离合器连 接的两轴可在机器工作时方便地实现分离与接合。
§5.4 联轴器和离合器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§5.1 键连接与销连接
1．平键连接 （1）平键的工作原理 平键的两侧面是工作面。上表面与轮毂上的键槽底部之间留 有间隙。工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。 （2）平键的特点 平键连接的优点是结构简单，对中性好，装拆、维护方便； 缺点是不能承受轴向力。
§5.1 键连接与销连接
（3）平键的分类 平键分为普通平键、导向平键和滑键。普通平键分成A型（双 圆头）、B型（方头）、C型（单圆头）。其中A型平键应用最为广 泛，C型平键常用于轴端与毂类零件的连接。
P
D
1．在如图所示的压力容器使用了何种连接？该连接起 什么作用？ 2．除以上连接，在工程中还有哪些机械连接？
技能高考机械类专业考试大纲
1.识记内容
（1）螺纹主要类型、特点、应用。 （2）键、销连接分类、特点与应用。 （3）常用联轴器功用、类型、特点和应用。 （4）常用离合器功用、类型、特点和应用。
§5.1 键连接与销连接
2．平键的选择 平键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。 （1）类型选择 一般应考虑传递转矩大小，轴上零件沿轴向是否有移动 及移动距离大小，对中性要求和键在轴上的位置等因素，并 结合各种键的特点加以分析选择。 （2）尺寸的选择 普通平键的键宽b和键高h按键所在的轴径d查标准选定。 键的长度 L 可根据轮毂L1的长度确定，键长L=L1-（5～10） mm。导向平键应按轮毂的长度及滑动距离而定。键的长度还 须符合标准规定的长度系列。普通平键和键槽的尺寸见表。
§5.4 联轴器和离合器
联轴器和离合器通常用来连接两轴并在其间传递运动和 转矩，有时也可以作为一种安全装置用来防止被连接件承受 过大的载荷，起到过载保护的作用。用联轴器连接轴时只有 在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。而离合器连 接的两轴可在机器工作时方便地实现分离与接合。
§5.4 联轴器和离合器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§5.1 键连接与销连接
1．平键连接 （1）平键的工作原理 平键的两侧面是工作面。上表面与轮毂上的键槽底部之间留 有间隙。工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。 （2）平键的特点 平键连接的优点是结构简单，对中性好，装拆、维护方便； 缺点是不能承受轴向力。
§5.1 键连接与销连接
（3）平键的分类 平键分为普通平键、导向平键和滑键。普通平键分成A型（双 圆头）、B型（方头）、C型（单圆头）。其中A型平键应用最为广 泛，C型平键常用于轴端与毂类零件的连接。
键连接
§5-2
螺纹连接
滚珠丝杠滚动摩擦代替螺纹滑动摩擦，传动精密准 确，在数控机床中的传动丝杠得到广泛的应用。
§5-2Leabharlann 螺纹连接§5-3 弹性连接
第三节 弹性连接 一．弹簧的种类、特点
§5-3 弹性连接
二、弹性连接的功用
1、缓冲吸振 2、控制运动 3、储能输能 4、测量载荷
§5-3 弹性连接
§5-3 弹性连接 三、弹簧的材料与加工
2、应用 用于定心精度要求较高和载荷较大的场合 3、分类
矩形花键：
齿廓为直线，采用小径定 心
渐开线花键：
齿廓为渐开线，能自定心，常 用于传递载荷较大，轴径较大 ，大批量的场合
§5-1 键连接与销连接
§5-1 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。
常用材料为高碳钢和合金钢二种，对于不 重要 的弹簧，以高碳钢为主。为了提高弹簧的 特性，一般要经过热处理，淬火和回火。 圆柱弹簧的端部结构是根据使用条件决定 的，可按设计要求来制作。一般情况下，当钢 丝的直径小于4毫米时，可以采用冷绕成形。 直径大于4毫米时，必须加热后再绕制，再经 过热处理定型，以提高其特性。
滑键：键随轮毂移动
固定螺钉
潘存云教授研制
导向键：键不动，轮毂轴向移动
① 左右两个孔放螺钉
起键螺孔
导向平键比普通平键长， 为防止键体在轴中松动， 用两个螺钉将其固定在轴 上键槽中
② 中部设有起键螺孔，以便 拆卸
§5-1 键连接与销连接
2、平键连接的选用
《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、花键、无键联接和销联接教学课件PPT
键的工作长度：l=L－b＝90－20＝70mm
p
2T 103 kld
2 2200103 6 70 70
149.7MPa 110MPa p
键的挤压强度不够。
第5章 键、花键、无键联接和销联接
5.1 键联接
3.改用双键联接
考虑到挤压强度相差较大，改用双键，相隔180°布置。 双键的工作长度l＝1.5×70mm＝105mm。
第5章 键、花键、无键联接和销联接
5.1 键联接
一、键联接的分类、结构型式及应用 作用：实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩。 分类：按结构与工作原理不同分类 1．平键联接
2．半圆键联接 3．楔键联接 4．切向键
第5章 键、花键、无键联接和销联接
5.1 键联接
一、键联接的分类、结构型式及应用 1．平键联接
轴上键槽用与半圆键尺寸相同的半圆键槽铣刀铣出。 优点：工艺性好，装配方便 缺点：对轴的削弱大。用于锥形轴端的轻载静联接。
若用两个半圆键，应布置在轴的同一条母线上。
第5章 键、花键、无键联接和销联接
5.1 键联接
一、键联接的分类、结构型式及应用 3．楔键联接
上、下表面为工作面。键上表面与键槽底面均有1:100 的斜度。 键上下表面与轮毂和轴的键槽工作面压紧，产生摩擦力和挤压传递扭矩。
拆装方便 用于盲孔
（端部带螺纹的圆锥销可用 于盲孔或拆卸困难的场合）
螺母锁紧 抗冲击
5.4 销联接
第5章 键、花键、无键联接和销联接按用途分Leabharlann 定位销 联接销安全销
类
型
圆柱销
按形状分
圆锥销 槽销
（槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟 槽，将槽销打入销孔后，由于材料的弹 性使销挤压在销孔中，不易松脱，因而
键花键联接和销联接课件.ppt
定位销 按用途分 联接销
安全销
潘存云教授研制
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。
工作面
潘存云教授研制 新疆大学专用
潘存云教授研制
键花键联接和销联接课件
潘存云教授研制 作者： 潘存云教授
3. 楔键联接和切向键联接 结构特点：键的上表面有1:100的斜度，
轮毂槽的底面也有1:100的斜度。 缺点：定心精度不高。
应用：只能应用于定心精度不高，载荷 平稳和低速的联接。
安装时用 力打入
许用值 轮毂材料
载荷性质 静载荷 轻微冲击 冲 击
[σp ]
钢 铸铁
[p ]
钢
125~150 70~80
50
100~120 50~60 40
60~90 30~45
30
2)半圆键联接强度计算
用于静联接，失效形式为表面压溃
l l近似为公称长度 k
σp =
新疆大学专用
2T kl d
≤[σp键]花键联M接P和a销联接课件
平键 平头(B型) 用盘铣刀加工，轴的应力集中小。
结构 单圆头(C型) 用于轴端
盘铣刀
A型
B型
C型
潘存云教授研制
普通平键应用最广。
薄型平键的高度为普通平键的60~70%，也分圆头、平
头、单圆头三种。传递扭矩能力低，常用于薄壁结构、
空心轴等径向尺寸受限键花制键联的接和场销联合接课。件
新疆大学专用
作者： 潘存云教授
§6－2 花键联接
一、花键联接的类型、特点和应用
键联接和花键联接
t t
表7-2
A型键l 上式中：=L-b，B型键l=L，C型键l=L-b/2。 T—传递的转矩（T=Ft×y≈ Ft×d/2）Nmm; 上式中： d—轴的直径mm；h—键高mm; L—键的长度； T，D，h， L，l 各代表了什么？ l—键的工作长度mm： A型键l=L-b，B型键l=L，C型键l=L-b/2。
标注：
公称尺寸 Z－D×d×b 长度L—按工作要求选取。
成形联接
a)
成形联接
b)
c)
成型联接
思考题
• 1. 试述普通平键联接、楔键联接、花键联接的工 作原理及结构特点。 • 2. 键联接分为哪三类？导向平键、滑键各用于什 么场合？它们是如何固定的？ • 3. 圆头、方头、圆方头普通平键各用于什么场合？ 轴上的键槽是如何加工的？ • ４.如何选取普通平键的尺寸b×h×L？公称长度L 与工作长度l间有何关系？
（一）键联接的类型
1.平键联接 普通平键联接
导向键联接 A—圆头 B—方头
指状铣刀加工 键槽 盘状铣刀加 工键槽
按用途分 （用于静联接） C—单圆头
滑键联接 用于动联接
用于轴端联 接
导向键联接—用于动联接（键固定在轴上零件沿键轴作向移动)。 滑键联接—用于动联接（键固定在轮毂上,零件沿键槽作轴向 移动），用于轴上零件位移量较大的场合。
滑键
2、半圆键联接
半圆键的工作面： 两个侧面。 特点：是工艺性好， 装配方便，尤其适 用于锥形轴端与轮 毂的联接。 应用:一般用于轻 载静联接,位于轴 端、特别是锥形轴 端的联接 。
半圆键
3.楔键联接和切向键联接
工作面： 键的上下面.
工作原理：靠摩擦力传递转矩，能承受单向轴向力.
键花键联接学习.pptx
动连接：
有效长度
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注意：两个普通平键相隔1800,考虑受载不均,只能 按1.5个计算。
动连接：
若计算结果强度不足，措施？
为什么两平键相隔1800，切向键隔1200～1300，半圆键布置在同一直线上？
第16页/共22页
§6-2 花键连接
工作面: 键齿侧面。
工作原理：靠齿侧面的挤压和剪切传递扭矩。
工作面是上、下两面。其中一个工作面通过轴心平面。
工作原理：靠挤压力和摩擦力来传递单向扭矩。
次要
第12页/共22页
4.切向键联接
特点：对中性差，用于低速、重载、轴直径>100mm。
传递双向扭矩时，用两切向键，相隔1200～1300。
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二.平键连接的计算
§6-1 键连接
1.计算步骤
（1）选择类型
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§6-3 其它轴毂连接简介
销是标准件。
一. 销连接
作用
常用材料：35，45钢。
结构形式
1. 型面连接
2. 胀紧连接
二. 无键连接
第20页/共22页
作业
作业：
P115/ 4
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3. 楔键联接
键的上表面有1∶100的斜度，轮毂键槽底面也有1∶100的斜度。
工作面是上、下两面。侧面有间隙。
第10页/共22页
3. 楔键联接
特点：偏心，不能用于高速及对中要求高的场合。
工作原理：靠摩擦力和偏压力来传递扭矩。
主要
次要
第11页/共22页
主要
4. 切向键联接
由两个斜度为1∶100的楔键装配在一起。
有效长度
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注意：两个普通平键相隔1800,考虑受载不均,只能 按1.5个计算。
动连接：
若计算结果强度不足，措施？
为什么两平键相隔1800，切向键隔1200～1300，半圆键布置在同一直线上？
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§6-2 花键连接
工作面: 键齿侧面。
工作原理：靠齿侧面的挤压和剪切传递扭矩。
工作面是上、下两面。其中一个工作面通过轴心平面。
工作原理：靠挤压力和摩擦力来传递单向扭矩。
次要
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4.切向键联接
特点：对中性差，用于低速、重载、轴直径>100mm。
传递双向扭矩时，用两切向键，相隔1200～1300。
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二.平键连接的计算
§6-1 键连接
1.计算步骤
（1）选择类型
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§6-3 其它轴毂连接简介
销是标准件。
一. 销连接
作用
常用材料：35，45钢。
结构形式
1. 型面连接
2. 胀紧连接
二. 无键连接
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3. 楔键联接
键的上表面有1∶100的斜度，轮毂键槽底面也有1∶100的斜度。
工作面是上、下两面。侧面有间隙。
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3. 楔键联接
特点：偏心，不能用于高速及对中要求高的场合。
工作原理：靠摩擦力和偏压力来传递扭矩。
主要
次要
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主要
4. 切向键联接
由两个斜度为1∶100的楔键装配在一起。
键花键及其连接表示方法解析PPT课件
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t1 b: 可按孔径d从标准中查出。
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例：d=20mm,查附表3-1,得 t1=2.8mm,b=6mm,h=6mm,L=14～70mm
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键连接的画法和标注
A
键
主视图是通过轴的轴线和键 的纵向对称平面剖切后画出 的，轴和键按未被剖切绘制。 为了表达键在轴上的安装情 况，轴采用局部剖视。
粗实线绘制，小径用细实线绘制。 在反映圆的视图上，小径用细实线圆表示。 当采用剖视时，若平行于键齿剖切，键齿按
不剖绘制，且大小径均为粗实线画出。
插入图8－19
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外花键的标注：
外花键的标注采用一般尺寸标注和标记标注法。 一般尺寸标注应标注： 大径D、小径d、键宽B（齿数）、工作长度L
圆柱销 圆锥销
名称 标准B型圆柱销
标记： 销 GB/T 119-1986 B10×50
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2. 销 联 接 的 画 法
圆柱销
零件1 圆锥销
轴 轴套
零件2
圆柱销连接
圆锥销连接
在装配图中，当剖切平面通过销的轴线时，销 按未被剖切绘制。
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A-A
轴 A轮
注意:装配图中不标注尺寸.
注意:轮上键槽的底面与键不接 触，画出间隙，键与键槽的其 他表面都接触，画成一条直线.
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2、半圆键连接画法
半圆键连接常用于载荷不大的传动轴上，其工
作原理及画法与普通平键相似，两侧面与轮和轴
接触，顶面应有间隙。
A
A—A
A
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3、钩头楔键连接画法
标记标注法：
机械设计试题及答案第五章 键、花键及销联接
5—32图5－3所示为套筒式联轴器，分别用平键、半圆键、圆锥销与轴相连 接。已知：轴径d＝ 38 mm，联轴器材料为灰铸铁，承受静载荷。套筒直径 D1 ＝ 90 mm。销的材料为 35钢，许用剪切应力［t」＝80 MPa。试分别计 算三种连接传递扭矩的大小，并比较其优缺点。
解： 1．平键连接 由GB /1096－87，据d＝ 38mm，知平键的剖面尺寸b X h＝10 x 8。 据套简联轴器结构图〔图 5－3（a）」，键长取为60 mm，则平键连接尺 寸为b X h X L＝ 10 X 8 X 60。 由平键强度公式得 式中 k——键与轮毂键槽的接触高度，K0.4h=0.4 X 8 = 3.2 mm l——键的工作长度，l＝L－b＝60－ 10=50mm； [p]——许用压力，由表6－1，查得[p]＝ 75MPa。
答案： 900～1200 。
5－24平键标记中的字母A（可省略）、B和C分别表示哪种型的普通平键？ （l）A圆头、B单圆头、C方头； 答案：A圆头、B方头、C单圆头。 5－25半圆键的主要缺点是哪种？ （1）加工困难；（2）应力集中大；（3）对轴的强度削弱大； （4）装配困难。 答案：应力集中大。 5－26滑动齿轮与轴采用矩形花键连接，轴的材料为45钢，调质处理， 齿轮材料为 40Cr，轮齿径高频淬火 HRC＝ 50～ 55，这时宜采用哪种定 心方式？ （1）大径；（2）小径；（3）齿宽。 答案：大径。 （2）A单圆头、B圆头、C方头；
（3） A方头、 B圆头、 C单圆头；（4） A圆头、 B方头、C单圆头。
5－28对于载荷较大而定心精度要求不高的矩形花键连接，宜采用哪种定 心方式？ （1）大径；（2）小径；（3）齿宽。
答案：齿宽。
5－29花键连接的强度计算中，系数考虑的是什么对强度的影响？ （1）齿根应力集中；（2）齿顶倒角；（3）齿间载荷分布不均； （4）载荷沿键宽分布不均。 答案：齿间载荷分布不均。 5－30销连接的主要功用是下列中的哪个？ （1）固定零件间的相对位置；（2）轴与轮毂的连接； （3）传递扭矩； （4）传递弯矩。 答案：固定零件间的相对位置。
第五章键花键销联接
机械设计 第五章 键、花键、销联接 10
l L b (圆头平键)
lL
(平头平键)
l Lb 2
(单圆头平键)
机械设计 第五章 键、花键、销联接 11
强度条件：
普通平键：
p
2T / d h l
[ p ]
（压溃）
压强： p 2T / d [ p] h l
（耐磨）
3、↑强度的方法
1)↑L，但Lmax=（1.6~1.8)d，否则承载不均。 2) 采用双键，按180°布置，考虑承载不均，
轴径d 从标准中选b×h 轮毂宽 选键长L（系列值） 普通平键L略短于轮毂宽度L’ ≈（1.2~1.5）d。 导向平键L略长于轮毂宽度L’+滑动距离。
2、强度校核 工作面压溃（轮毂）（静联接） 主要失效形式 工作面过度磨损（动联接）
键剪断（过载才发生）
机械设计 第五章 键、花键、销联接 9 普通平键的主要尺寸
机械设计 第五章 键、花键、销联接 14
3. 强度计算 与平键联接相似
第三节 销联接
根据用途不同可分为： 定位销：确定相对位置 联接销：用于联接，可传递不大的载荷 安全销：安全装置中的过载剪断元件
机械设计 第五章 键、花键、销联接 15
圆柱销靠过盈配合固定 在销孔中，经多次装拆会 降低定位精度和可靠性。
具有1:50的锥度，安装 方便，定位精度高。
联接时的防松效果好， 适用于有冲击、振动的 场合的联接。
二、分类 齿形
Байду номын сангаас
轻系列 矩形花键 中系列 渐开线花键
机械设计 第五章 键、花键、销联接 13
B毂
毂
C
D
轴
d
轴
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●计算时按1.5个第5键章键花计键联接入剖析
机械工程学院机械设计系
§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。
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
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。 ☆定心方式：齿型定心
(3)导向平键—动联接：零件滑移距离较小时 用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行 工作面为两侧面，顶面与轮毂间要有间隙 (4)滑键—动联接：零件滑移距离较大时 滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在键槽中滑行 工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙（图上未画出）
第5章键花键联接剖析
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工作面为两侧面 顶面与轮毂间要有间隙
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
(2)薄型平键—静联接（高度为普通平键的60～70%） （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）
圆头(A型) 方头(B型) 单圆头(C型)：用于轴端
薄型平键的分析与普通平键一样
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系 工作面
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
二．键联接的设计
1．类型选择：根据键联接的特点、使用要求、工作条件
来选择。
2．尺寸选择：
⑴由轴径d确定键剖面尺寸b×h。
⑵由轮毂宽度L’ 确定键长L。
L
d
★★一般L'=(1.5~2)d， 且 L≤L’，L为标准系列。
许用挤压应力 许用压力
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(2)半圆头键联接
失效形式：工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）
计算公式与平键静联接一样，但k应查标准，l≈L
4·增加联接强度的措施 a. 增加键长： L≤(1.6~1.8)d b. 采用双键联接： ●注意布置：两个平键——1800布置
两个半圆键——同一条母线上 两个楔键——900~1200布置
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载荷分布不均系数 z 花键齿数 l 齿的工作长度 h 齿侧面的工作高度
矩形花键
渐开线花键
d m 平均直径 矩形花键
渐开线花键
p 许用挤压应力 p 许用压力
, 一般 0 . 7 ~ 0 . 8
h D d 2c 2
30 0 时 h m
45 0 时 h 0 . 8 m
轴毂联接的分类：
1·键联接 2·花键联接 3·无键联接 4·销联接
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
§6-1 键联接
一．类型：（有四种）
1．平键（静联接、动联接）：只起周向定位作用
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)
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
第5章键花键联接剖析
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2．半圆键—静联接
具有自调整性，装配工艺性好但键槽对轴的强度削 弱较大，用于轴端、轻载场合
工作面为两侧面 ，顶面与轮毂间要有间隙
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
机械工程学院机械设计系
机 械 原理及设计 （Ⅱ）
第六章 键、花键联接
2021年3月4日
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
第六章 键、花键联接
§6-1 键联接 §6-2 花键联接 §6-3 其它联接形式
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
轴毂联接的功用： 对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。
第5章键花键联接剖析
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第5章键花键联接剖析
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第5章键花键联接剖析
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二．花键联接的强度计算 失效形式：静联接——工作面被压溃
动联接——工作面过度磨损
强度条件p
2T103
zhldm
p
p 2T103 p
zhldm
（公式解释见下页）
第5章键花键联接剖析
(2)薄型平键—静联接 （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）
(3)导向平键—动联接（轮毂在轴上移动）
(4)滑键—动联接
第5章键花键联接剖析
工作面
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第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
(1)普通平键—静联接
圆头(A型) 方头(B型)
单圆头(C型)：用于轴端
工作面
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
第5章键花键联接剖析
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第5章键花键联接剖析
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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
第5章键花键联接剖析
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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。
第5章键花键联接剖析
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1：100
dkl
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
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
d 轴径
p 键 , 轴 , 轮毂三者中最弱材料的
p
键
,
轴
,
轮毂三者中最弱材料的 第5章键花键联接剖析
L’
第5章键花键联接剖析
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3．强度计算 (1)平键联接 a.静联接
失效形式：工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）
第5章键花键联接剖析
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●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
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§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。
第5章键花键联接剖析
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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。 ☆定心方式：齿型定心
(3)导向平键—动联接：零件滑移距离较小时 用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行 工作面为两侧面，顶面与轮毂间要有间隙 (4)滑键—动联接：零件滑移距离较大时 滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在键槽中滑行 工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙（图上未画出）
第5章键花键联接剖析
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工作面为两侧面 顶面与轮毂间要有间隙
第5章键花键联接剖析
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(2)薄型平键—静联接（高度为普通平键的60～70%） （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）
圆头(A型) 方头(B型) 单圆头(C型)：用于轴端
薄型平键的分析与普通平键一样
第5章键花键联接剖析
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机械工程学院机械设计系 工作面
第5章键花键联接剖析
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二．键联接的设计
1．类型选择：根据键联接的特点、使用要求、工作条件
来选择。
2．尺寸选择：
⑴由轴径d确定键剖面尺寸b×h。
⑵由轮毂宽度L’ 确定键长L。
L
d
★★一般L'=(1.5~2)d， 且 L≤L’，L为标准系列。
许用挤压应力 许用压力
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(2)半圆头键联接
失效形式：工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）
计算公式与平键静联接一样，但k应查标准，l≈L
4·增加联接强度的措施 a. 增加键长： L≤(1.6~1.8)d b. 采用双键联接： ●注意布置：两个平键——1800布置
两个半圆键——同一条母线上 两个楔键——900~1200布置
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载荷分布不均系数 z 花键齿数 l 齿的工作长度 h 齿侧面的工作高度
矩形花键
渐开线花键
d m 平均直径 矩形花键
渐开线花键
p 许用挤压应力 p 许用压力
, 一般 0 . 7 ~ 0 . 8
h D d 2c 2
30 0 时 h m
45 0 时 h 0 . 8 m
轴毂联接的分类：
1·键联接 2·花键联接 3·无键联接 4·销联接
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§6-1 键联接
一．类型：（有四种）
1．平键（静联接、动联接）：只起周向定位作用
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)
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第5章键花键联接剖析
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2．半圆键—静联接
具有自调整性，装配工艺性好但键槽对轴的强度削 弱较大，用于轴端、轻载场合
工作面为两侧面 ，顶面与轮毂间要有间隙
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第六章 键、花键联接
2021年3月4日
第5章键花键联接剖析
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第六章 键、花键联接
§6-1 键联接 §6-2 花键联接 §6-3 其它联接形式
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轴毂联接的功用： 对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。
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二．花键联接的强度计算 失效形式：静联接——工作面被压溃
动联接——工作面过度磨损
强度条件p
2T103
zhldm
p
p 2T103 p
zhldm
（公式解释见下页）
第5章键花键联接剖析
(2)薄型平键—静联接 （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）
(3)导向平键—动联接（轮毂在轴上移动）
(4)滑键—动联接
第5章键花键联接剖析
工作面
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(1)普通平键—静联接
圆头(A型) 方头(B型)
单圆头(C型)：用于轴端
工作面
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
第5章键花键联接剖析
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第5章键花键联接剖析
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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
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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。
第5章键花键联接剖析
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1：100
dkl
第5章键花键联接剖析
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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
d 轴径
p 键 , 轴 , 轮毂三者中最弱材料的
p
键
,
轴
,
轮毂三者中最弱材料的 第5章键花键联接剖析
L’
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
3．强度计算 (1)平键联接 a.静联接
失效形式：工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）
第5章键花键联接剖析
机械工程学院机械设计系
●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