轴毂连接类型和特点
轴毂连接(重点)
缺点：齿根仍有应力集中，需专 用设备制造，成本高。
作者：朱理
应用：定心精度要求高、载荷大，或经常滑移的连接。 矩形花键 ——制造容易，应用最广。 类型 渐开线花键 ——用于高强度连接。 三角形花键 ——用于薄壁零件连接。
潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制
12.2.2 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） 2T 花键连接强 静连接 σp = ψzh ldm 度条件： 2T ≤[p ] p= 动连接 ψzh ld
4. 切向键连接
结构特点：由一对楔键组成 切向键工作面为上下表面 缺点：定心精度不高。 在重型机械中常采用切向键
作者：朱理
12.1.2 键连接的选择 1. 类型选择 1) 需传递扭矩的大小； 2) 轴上零件是否需轴向滑动及滑动距离的长短； 3) 对中性要求； 4) 是否需具有轴向固定作用； 5) 键在轴上的位置等。 2. 尺寸选择 设计时键的剖面尺寸b×h通常是根据轴的直径d由标 准中选定
而键长L一般可根据轮毂宽度B而定, 键长略短于轴 上零件轮毂宽度5~10 mm, 但必须符合键的长度系列 轴上零件轮毂宽度一般取 B=(1.5~2)d
作者：朱理
12.1.3 平键连接的强度校核
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： p = σ
F
d
潘存云教授研制
F
T 4T F ≤[σp ] = (d/2)(h/2)l = dhl S A型 b b l=L-b h/2 l
L
d
潘存云教授研制
B型
b l=L
C型
l L b l=L-b/2
轴毂联接
销联接
定位销——主要用于零件间位置定位，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，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
轴毂联接
销联接
销类型:
1)圆柱销——不能多次装拆（否则定位精度下降） 2)圆锥销——1：50锥度，可自锁，定位精度较高，允许多次装拆，且便 于拆卸
轴毂联接
花键联接
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.
③三角形花键
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
轴毂联接
花键联接
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(N×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
1:100
工作面
1:100
轴毂联接
键联接
4、切பைடு நூலகம்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
轴毂联接
键联接
设计步骤：
1）据联接要求、工作条件选类型 2）按轴的直径查剖面尺寸b×h×L 3) 强度校核
轴毂联接
键联接的强度校核
过盈联接
二、过盈联接的装配方法
装配方法：
1）压入法—利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压
入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平，因而降 低了联接的紧固性 2）温差法——加热包容件，冷却被包容件。可避免擦伤联 接表面，联接牢固。
轴毂联接
键连接（轴毂连接）
向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向
固定或轴向移动。
轴毂连接的 主要形式
键连接
花键连接
销连接
过盈连接
型面连接
键连接
一、键连接的类型、特点和应用 类型： 平键 半圆键 楔键 切向键
弹性环连接
轴毂连接
键连接
1、平键连接
工作面
A型
B型
C型
靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。
方头 工作面
钩头
轴毂连接
原理：靠键与键槽面间及轴与轮毂之间的摩擦 力来传递转矩。
工作面：上下两底面。 轴向承载情况：能轴向固定零件，承受单方向 的轴向力。
特点：结构简单，但 对中性差。
适用于低速、轻载和对 传动精度要求不高的连接。
轴毂连接 4、切向键连接
原 理：靠工作面上的挤压力来传递转矩。 工作面：两键沿斜面拼接后相互平行的两个窄面。 轴向承载情况：能轴向固定零件，承受单方向的轴向力。 特点：适用于大载荷，对中要求不严的场合。一组切向键只
22 33 44
55
〉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
键的尺寸
C或r
L
t
0.16~0.25 0.25~0.4 0.4~0.6 0.6~0.8
结构简单，工作可靠，装拆方便。主 要用于螺纹连接的防松，还用于轴销 端部锁定零件。
导向平键
滑键
轴毂连接 2、半圆键连接
靠键与键槽侧面 的挤压传递转 矩。
工作面：键的两侧面。
轴毂联接知识
轴毂联接知识今日我们聊聊在机械设计中，我们必需把握的有关轴毂联接的学问！轴毂联接是轴毂与轴相连接的轴上零件，常见齿轮、带轮等。
联接使回转零件在轴上定位和固定，以便传递运动和动力。
一般平键联接轴毂联接的方式有键联接、花键联接、成形联接、胀套联接、销联接、紧定螺钉联接、过盈联接等，有些联接方式仅用于轴毂联接，有些联接方式可兼作其它联接。
键和花键是最常见的轴毂联接方式。
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摇摆零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动和扭矩，楔键还可以起单向轴向固定零件。
而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。
依据键的结构形式，键联接可分为平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等几类。
1.1平键联接：平键的两个侧面是工作面并用于传递转矩。
键上面与轮毂槽底之间留有间隙，为非工作面。
主要尺寸是键长L、键宽b和键高h。
平键端部外形有圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种(如下图) ，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。
1.2半圆键联接：它靠键的两个侧面传递转矩，故其工作面为两侧面。
上键槽用尺寸与半圆键相同的圆盘铣刀加工，因而键在槽中能绕其几何中心摇摆，以适应轮毂槽由于加工误差所造成的斜度。
1.3楔键联接：键的上下两表面是工作面，键的上表面和轮毂键槽底面均有1∶100的斜度，装配后，键即楔紧在轴和轮毂的键槽里，工作表面产生很大预紧力。
钩头楔键联接1.4切向键联接：它由两个一般楔键组成。
其上下两面（窄面）为工作面，其中之一面在通过轴心线的平面内。
工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。
一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。
用于载荷很大，对中要求不严的场合。
由于键槽对轴减弱较大，常用于直径大于100mm的轴上。
机械设计轴毂连接
轴
1 : 1 0 0
机械设计
五、花键联接
第六章 轴毂联接
19
1、组成：内花键、外花键 2、类型： 齿形 矩形花键 渐开线花键
B
毂
毂 C
轴
轴
d
D
机械设计
第六章 轴毂联接
20
3、定心方式：矩形——内径定心； 渐开线——齿面定心； 其它 定心 方式
4、特性： （1）齿对称布置，受载均匀； （2）齿浅，应力集中↓； （3）承载↑； （4）定心好； （5）可用于“动”、“静”； （6）渐开线较矩形根部↑， 承载↑， 定心精度高，宜用于 载荷大、尺寸大场合。
矩形花键、渐开线花键
花键联接的特点
受力均匀、齿根应力集中减小、对轴或轴毂的强度消弱小、 可承受较大的载荷、对中性好、导向性好。 缺点？
花键联接的应用
已经标准化。适用于定心精度要求高、载荷大或需要 经常滑移的联接。如：机床、农业机械、飞机、汽车等。
机械设计
第六章 轴毂联接
23
键联接的用途： 键联接的用途：
工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩
压溃——主要失效形式 键剪断
机械设计
第六章 轴毂联接
圆头：指状铣刀，应力集中大
10
（3）结构形式
方头：盘状铣刀，应力集中小，紧定螺钉固定 一圆头一方头：指状铣刀，用于轴伸处
b)方头
c)一端圆头一端方头
机械设计
（4）特点
第六章 轴毂联接
11
静联接，周向固定，传递转矩T；不能承受轴向力及轴向固定。 2、导向平键 动联接，键固定在轴上，毂可沿键移动。 3、滑键 承载能力：耐磨性。
二、键的选择
（宽度b、高度 按照轮毂的长度确定键长 宽度 、 h及键长 ） 及键长L） 及键长
第六章 轴毂联接
△结构: 1.键的上下面及键槽底面有1:100 斜度 2.键侧与键槽有间隙 , 上下面楔紧 3.可实现单向轴向固定。 △工作原理: 靠上下面挤紧的摩擦力 传递转矩, 上下面为工作面 △失效形式: 工作面压溃 (轴上键槽): △构成与加工: 圆头: 立铣刀; 先置键 , 后楔入轮毂 平头、钩头楔键: 盘铣刀, 轮毂先装再楔入键。 △特点: 简单, 且可实现轮毂在轴上单向轴向固定; 但楔 紧产生偏心, 对中性差, 不适于高速及对中要求高的场合
其它连接
成形连接
销连接
胀紧连接
圆锥面过盈配合
圆锥面过盈配合液压拆卸结构
1当键连接强度不够时，可采用双键，使用两个平键时，要求键 采用 布置。
A在同一直线上 C相隔120° B相隔90° D相隔180°
2.设计键连接的主要内容是：a 按轮毂长度选择键的长度； b按轴的直径选择键的剖面尺寸；c按使用要求选择键的类型； d进行必要的强度校核；具体设计时的一般顺序为： D 。 A a→b → c → d C c→a → b → d E c→a → d → b B b→a → c → d D c→b → a→ d
1.静联接 →压溃→挤压强度
2T p p kld
2.动联接
T 圆头: l =L－ b 平头: l =L 单圆头: l =L－b/2
→磨损→压强
p
, p －(按强度弱者)
2T p p kld
T－转矩N· mm ，
机械设计基础轴毂联接
机械设计基础轴毂联接1. 简介轴毂联接是机械设计中常用的一种联接方式，主要用于连接轴和轮毂或其他旋转装置。
它既能传递力矩和转动，又能承受径向和轴向载荷，并提供一定的位置固定性。
轴毂联接在各种机械设备和工程项目中广泛应用，如汽车、飞机、机械加工等。
2. 轴毂联接类型2.1 键槽联接键槽联接是一种常见的轴毂联接方式，其原理是通过在轴和轮毂上切割相应的键槽，并在键槽中插入键来实现联接。
键槽联接具有简单、可靠的特点，在承受转矩时能够提供良好的力传递和位置固定性。
锥形联接是一种将轴和轮毂通过锥形形状进行联接的方法。
在锥形联接中，轴和轮毂的端面呈相应的锥度，通过将两者相互嵌套来实现联接。
锥形联接具有良好的力传递性能和固定性能，适用于较大的转矩传递。
2.3 胀紧联接胀紧联接是一种利用胀紧原理实现的轴毂联接方法。
它通过在轴和轮毂上钻孔，并在孔中安装膨胀套或螺栓等元件，使其通过膨胀或拉紧来实现联接。
胀紧联接具有简单、可靠的特点，适用于中小型设备和工程。
摩擦联接是一种利用摩擦力实现的轴毂联接方式。
在摩擦联接中，通过轴和轮毂的摩擦力来实现联接。
摩擦联接常用于带有摩擦制动装置的机械设备，如摩托车、自行车等。
3. 轴毂联接设计要点3.1 轴毂联接的强度计算在轴毂联接的设计中，需要进行强度计算以确保联接的可靠性和安全性。
强度计算应考虑联接所承受的转矩、径向力和轴向力等。
3.2 轴和轮毂的配合轴和轮毂的配合是轴毂联接设计的重要方面，配合不良会导致联接失效和损坏。
配合方式应根据实际需要选择，常见的配合方式有过盈配合、间隙配合和硬度配合等。
3.3 轴毂联接的固定方式轴毂联接需要一定的固定方式来保证联接的可靠性和稳定性。
常见的固定方式包括螺纹固定、焊接固定、胀紧固定等。
3.4 轴毂联接的检测与维护轴毂联接在使用过程中需要定期进行检测和维护，以确保联接的可靠性和安全性。
检测方法包括视觉检查、测量和无损检测等。
4. 总结轴毂联接是机械设计中常见的一种联接方式，通过不同的联接方法可以实现不同的需求。
第五章 轴毂联接
第三章轴毂联接轴毂联接的功能主要是实现轴与轴上零件的周向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
轴毂联接的形式很多，本章主要讨论键联接、花键联接和销联接。
第一节键、花键联接一、键联接键的功用：通常用于联接轴和轴上的零件，起到周向固定的作用并传递转矩。
有些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
键是一种标准件。
1．键联接的类型及特点主要类型：平键联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接。
（1）平键联接如图5－1a所示，装配时，转动件上加工一个通槽，在轴上加工一个小坑，便构成了平键联接。
平键的两个侧面是工作面并用于传递转矩。
键的上面与轮毂槽底之间留有间隙，为非工作面。
图3－1 普通平键联接工作原理：是靠键同侧面的挤压来传递转矩、运动、动力。
键的侧面与键槽之间为过盈配合，装配时用木锤敲平。
这种键联接具有结构简单、对中性好、装拆方便等优点，因而得到广泛应用。
但这种键联接对轴上零件不能起到轴向固定的作用。
平键联接按用途可分为3种：普通平键、导向平键和滑键。
①普通平键普通平键用于静联接，即轴与轮毂之间无相对移动。
按键的端部形状可分为A型（圆头）、B型（方头）和C型（单圆头）3种。
(如图5－1) 圆头键的键槽用指状铣刀加工，键放在与键同形状的键槽中，因而键的轴向固定较好。
缺点是键的圆头侧面与轮毂的键槽不接触，因而键的头部不能充分利用，而且键槽端部对轴引起的应力集中较大。
方头平键的键槽用圆盘铣刀加工，因而避免了上述缺点，但键在键槽中固定不好。
单圆头平键常用于轴端与轴上零件的联接。
薄形平键，其结构与普通平键几乎一样，就是键高约为普通平键的60%-70%，也分为圆头，平头和单圆头三种形式。
传递转矩的能力较低，常用于薄壁结构，空心轴及一些经向尺寸受限制的场合，另外对轴的削弱，能力也小。
②导向平键导向平键用于动联接，即轴与轮毂之间有轴向相对移动的联接。
导向平键（图5－2）是一种较长的平键，用螺钉固定在轴槽中，轴上零件可沿键作轴向滑动。
机械工程 第四章 轴毂连接
第一节 键连接
当键的强度不够时： 在条件允许的情况下适当增大键的长度或改用 平头键 采用双键，沿周向180度布置，考虑到载荷在两 键上分配不均，在强度校核时，只按1.5个键计算
第一节 键连接
3.半圆键联接的强度计算
由于键厚b较小，主要失效形式是键被剪断。 故进行键的剪切强度 校核计算：
2000T [ ] dbl
2000T d 4000T [ ] p p h hld l 2 许用挤压应力
第一节 键连接
（2）导向平键、滑键（动联接） 失效形式：工作面磨损。 主要进行耐磨性的条件性计算：
4000T p [ p] hld
许用挤压应力[σp] 和许用压强[p]查 表4-1 。 A型:l =L－b l 是工作长度 B型:l =L C型:l =L－b/2
第一节 键连接
2.2 键的选择和键连接的强度计算 键的材料：键是标准件，一般采用σs≥ 600MPa的 碳钢制造，如45钢。 1.键的选择 类型选择 尺寸选择 根据结构，使用特性 及工作条件选择 按d 选取b×h ； 按被联接件长度选取L
第一节 键连接
2.平键联接的强度计算
（1）普通平键和薄型平键（静联接） 可能的失效形式 工作面压溃或键被剪断。 对按标准选的平键联接，主要 失效形式是工作面的压溃，故 进行挤压强度校核计算：
第二节 花键连接
2.渐开线花键
齿廓为渐开线 齿根较厚，应力集中较小，连接强度较高，寿命长
齿形自动定心,受载时因齿上有径向分力可实现自动 定心，有利于保证连接的同心度
多齿同时接触,各齿均匀承载
齿轮加工方法加工，工艺性好，精度高，适用于载 荷大，定心要求高，尺寸较大的场合
，在受横向力时可以自锁。 安装方便，定位精度高，可多次装拆而 不影响定位精度。 端部带螺纹的圆锥销可用 于盲孔或拆卸困难的场合 孔需铰制
机械设计课件第六章轴毂连接
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 机械设计课件第六章轴毂连接第六章轴毂连接轴毂连接的功能，主要是实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）的轴向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
轴毂连接形式很多，如键连接、花键连接、过盈连接、销钉连接等。
本章主要讨论键连结和花键连接的类型，选择和计算，对其他形式的轴毂连接只作简单介绍。
6-1 键连接一、类型及特点：1 、键的作用键是种标准零件，通常用来实现轴与轴毂之间的轴向固定以传递转矩，有时也作导向零件用。
2 、分类及结构、特征：键连接的主要类型有：切向键联结。
楔键联结；半圆键联结；平键联结；（（1 ）、平键连接：平键是应用最广的键。
其横截面是正方形或矩形，键的两侧面是工作面，其顶面与轮毂上键槽的底面留有间隙。
工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。
见 P100 图 6-1 a)所示。
按用途。
1 / 19平键分为：滑键。
薄型平键；导向平键；普通平键；①、普通平键：用于静连接，特点是：对中性好，安装方便。
按端部形状，普通平键有三种。
型）单圆头（型）平头（型）圆头（见图 6-1 b) ,c) ,d) 所示。
采用圆头或单圆头平键，轴上的键槽用端铣刀铣出，轴上键槽端部的应立集中较大；圆头平键在键槽中轴向固定良好，但键的头部侧面与轮毂上的键槽不接触，故键的圆头部分不能充分利用。
采用平头键时，轴上键槽用盘铣刀铣出，轴的应力集中较小。
对于尺寸大的键，用紧钉螺钉把键固定在轴上键槽中。
轮毂上的键槽一般用插刀或拉刀加工。
单圆头平键常用于轴端与轮毂的连接。
②、薄型平键薄型平键也有圆头、平头和半圆头之分。
标准薄型平键的高度约为普通平键的 60%～70%，所以传递转矩能力较低，适用空心轴、薄壁轮毂或只传递运动的轴毂连接。
轴毂连接分类和原理
2T130
P d.k.l
P
b.动连接
失效形式：工作面过度磨损
●动连接的强度条件：
P2T103 P
d.k.l
T 传递转矩 , N m
k 键与轮毂的接触高度 , 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
传递的载荷超过规定值能自动断开或打滑，保护重要 零件。
连轴器的种类和特性
一.刚性连轴器： 不能补偿两轴间的相对偏移； 也不能缓和冲击和吸收振动。
1、凸缘连轴器：结构简单、成本低、可传递较大的转矩 2、套筒连轴器：结构简单、价格便宜。
二. 挠性连轴器：可在一定程度上补偿两轴间的某种位移。
x y
x y
圆头(A型) 方头(B型)
单圆头(C型)
(2)薄型平键—静连接 （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）
工作面
(3)导向平键—动连接：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 (4)滑键—动连接：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
●计算时按1.5个键计入
花键连接
一．类型（内外之分）. 1．矩形花键：轻系列用于静连接、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连接、特别是薄壁零件。
许用挤压应力 许用压力
(2)半圆头键连接
轴毂连接类型和特点
（一）轴毂连接类型和特点1：平键连接根据用途分为普通平键，薄型平键，导向平键和滑键。
普通平键分为圆头，平头，单圆头三种。
普通平键联接的特点是两侧面为工作面上表面与轮毂键槽底面有间隙，结构简单，拆装方便，对中性好。
其中圆头平键特点是头部侧面与轮毂上的键槽并不接触，因而键的圆头部分不能利用，而且轴上键槽端部的应力集中较大。
平头平键特点是当尺寸较大时，宜用紧钉螺钉固定在轴上的键槽中，防止松动。
单圆头平键的特点是常用与轴端与轮毂零件的联接。
薄型平键特点传递能力较低，用于薄壁结构，空心轴等。
导向平键的特点适用于滑移的距离较小时，固定在轴上的键槽中。
滑键的特点适用于滑移距离较大时，固定在轮毂上。
2：半圆键联接特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴端与轮毂的联接。
缺点是轴上键槽较深，对轴强度削弱较大。
3：楔形联接特点：上下两面是工作面，工作时考键的楔紧作用传递扭矩，可以承担单向的轴向载荷，对轮毂起到单向的轴向固定作用。
在转矩过载时键的侧面可以参加工作，保证联接的可靠性。
缺点是会产生偏心和偏斜。
用于定心要求不高且低速的场所。
4：切向键联接特点：成对使用，工作面是工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两侧面。
工作时靠工作面的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传递扭矩。
5：花键分为矩形花键和渐开线花键。
前者为小径定心，后者为齿形定心。
特点：P81上方（1）—（6）6：无键联接：特点：良好的对中性，联接面没有键槽或尖角，减小了应力集中，可传递大的扭矩。
7：涨紧联接：特点：内套筒缩小，外套筒涨大，接触面产生压紧力，利用压紧力引起的摩擦来传递扭矩或轴向力。
8：过盈联接特点：结构简单，对中性好，承载能力大，承受冲击能力好，对轴削弱小，但是加工精度好，装拆不方便。
（二）轴的类型和举例定义见P195下方。
举例：转轴：二级减速器的三个轴。
心轴：自行车前轮支撑轴。
传动轴：汽车中连接变速箱与后桥间的轴。
（三）带，链，齿轮，蜗轮蜗杆在机器中的布置顺序。
第六章 轴毂连接
根据用途，平键又可分为 普通平键 导向平键 滑键
普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静连接。 导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动连接。 普通平键应用极为广泛。 轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可用插 削或拉削。
1.普通平键
键的选择和强度校核 1．键的尺寸选择
键联接4
平键的尺寸主要是键的截面尺寸b×h及键长 L。 b×h根据轴径d由标准中查得，键的长度参考轮毂 的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规 定的尺寸系列。
销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢），许用应力[τ]=80MPa，许用 挤压应力[σp]与键联接的挤压应力相同。
三、其它连接
一轮毂与轴用平键联接，轴的直径为 φ 58 mm,轮毂宽度为 100mm,键的尺寸为：b=16mm，h=10mm，L=90mm， k=h/2=5mm，采用A形平键，试设计此键连接。
6.2.1 矩形花键连接
6.2.2 渐开线花键
无键连接
一、型面连接 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。
由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接 的应用。 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑 出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应 用较多的是带切口圆形和正六边形型面。
2.导向平键连接
导向平键用于动连接
导向平键连接主要失效形式是工作面的磨损
导向平键连接的强度条件为：
p=
2T ≤ [ p] kld
式中： k
≈
h 2
b l = L− （单圆头平 2
键）
l = L − b （圆头平键） l=L （平头平键）
第5章轴毂联接
明确实验目标，设计实验方案，包括实验装 置、试样制备、实验条件等。
安装与调试实验装置
搭建实验装置，进行调试和校准，确保实验 装置的准确性和稳定性。
制备试样
根据实验方案制备轴毂联接试样，确保试样 的质量和精度符合实验要求。
进行实验
按照实验方案进行实验操作，记录实验数据 ，包括载荷、变形、温度等参数。
考虑轴毂联接所处的工作环境，如温度、湿度、腐蚀等因素， 选择相应的材料和防护措施。
根据轴毂联接的安装和拆卸频率及要求，选择合适的联接方式 和紧固件。
在满足使用要求的前提下，尽量选择成本较低的联接方式和材 料。
优化设计策略探讨
结构优化
通过改进轴毂联接的结构设计 ，如采用轻量化设计、减少应 力集中等措施，提高联接的强
第5章轴毂联接
汇报人：XX
目录
• 轴毂联接基本概念与分类 • 键联接 • 销联接 • 过盈联接 • 轴毂联接设计计算与选型 • 轴毂联接实验与性能评价
01
轴毂联接基本概念与 分类
定义及作用
轴毂联接定义
轴毂联接是指轴与毂之间的连接 ，用于传递扭矩和承受载荷。
轴毂联接作用
实现轴与毂之间的可靠连接，保 证机械传动的正常运行。
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性能评价指标体系建立
载荷性能指标
包括最大载荷、许用载荷等，用于评 价轴毂联接的承载能力。
变形性能指标
包括刚度、变形量等，用于评价轴毂 联接的抵抗变形能力。
耐久性能指标
包括疲劳寿命、耐磨损性等，用于评 价轴毂联接的长期使用性能。
可靠性指标
包括失效概率、可靠性寿命等，用于 评价轴毂联接的可靠性水平。
实验结果分析与讨论
轴毂联接专题知识讲座
轴毂联接主要是实现轴与轴上零件（如齿轮、 链轮、带轮等）旳周向固定并传递转矩，有旳 还能实现轴上零件旳轴向固定或轴向移动。
常用旳措施有键联接、花键联接、过盈配 合联接、无键联接、销联接等。
1 键联接
一Байду номын сангаас键联接旳功能、分类、构造形式及应用
键联接旳种类较多，根据键旳形状，可分为平键、 半圆键、楔键、切向键几大类。
1. 平键 平键旳两侧面是工作面，上面与轮毂槽底之间
有间隙。平键联接具有构造简朴，装拆以便，轴与 轴上零件对中性很好等优点，应用较为广泛，但不 能承受轴向力。常用平键有一般平键和导向平键两 种。
一般平键按构造分，有：
圆 头 — A型（常用）—键顶上面与毂不接触 有间隙
方 头 — B型—常用螺钉固定 半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮
2 花键联接
花键联接是由多种键齿与键槽在轴和轮毂孔旳周 向均布而成，花键齿侧面为工作面——合用于动、静 联接
一、类型、特点和应用
1、特点： 花键联接由轴和毂孔上旳多种键齿构成， 工作时依托齿侧旳挤压传递转矩； 因花键联接键齿多，所以承载能力大； 齿槽浅，故应力集中小，对轴旳强度减弱少； 对中性和导向性均很好； 需要专用设备加工，所以成本较高；
二、花键联接旳设计计算
花键联接旳强度计算与平键联接相同。根据使用 条件和工作要求，首先选定花键旳类型、尺寸及定心 方式。
失效形式： ①键齿旳压溃（静联接） ②磨损（动联接） ③齿根剪断
值得注意旳是，因为花键联接键齿较多，为考虑 各齿承载旳不均匀性，计算时，引入载荷分配不均匀 系数ψ，ψ值查阅有关设计手册。
3 楔键联接
楔键联接用于静联接。楔键旳上下表面为工作 面，其上表面具有1∶100旳斜度。装配后，键楔紧 压在轴毂之间。工作时，靠键、轴、毂之间旳摩擦 力，和因为轴、毂间有相对转动旳趋势而使键受到 旳偏压来传递转矩；也能传递单向旳轴向力。
机械基础13-3 轴毂连接
轴的定位方法有哪些 轴的结构应注意的问题有哪些 新课内容与教学要求 1. 键联接的类型 2．平键 3．半圆键联接 4．楔键联接和切向键联接 5．花键联接
轴毂连接 13.4 轴毂联接
一、键联接的类型及特点
平键 松联接 键 联 接
普通平键 —（静联接）
导向平键 —（动联接）
半圆键 —（静联接）
紧联接—楔键—（静联接，单向轴向固定）
许用应力 取决于强度较弱的那种材料
强度不够时 ▲ 增大键长 ▲ 同一截面采用双键联接（按1.5个键计算）
不同轴段的键槽都应开在同一母线上
d+t1
d h
t1
普通平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79） b b b
轴毂连接
特点：键上下表面为非工作面，键的上表面和轮毂 槽底之间留有间隙。
优点：平键联接结构简单、对中性良好、装拆 方便、加工容易，故应用很广泛。
缺点：不能实现轴上零件的轴向定位。
轴毂连接
2）导向平键和滑键
用于轴与轮毂之间有相对轴向运动的场合。 导向键用螺钉固定在轴中，轴上零件沿键作轴向滑动，为装拆方便，设有 起键螺孔。 当轮毂需要沿轴向滑动的距离较大时，采用滑键，滑键固定在轮毂上，与 轴上的键槽为间隙配合，工作时键和轮毂同时在轴上的键槽中作轴向滑动。
矩形花键加工方便，用磨削方法获得普通平键联接和键槽的尺寸
键宽度b的公差只有h9一种，键高h按 h11取值，键长L按h14取值； 轴槽长度公差采用H14。 键和键槽剖面尺寸及键槽公差由表查得。
轴毂连接
选择平键 联接类型
根据轴径、毂宽查 标准确定键的尺寸
按静或动联 接校核强度
花键
轴毂连接
1．平键
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（一）轴毂连接类型和特点
1：平键连接根据用途分为普通平键，薄型平键，导向平键和滑键。
普通平键分为圆头，平头，单圆头三种。
普通平键联接的特点是两侧面为工作面上表面与轮毂键槽底面有间隙，结构简单，拆装方便，对中性好。
其中圆头平键特点是头部侧面与轮毂上的键槽并不接触，因而键的圆头部分不能利用，而且轴上键槽端部的应力集中较大。
平头平键特点是当尺寸较大时，宜用紧钉螺钉固定在轴上的键槽中，防止松动。
单圆头平键的特点是常用与轴端与轮毂零件的联接。
薄型平键特点传递能力较低，用于薄壁结构，空心轴等。
导向平键的特点适用于滑移的距离较小时，固定在轴上的键槽中。
滑键的特点适用于滑移距离较大时，固定在轮毂上。
2：半圆键联接
特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴端与轮毂的联接。
缺点是轴上键槽较深，对轴强度削弱较大。
3：楔形联接
特点：上下两面是工作面，工作时考键的楔紧作用传递扭矩，可以承担单向的轴向载荷，对轮毂起到单向的轴向固定作用。
在转矩过载时键的侧面可以参加工作，
保证联接的可靠性。
缺点是会产生偏心和偏斜。
用于定心要求不高且低速的场所。
4：切向键联接
特点：成对使用，工作面是工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两侧面。
工作时靠工作面的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传递扭矩。
5：花键
分为矩形花键和渐开线花键。
前者为小径定心，后者为齿形定心。
特点：P81上方（1）—（6）
6：无键联接：
特点：良好的对中性，联接面没有键槽或尖角，减小了应力集中，可传递大的扭矩。
7：涨紧联接：
特点：内套筒缩小，外套筒涨大，接触面产生压紧力，利用压紧力引起的摩擦来传递扭矩或轴向力。
8：过盈联接
特点：结构简单，对中性好，承载能力大，承受冲击能力好，对轴削弱小，但是加工精度好，装拆不方便。
（二）轴的类型和举例
定义见P195下方。
举例：
转轴：二级减速器的三个轴。
心轴：自行车前轮支撑轴。
传动轴：汽车中连接变速箱与后桥间的轴。
（三）带，链，齿轮，蜗轮蜗杆在机器中的布置顺序。
顺序为：带传动—蜗轮蜗杆传动—齿轮传动—链传动
原因：带传动适用于高速传动，有过载保护的效果。
蜗轮蜗杆传动可以实现大的减速比，因为其效率较低，
发热量大，所以适用于较小功率的传输。
齿轮传动瞬间传动比恒定，一般用于中低速场合。
链传动适用于传递距离较大；因为瞬间传动比不相同，适用于对运动关系要求不高，环境恶劣的场所。
同时链传动在在低速级（v<5m/s）时噪声较小。
（四）分析流体动压滑动轴承其转速，宽径比，粘度，对承载能力的影响。
均成正比，原因课本P261页式11—20。
P264页式（1）和（3）
（五）K＝KA Kv Kβ Kα
1．工作情况系数：KA
KA 是考虑啮合外部因素引起的动力过载的影响系数，这种过载取决于原动机，工作机的特性，质量和联轴器类型等的运行状态。
2．动载荷系数：Kv 考虑齿轮制造精度和运转速度使大、小齿轮啮合振动产生的内部因素引起动载荷的影响。
3．齿间载荷分配系数Kα：考虑同时啮合的各对轮齿之间载荷分布不均匀的系数．齿向载荷分布系数Kβ：考虑载荷沿齿宽方向载荷分布不均匀的影响系数。
引起动载荷的因素
①齿轮的制造误差(基节和齿形误差)和安装误差
②轮齿受载后产生弹性变形
③啮合齿对的刚度变化
④大、小齿轮的质量(转动惯量)
（六）轴承的配置方法，应用场所。
1：两端支撑。
适用于两只撑各限制一个方向的移动。
2：一端固定支撑，一端游离支撑。
适用于温度变化大，支撑跨距长的场所。
3：两端游动支撑。
轴和轴上的零件已经得到固定。