第六章键、花键、无键连接和销连接

面（侧面） 动联接——较弱零件（通常是轮毂）过度磨损。
键——被剪断
对于静联接(普通平键联接）：进行较弱零件工作面挤压强度计算；
计算 准则
? ? 即： ? p ? ? p
对于动联接(导向平键联接） ：进行较弱零件工作面耐磨性计算。
即：
p ? ?p ?
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3．平键联接的强度校核计算
? ? 普通平键联接工作面挤压强度条件：打入，使之楔紧。两键合并后，上下
两面平行为工作面，故轴和轮毂键槽并无斜度。依靠工作面上的挤压力和
轴与轮毂间的摩擦力传递转矩T。
注意：一个切向键只能单向传动，若需双向传动时，必须用两个互成 120° 分布的切向键。
应用——切向键联接能传递很大的转矩，但对轴的强度削弱较大，故常用 于直径大于100 mm，对中要求不高而载荷较大的重型机械。
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。
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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.
F lk
?
2T dlk
?
4T dhl
?
?p
导向平键联接工作面耐磨性条件： p ? F ? 2 T ? 4 T ? ?p ?
lk dlk dhl
式中：σp、[σp]——联接工作表面挤压应力，许用挤压应力，MPa
p、[p] —— 联接工作表面的压强，许用压强，MPa
l
A型键：
l = L－b
l —键的接触 长度，mm
?p?
动联接
（导向平键）
钢
50
40
冲击 60～ 90 30～ 45
30
单键联接能传递的转矩很有限，当传递的转矩较大、而又不能增加键的长 度时，可用多键来提高联接的承载能力。如图示双键、三键，但这样会严 重削弱轴的强度
两个平键组成的联接
三个平键组合的联接18
半圆键连接强度计算
只用于静连接，主要失效形式是工作面被压溃。 通常按挤压应力进行强度校核计算。强度条件同6-1.
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。
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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 键的尺寸相符键在轴槽中固定可靠
L
l =L-b/2
h
l
常用于轴端与轮毂类零件的联接。 薄型平键60-70%，薄壁。
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2.导向平键——用于动联接（即轴与轮毂之间有轴向相对运动）。
l B型键：
l C型键：
l=L l = L－b/2
k —— 键与轮毂接触高度，mm，k ≈ h/2 。
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表6-2 键联接的许用挤压应力和许用压强 MPa
载荷性质
许用值
联接方式 轮毂材料
静载荷 轻度冲击
?? p?
静联接
（普通平键 半圆键）
钢 铸铁
120～ 150 70～ 80
100～ 120 50～ 60
2
§6—1 键联接
一、键联接的主要类型及特点
类型 及
特点
松键联接：靠侧面受挤压传递运 动和转矩，键两侧面 是工作面。
平键联接 半圆键联接
紧键联接：靠键的楔紧作用传递运 动和转矩，键上下两面 是工作面。
楔键联接 切向键联接
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平键联接
工作面
工作原理 —— 键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧 面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。
2. 键的尺寸选择——按标准规格和强度要求选择
b
键宽b 根据被联接处的轴径d按标准选择。
h
键高h
L
普通平键——根据被联接处轮毂 长度确定，键长L≤轮毂长度B，一 键公称 般可取L=B-（5～10）mm，并按标 长度L 准长度系列确定。 导向平键——根据被联接处轮毂长 度及其滑动距离来确定。
L
d
表6-1 键的标准表
优点:能承受单方向的轴向力，对轮毂起到单向轴向固定作用。 特点 缺点：楔紧后会使轴与轮毂产生偏心，且在受到冲击、变载荷
时易松脱，
应用——由于故楔键联接仅适用于定心要求不高、载荷平稳的低速场合。 6
切向键联接
工作面
120°
1∶100
切向键安装
a）单向传动
b）双向传动
工作原理——切向键由两个具有1：100斜度的楔键组成，装配时，两键以
B
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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
≈d/2
T
平键联接受力情况
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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
第六章 键、花键、无键链接和销联接
§6-1 键联接 §6-2 花键联接 §6-3 无键连接 §6-4 销连接
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键联接的用途——用于轴与轮毂之间的周向固定，并传递运 动和转矩。有的还能实现轴向固定或轴向滑动的导向。
键和花键的类型、结构形式选择； 本章主要内容 键的尺寸选择——重点；
键联接工作能力计算。
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1. 普通平键——用于静联接，即轴与轮毂之间无轴向相对运动
按其端部形状，有三种结构形式
L
1）圆头平键（A型）
轴上键槽用指状铣刀加工，轴槽与键 的尺寸相符键在轴槽中固定可靠。
l
l <L-b
b
h 工作面
指状铣刀加工键槽
但轴上键槽端部应力集 中较大，有效接触长度l
比 键的公称长度L短
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2) 平头平键（B型） 其优点是轴上键槽用盘铣刀加工，轴的 应力集中较小，键的有效接触长度等于 键的公称长度
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
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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。
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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。
优点: 结构简单，装拆方便，易加工，对中性好 特点 缺点：不能实现轴上零件的轴向固定。
应用：广泛 4
半圆键联接
R
工作面
工作原理 ——键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧
面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。
特点
优点:轴上键槽用半径与键相同的盘铣刀铣出，键能在轴槽中绕几何中 心摆动，以适应轮毂槽底面。其优点是工艺性较好，装拆方便。