键联接(公开课)

1、第六章第六章 键、花键、无键联接和销联接键、花键、无键联接和销联接6-1 6-1 键联接键联接6-3 6-3 无键联接无键联接6-2 6-2 花键联接花键联接6-4 6-4 销联接销联接键联接11 1平键联接平键联接一、键联接的分类、结构型式及应用一、键联接的分类、结构型式及应用2 2半圆键联接半圆键联接3 3楔键联接楔键联接4 4切向键切向键分类：按结构与工作原理不同分类分类：按结构与工作原理不同分类作用：实现轴和轴上零件之间的作用：实现轴和轴上零件之间的周向固定周向固定以传递转矩。以传递转矩。6-1 键键 联联 接接上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。1) 工作

2、面工作面:1.1. 平键联接平键联接两侧面两侧面 工作时靠工作时靠键与键槽侧键与键槽侧面的挤压面的挤压来传递扭矩，来传递扭矩，故定心性较好。故定心性较好。 2) 工作原理工作原理:工作面工作面间隙间隙轴轴4) 特点及应用特点及应用: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。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。3) 3) 根据用途，平键又可分为：根据用途，平键又可分为：静联接静联接: 普通平键普通平键 、薄型平键、薄型平键动联接动联接导向平键导向平键滑键滑键普通平键高度的6070，也有圆头、平头、单圆头之分，用于径向尺寸受限场合：薄壁零件、空心轴6-1

3、键键 联联 接接普通平键普通平键按端部形状分：按端部形状分：圆头圆头(A型型)6-1 键键 联联 接接hbL用端面铣刀加工,应力集中较大l L b l普通平键普通平键按端部形状分：按端部形状分：方头方头(B型型)6-1 键键 联联 接接hbLlL用盘形铣刀加工,应力集中小普通平键普通平键按端部形状分：按端部形状分：单圆头单圆头(C型型)6-1 键键 联联 接接Lhb用于轴端用于轴端2blL若用两个平键，应布置沿周向相隔若用两个平键，应布置沿周向相隔180。l上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。1) 工作面工作面:1.1. 平键联接平键联接两侧面两侧面 工作时靠工作时

4、靠键与键槽侧键与键槽侧面的挤压面的挤压来传递扭矩，来传递扭矩，故定心性较好。故定心性较好。 2) 工作原理工作原理:工作面工作面间隙间隙轴轴4) 特点及应用特点及应用: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。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。3) 3) 根据用途，平键又可分为：根据用途，平键又可分为：静联接静联接: 普通平键普通平键 、薄型平键、薄型平键动联接动联接导向平键导向平键滑键滑键普通平键高度的6070，也有圆头、平头、单圆头之分，用于径向尺寸受限场合：薄壁零件、空心轴6-1 键键 联联 接接导向平键导向平键： 键与轮毂键槽为间隙配合，便于

5、轮毂零件作轴向移动，键与轮毂键槽为间隙配合，便于轮毂零件作轴向移动，如变速箱中的如变速箱中的滑移齿轮滑移齿轮。6-1 键键 联联 接接起键螺钉孔起键螺钉孔导向平键联接导向平键联接hbA型导向平键型导向平键bB型导向平键型导向平键h滑键滑键：用于零件滑移距离较大的场合用于零件滑移距离较大的场合6-1 键键 联联 接接滑键联接（键槽已截短）滑键联接（键槽已截短）键联接11 1平键联接平键联接一、键联接的分类、结构型式及应用一、键联接的分类、结构型式及应用2 2半圆键联接半圆键联接3 3楔键联接楔键联接4 4切向键切向键分类：按结构与工作原理不同分类分类：按结构与工作原理不同分类作用：实现轴和轴上零

6、件之间的作用：实现轴和轴上零件之间的周向固定周向固定以传递转矩。以传递转矩。6-1 键键 联联 接接2半圆键联接半圆键联接优点：工艺性好，装配方便优点：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。缺点：对轴的削弱大。用于锥形轴端的轻载静联接。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。常用于锥形轴端渔轮毂的联接。工作面：两侧面。工作面：两侧面。若用两个半圆键，应布置在轴的同一条母线上。若用两个半圆键，应布置在轴的同一条母线上。6-1 键键 联联 接接d1工作面：上、下表面工作面：上、下表面。3楔键联接楔键联接工作原

7、理：工作原理：键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧， 使使轴与轮毂的接触面上产生轴与轮毂的接触面上产生摩擦力摩擦力来传递扭矩来传递扭矩。缺点：对中性差。缺点：对中性差。用于定心精度要求不高和低转速的场合。用于定心精度要求不高和低转速的场合。拖拉机若用两个楔键，应布置在沿周向相隔若用两个楔键，应布置在沿周向相隔9090120120。6-1 键键 联联 接接工作面工作面1:1001:1001:1004切向键切向键（由一对楔键组成）（由一对楔键组成） 由两个斜度为由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，的楔键组成。

8、一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，传递双向转矩时，为减小对轴的削弱，须用互成为减小对轴的削弱，须用互成120130角的两个键。角的两个键。 用于载荷很大，对中要求不严、直径大于用于载荷很大，对中要求不严、直径大于100mm的场合，如大型带轮、的场合，如大型带轮、大型飞轮、卷扬机等。大型飞轮、卷扬机等。6-1 键键 联联 接接dd120 130 斜度斜度1 1：100100窄面窄面工作面工作面传递双向转矩传递双向转矩传递单向转矩传递单向转矩二、键的选择和强度校核二、键的选择和强度校核1键的选择键的选择 bh根据轴径根据轴径d由标准中查得，由标准中查得， 键长键长L参考轮毂的长度确

9、定，一般等于或略短于轮毂长，参考轮毂的长度确定，一般等于或略短于轮毂长， 并符合标准中规定的尺寸系列。并符合标准中规定的尺寸系列。 平键的尺寸是：键的截面尺寸平键的尺寸是：键的截面尺寸bh及键长及键长L。 类型选择类型选择根据使用要求，对中性要求，移动要求，是否轴端，T大小等 尺寸选择尺寸选择6-1 键键 联联 接接圆头圆头(A型型)hbL普通平键的尺寸普通平键的尺寸6-1 键键 联联 接接轴的直轴的直径径d68810101212171722键宽键宽b键高键高h2233445566轴的直轴的直径径d22303038384444505058键宽键宽b键高键高h871081281491610轴的直

10、轴的直径径d586565757585859595110110130键宽键宽b键高键高h181120122214251428163218键的长键的长度系列度系列L6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,180,200,220,250, 键的标记键的标记:对于对于 bh1610的平键，的平键， 键长键长L取取100mm，标记为：，标记为：A型平键：键型平键：键16100 GB/T1096-1979 B型平键：键型平键：键B 16100 GB/T1096-1979C型平键：键型平键：键C

11、 16100 GB/T1096-19796-1 键键 联联 接接圆头圆头(A型型)hbLl2.2.平键联接的失效形式和强度校核平键联接的失效形式和强度校核普通平键联接（静联接）：普通平键联接（静联接）： 失效形式：失效形式：工作面的压溃工作面的压溃， 作联接的作联接的挤压强度校核挤压强度校核。导向平键联接和滑键联接（动联接）：导向平键联接和滑键联接（动联接）： 失效形式：工作面的过度磨损失效形式：工作面的过度磨损， 按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。 6-1 键键 联联 接接 普通平键的强度条件普通平键的强度条件: : p2hk 式中：式中：F

12、klp3102kldTbLl（圆头平键）（圆头平键）Ll （平头平键）（平头平键）2bLl（单圆头平键）（单圆头平键）当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键。考虑到两个键的载荷当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键。考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。个键计算。将轴与键视为一体，作为研究对象，将轴与键视为一体，作为研究对象，0T 有：有：02dTF2TFd6-1 键键 联联 接接A型型bLlB型型bL=lC型型LblhFbFkrTO pkldTp3102导向平键和滑键联接的强度条件：导向平键和滑键联接的强度条件：p许用压强许用压强6

13、-1 键键 联联 接接注：如与键有相对滑动的被联接表面经过淬火，则动联接的许用压力注：如与键有相对滑动的被联接表面经过淬火，则动联接的许用压力p可提高可提高23倍。倍。许用挤压应许用挤压应力、许用压力、许用压力力联接工作联接工作方式方式键或毂、轴的键或毂、轴的材料材料载载 荷荷 性性 质质静载荷静载荷轻微冲轻微冲击击冲击冲击 p 静联接静联接钢钢1201501001206090铸铸 铁铁708050603045 p 动联接动联接钢钢504030例：某减速器中有一直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支承点之间，例：某减速器中有一直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支承点之间，齿轮和轴的材料均为锻钢，用键构成静联接。

14、齿轮的精度为齿轮和轴的材料均为锻钢，用键构成静联接。齿轮的精度为7级，级，装齿轮处的轴径装齿轮处的轴径d=70mm ，齿轮轮毂宽度为，齿轮轮毂宽度为100mm，需传递转，需传递转矩矩T=2200Nm，载荷有轻微冲击。试设计此键联接。，载荷有轻微冲击。试设计此键联接。6-1 键键 联联 接接解：解：1.选择键联接的类型和尺寸选择键联接的类型和尺寸键联接的类型：圆头普通平键联接键联接的类型：圆头普通平键联接 一般一般8 8级以上精度的齿轮有定心精度要求，故选择平级以上精度的齿轮有定心精度要求，故选择平键联接；齿轮不在轴端，选用圆头普通平键。键联接；齿轮不在轴端，选用圆头普通平键。圆头普通平键联接的

15、尺寸：圆头普通平键联接的尺寸： 根据根据d d=70mm=70mm，查平键尺寸表，得键的截面尺寸：，查平键尺寸表，得键的截面尺寸： 宽度宽度b=20mm，高，高度度h=12mm。由轮毂宽度。由轮毂宽度100mm并参并参考键的长度系列，取键长考键的长度系列，取键长L90mm（比轮毂宽度小一些）（比轮毂宽度小一些）A型平键型平键bh=2012， 键长键长L=90mm，标记为：，标记为： A型平键：键型平键：键2090 GB/T1096-1979 2. 校核键联接的强度校核键联接的强度 3210ppTkld6-1 键键 联联 接接 取取p=110MPaA型平键型平键bh=2012， 键长键长L=90

16、mm，标记为：，标记为： A型平键：键型平键：键2090 GB/T1096-1979 k=0.5h=0.512=6mm键的工作长度：键的工作长度：l=Lb902070mm 332102 2200 106 70 70149.7110ppTkldMPaMPa键的挤压强度不够。键的挤压强度不够。许用挤压应力、许用挤压应力、许用压力许用压力联接工作联接工作 方式方式键或毂、轴键或毂、轴的材料的材料载载 荷荷 性性 质质静载荷静载荷轻微冲击轻微冲击冲击冲击p静联接静联接钢钢1201501001206090铸铸 铁铁708050603045p动联接动联接钢钢504030注：如与键有相对滑动的被联接表面经过

17、淬火，则动联接的许用压力注：如与键有相对滑动的被联接表面经过淬火，则动联接的许用压力p可提高可提高23倍。倍。键联接的许用挤压应力、许用压力值键联接的许用挤压应力、许用压力值(MPa)hFbFkrTO3.改用双键联接改用双键联接 考虑到挤压强度相差较大，改用双键，相隔考虑到挤压强度相差较大，改用双键，相隔180布置。双布置。双键的工作长度键的工作长度l1.570mm105mm。 332102 2200 106 105 7099.8110ppTkldMPaMPa第六章第六章 键、花键、无键联接和销联接键、花键、无键联接和销联接6-1 6-1 键联接键联接6-3 6-3 无键联接无键联接6-2 6

18、-2 花键联接花键联接6-4 6-4 销联接销联接花键联接16-2 6-2 花键联接花键联接工作面：键齿侧。工作面：键齿侧。 多齿传递载荷，故比平键联接的承载能力高，定心性和导多齿传递载荷，故比平键联接的承载能力高，定心性和导向性好，对轴的削弱小向性好，对轴的削弱小( (齿浅、应力集中小齿浅、应力集中小) )； 花键联接一般用于花键联接一般用于定心精度要求高定心精度要求高和载荷较大的地方。和载荷较大的地方。 花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。 优点：优点：缺点：缺点： 花键联接按齿形不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类花键联接按齿形不同，可分为矩形

19、花键和渐开线花键两类6-2 6-2 花键联接花键联接类类 型型特特 点点 应应 用用矩矩形形花花键键 矩形花键便于制造，应用最广泛。矩形花键便于制造，应用最广泛。 矩形花键的定心方式为矩形花键的定心方式为小径定心，小径定心，即外花键和内花键的即外花键和内花键的小径为配合面。其特点是定心精度高，小径为配合面。其特点是定心精度高，定心的稳定性好，能用磨削的方法消除定心的稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。热处理引起的变形。 广泛应用于广泛应用于汽车、拖拉汽车、拖拉机、机床制机、机床制造业、农业造业、农业机械及一般机械及一般机械传动装机械传动装置等置等 渐渐开开线线花花键键 渐开线花键的齿

20、廓为渐开线，可以用渐开线花键的齿廓为渐开线，可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，易获得较高的制造精度和互换性。易获得较高的制造精度和互换性。 渐开线花键的定心方式渐开线花键的定心方式为齿形定心。为齿形定心。受载时齿上有径向受载时齿上有径向力，能起自动定心作用，有利于各齿受力，能起自动定心作用，有利于各齿受力均匀，强度高，寿命长。力均匀，强度高，寿命长。 用于用于载荷载荷较大较大，定心，定心精度要求较精度要求较高以及尺寸高以及尺寸较大的联接。较大的联接。使用较少使用较少注：一般做电机或者高速机械的才会加工花键注：一般做电机或者高速机械的才会加工花键第六章第六章 键、花键、无键联接和销联接键、花键、无键联接和销联接6-1 6-1 键联接键联接6-3 6-3 无键联接无键联接6-2 6-2 花键联接花键联接6-4 6-4 销联接销联接 型面联接是用型面联接是用非圆截面非圆截面的柱面体或锥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。和转矩的可拆联接。在家用机械、办公机械等中，采用了大量在家用机械、办公机械等中，采用了大量的的压铸、注塑压铸、注塑零件。要注塑出各种各样的非零件。要