第6章键花键无键联接销连接

1、宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 61键连接键连接 第第6章键、花键、无键连接和销连接章键、花键、无键连接和销连接62花键连接花键连接 63无键连接无键连接 64销连接销连接 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 6 61键连接和花键连接键连接和花键连接作用：作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩， 或实现零件的轴向固定或移动。或实现零件的轴向固定或移动。一、键连接的类型一、键连接的类型1. 平键平键连接连接工作面工作面种类种类普通平键普通平键导向平键导向平键间隙间隙潘存云教授研制潘存云教授研制轴轴宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制普

2、通普通平键平键结构结构单圆头单圆头(C型型)圆头圆头(A型型)平头平头(B型型)用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用于轴端用于轴端A型型B型型C型型盘铣刀盘铣刀 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 起键螺孔起键螺孔导向平键导向平键零件可以在轴上移动，构成动连接。零件可以在轴上移动，构成动连接。滑移距离较大时，平键过长，制造困难，故可采用滑键。结构特点：结构特点：长度较长，需用螺钉固定。长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起键螺孔。为便于装拆，制有起键螺孔。潘存云教授研制固定螺钉固定螺

3、钉潘存云教授研制潘存云教授研制起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 双钩头滑键双钩头滑键结构特点：结构特点：两端有钩头，键固定在轮毂上，键短，槽长。两端有钩头，键固定在轮毂上，键短，槽长。潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 单圆钩头滑键单圆钩头滑键结构特点：结构特点：单圆钩头，嵌入轮毂中。单圆钩头，嵌入轮毂中。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 表表6-1普通平键和键槽尺寸（普通平键和键槽尺寸（GB1095 79、GB1096 79） A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或rLLLbhbtd-

4、-tbt1d+t1标记实例：标记实例： 圆头普通平键圆头普通平键(A型型): 键键16100 GB1096 79 方头普通平键方头普通平键(B型型): 键键B16100 GB1096 79单圆头普通平键单圆头普通平键(C型型) : 键键C16100 GB1096 79潘存云教授研制d宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制d b h C或或r L t t1 半径半径r 续表续表6-1键的尺寸键的尺寸键键 槽槽轴的直径轴的直径自自 68 2 2 620 1.2 1 810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.8 121

5、7 5 5 1056 3.0 2.3 1722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.25 2230 8 7 1890 4.0 3.3 3038 10 8 22110 5.0 3.3 3844 12 8 28140 5.0 3.3 4450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.4 5058 16 10 45180 6.5 4.3 5865 18 11 50200 7.0 4.4 6575 20 12 56220 7.5 4.9 7585 22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.6宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教

6、授研制2. 半圆键半圆键连接连接优点：优点：定心好，装配方便。定心好，装配方便。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。缺点：缺点：对轴的削弱较大，只适对轴的削弱较大，只适 用于轻载连接。用于轻载连接。特别适用于锥形轴端的连接。特别适用于锥形轴端的连接。潘存云教授研制工作面工作面宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制3. 楔键楔键连接和切向键连接连接和切向键连接结构特点：结构特点：键的上表面有键的上表面有1:100的斜度，的斜度， 轮毂槽的底面也有轮毂槽的底面也有1:100的斜度。的斜度。缺点：缺点：定心精度不高。定心精度不高。应用：应用：只能应用于定心精度不高，载荷只能应用于定心精

7、度不高，载荷 平稳和低速的连接。平稳和低速的连接。安装时用安装时用力打入力打入工作面工作面潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制d类型类型：普通楔键、钩头楔键。普通楔键、钩头楔键。钩头是用来拆卸用的拆卸空间拆卸空间斜度斜度1:100在重型机械中常采用在重型机械中常采用切向键切向键一对楔键组成。一对楔键组成。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120130 。窄面窄面工作面工作面潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制d二、平键连接的强度校核二、平键连接的

8、强度校核键的主要失效形式：键的主要失效形式：压溃、磨损压溃、磨损(动连接动连接)、剪断。剪断。Lbh/2(1)平键连接的强度平键连接的强度p =SFt(d/2) klT=p d k l2T=l=L-bl=L一般不会出现潘存云教授研制d挤压应力挤压应力：bA型型bB型型lFF宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 bdT潘存云教授研制p d h l4Tp=对于导向平键连接，计算依据是磨损，应限制压强：对于导向平键连接，计算依据是磨损，应限制压强：2)半圆键连接强度计算半圆键连接强度计算p kl d 2Tp =lkFyd/2l近似为公称长度用于静连接，失效形式为表面压溃宁夏大学专用 作者： 潘存云教授

9、潘存云教授研制潘存云教授研制d潘存云教授研制若强度不足时，可采用双键连接。考虑到载荷分布若强度不足时，可采用双键连接。考虑到载荷分布的不均匀性，校核强度时按的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。个键计算。双键布置规则：双键布置规则：平键：平键： 按按180布置；布置；半圆键：同一条母线上；半圆键：同一条母线上；楔键：楔键： 夹角成夹角成120 130 120 130 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 一、花键连接的类型、特点和应用一、花键连接的类型、特点和应用(1)均匀受力；均匀受力；6 62花键连接花键连接结构特点：结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。沿周向均布多个键齿。齿侧为工作

10、面。组成：组成： 外花键、内花键。外花键、内花键。优点：优点：(2)对轴的削弱程度小对轴的削弱程度小;(3)载能力高载能力高; 齿数多，总接触面积大(4)轴上零件与轴的对中性好；轴上零件与轴的对中性好；对高速及精密机器很重要(5)导向性好导向性好; 对动连接很重要(6)可用磨削方法提高加工精度可用磨削方法提高加工精度及连接质量。及连接质量。潘存云教授研制潘存云教授研制因齿槽浅，齿根应力集中小轴和轮毂直接而均匀制出齿与槽缺点：缺点：齿根仍有应力集中，需专齿根仍有应力集中，需专 用设备制造，成本高。用设备制造，成本高。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制应用：应用：定心精度要求高、载荷

11、大，或经常滑移的连接。定心精度要求高、载荷大，或经常滑移的连接。潘存云教授研制类型类型潘存云教授研制制造容易，应用最广。制造容易，应用最广。用于高强度连接。用于高强度连接。用于薄壁零件连接。用于薄壁零件连接。 矩形花键矩形花键 渐开线花键渐开线花键 三角形花键三角形花键 (1)矩形花键矩形花键轻系列：轻系列：轻系列的承载能力较小，多用于静连接和轻系列的承载能力较小，多用于静连接和 轻载连接；轻载连接；按齿高的不同，矩形花键的齿型尺寸在标准中规定了两个系列，中系列：中系列：中系列用于中等载荷的连接。中系列用于中等载荷的连接。定心方式：定心方式：小径定心小径定心精度高，稳定性好。精度高，稳定性好。

12、宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 (2)渐开线花键渐开线花键 分为分为=30 ，=45 两种，对应的齿顶高分别为：两种，对应的齿顶高分别为：定心方式：定心方式：齿形定心齿形定心具有自动定心作用，受力均匀。具有自动定心作用，受力均匀。=45 =30 h*=0.5m, h*= 0.4m潘存云教授研制df潘存云教授研制df宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制静连接静连接 T =zhlrm p 动连接动连接 T =zhl rm p p rm=(D+d)/4D/2d/2hrmCCFt二、花键连接强度计算二、花键连接强度计算失效形式：失效形式：工作面被压溃（静连接）；工作面被压溃（静连接）；

13、工作面过度磨损（动连接）工作面过度磨损（动连接）一般只验算挤压强度和耐磨性一般只验算挤压强度和耐磨性。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制静连接静连接动连接动连接花键连接强度条件：花键连接强度条件：p zh ldm2Tp =p =2Tp zh ldm不良不良 3550 4070 表表6-3花键连接的许用挤压应力花键连接的许用挤压应力 p 和许用压强和许用压强 p 连接工作方式连接工作方式齿面未经热处理齿面未经热处理 齿面经热处理齿面经热处理 p 或或 p 中等中等 60100 100140良好良好 80120 120200动连接动连接 p ( (空载下移动空载下移动) )静连接静连

14、接 p 工作条件工作条件动连接动连接 p ( (在载荷下移动在载荷下移动) )不良不良 1520 2535中等中等 2030 3060良好良好 2540 4070不良不良 - 310中等中等 - 315良好良好 - 1020宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 6 63无键连接无键连接一、型面连接一、型面连接 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、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，故型面连接的应用获得了发展。应用较多的是带的，故型面连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

15、面。切口圆形和正六边形型面。潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制配合部配合部分形状分形状柱体柱体锥体锥体只能传递扭矩只能传递扭矩能同时传递扭矩和轴向力，能同时传递扭矩和轴向力，用于用于不允许有间隙和要求高可靠性的场合。不允许有间隙和要求高可靠性的场合。(1)装拆方便，对中性好；装拆方便，对中性好；型面连接的特点型面连接的特点：(2)连接面上没有应力键槽和尖角，减少了应力集中；连接面上没有应力键槽和尖角，减少了应力集中；(3)可传递较大的扭矩；可传递较大的扭矩；(4)切削加工有难度，不易保证配合精度。切削加工有难度，不易保证配合精度。但随着成型工艺的发展，

16、促进了型面连接的应用。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 DD常用连接型面有：常用连接型面有：带切口的圆形带切口的圆形电风扇方形方形六边形六边形等距曲线等距曲线二、胀紧连接二、胀紧连接 结构类型：结构类型：Z1型胀套、型胀套、Z2型胀套型胀套潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制两个胀紧套两个胀紧套1) Z1型胀套型胀套2) Z2型胀套型胀套 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一个胀紧套一个胀紧套潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用

17、作者： 潘存云教授 从标准中选用合适的型号与尺寸。从标准中选用合适的型号与尺寸。胀套尺寸的选择胀套尺寸的选择Dd选择时应满足：选择时应满足： TT传递转矩时传递转矩时 aaFF传递轴向力时传递轴向力时 22Raa2TFFFd同时传递转矩和轴向力时同时传递转矩和轴向力时 TmTm当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联当一个胀套不满足要求时，可用两个以上的胀套串联使用，此时总的额定载荷为使用，此时总的额定载荷为m为额定载荷系数。为额定载荷系数。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 胀套连接的优点：胀套连接的优点： 定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，

18、承载能力较高，并且有安全保护作用。能力较高，并且有安全保护作用。缺点：缺点：由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时应用受结由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时应用受结构尺寸的限制。构尺寸的限制。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 6 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销潘存云教授研制按形状分按形状分定位销：定位销：用来固定零件之间的相用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。通常不受载荷的重要辅助零件。通常不受载荷或只受很小的载荷，故不作强度

19、或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于数目一般不少于2 2个。个。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 6 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销连接销连接销潘存云教授研制按形状分按形状分连接销：连接销：用来实现两零件之间的用来实现两零件之间的连接，可用来传递不大的载荷。连接，可用来传递不大的载荷。其类型可根据工作要求选定，其其类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据连接的结构特点按经尺寸可根据连接的结构特点按经验或规范确定。必要

20、时再按剪切验或规范确定。必要时再按剪切和挤压强度条件进行校核计算。和挤压强度条件进行校核计算。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 6 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销安全销安全销连接销连接销潘存云教授研制按形状分按形状分安全销：安全销：作为安全装置中的过载剪作为安全装置中的过载剪切元件。安全销在过载时被剪断，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。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生挤压破坏，通常可在安全销上加一个销套。一个销套。宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 6 64销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销安全销安全销连接销连接销按形状分按形状分圆柱销圆柱销潘存云教授研制特点：特点：为过盈配合，经多次拆为过盈配合，经多次拆装后，定位精