机械设计--JXSJ6 键联接

1、（一）键联接的功能、分类、结构型式及应用（一）键联接的功能、分类、结构型式及应用类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。作用：实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，有作用：实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，有 些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴 向移动。向移动。 1. 1. 平键联接平键联接特点：特点： 键的两个侧面是工作面，键的两个侧面是工作面，间隙间隙 结构简单、装拆方便、对中性较好。结构简单、装拆方便、对中性较好。侧壁的挤压传递扭矩。侧壁的挤压传递扭矩。工作时依靠键与键槽工作时依靠键与键槽 不能轴向固定零件

2、。不能轴向固定零件。 平键平键薄型平键薄型平键普通平键普通平键导向平键导向平键滑键滑键轴轴工作面工作面T平键平键薄型平键薄型平键普通平键普通平键导向平键导向平键滑键滑键-用于静联接用于静联接-用于动联接用于动联接 普通平键普通平键单圆头单圆头 ( C 型型 )圆圆 头头 ( A 型型 )平平 头头 ( B 型型 )A型型B型型C型型盘铣刀盘铣刀 -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。圆头普通平键圆头普通平键-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。平头普通平键平头普通平键-常用于轴端。常用于轴端。单圆头普通平键单圆头普通平键普

3、通平键应用最广。普通平键应用最广。薄型平键与普通平键的主要区别：薄型平键与普通平键的主要区别： 键的高度约为普通平键的键的高度约为普通平键的70% 60%，因而传递，因而传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受到限制的场合。向尺寸受到限制的场合。起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉潘存云教授研制起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉导向平键导向平键滑键滑键 长度较长，需用螺钉固定。长度较长，需用螺钉固定。特点：特点： 可实现轴上零件的轴向移动，可实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。构成动联接。如变速箱内的滑移齿轮如变速箱内的滑移齿轮导向平键

4、导向平键-用于动联接用于动联接双勾头滑键双勾头滑键结构特点：两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。结构特点：两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。潘存云教授研制单圆勾头滑键单圆勾头滑键结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。潘存云教授研制导向平键和滑键的区别：导向平键和滑键的区别：导向平键导向平键-固定在轴槽中，用于轴向移动量较小的场合。固定在轴槽中，用于轴向移动量较小的场合。滑键滑键-固定在轮毂上，用于轴向移动量较大的场合。固定在轮毂上，用于轴向移动量较大的场合。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。特别适用于锥形轴端的联接

5、。特别适用于锥形轴端的联接。工作面工作面因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。缺点：对轴的削弱较大，只适用缺点：对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。于轻载联接。安装时用安装时用力打入力打入工作面工作面3. 楔键联接楔键联接特点：特点： 键的上下两面为工作面。工作时，依靠键的键的上下两面为工作面。工作时，依靠键的楔紧作用来传递扭矩。楔紧作用来传递扭矩。 能承受单方向的轴向力。能承受单方向的轴向力。 对中性较差。对中性较差。键楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜。应用：仅适用于定心精度不高和低转速应用：仅适用于定心精度不高和低转速 的场合的场合工作面工作面斜度斜度 1 1：100100拆卸空间拆卸

6、空间楔键楔键普通楔键普通楔键钩头楔键钩头楔键d斜度斜度1 1：100100在重型机械中常采用切向键在重型机械中常采用切向键 - - 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，窄面窄面工作面工作面工作面工作面特点：特点： 键的窄面为工作面。工作时，靠工作面上的键的窄面为工作面。工作时，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传递转矩。挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传递转矩。 承载能力很大。承载能力很大。应用：应用： 由于键槽对轴的削弱较大，故常用于直径大于由于键槽对轴的削弱较大，故常用于直径大于 100 mm的轴上。如大型带轮、大型飞轮等。的轴上。如

7、大型带轮、大型飞轮等。T4. 切向键联接切向键联接120 130 当传递双向扭矩时，需两对切向键分布当传递双向扭矩时，需两对切向键分布成成120 130 T( (二二) ) 键的选择和键联接的强度计算键的选择和键联接的强度计算1. 键的选择键的选择类型选择类型选择尺寸选择尺寸选择-根据联接的特点、使用要求和工作条件选定根据联接的特点、使用要求和工作条件选定剖面尺寸剖面尺寸（bh）键长键长 L L-按轴径按轴径d 从标准中查取从标准中查取-L轮毂长度轮毂长度 （表（表6-1）选定的键长应符合标选定的键长应符合标准规定的长度系列准规定的长度系列导向平键的键长导向平键的键长L-L-按轮毂的长度及其滑

8、动距离而定。按轮毂的长度及其滑动距离而定。6 8 8 10 1012 1217 1722 2230 3038 38442 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 7 10 8 12 8表表6-1 普通平键和普通楔键的主要尺寸普通平键和普通楔键的主要尺寸轴的直径轴的直径d d 6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200，220，250键的长度键的长度 系列系列L键宽键宽b b键高键高h h轴的直径轴的直径d d 键宽键宽b b键高键高h h4450 5058 5865 6

9、575 7585 8595 95110 110130149 1610 1811 2012 2214 2514 1816 32 18普通平键和键槽尺寸普通平键和键槽尺寸（GB/T1095-2003、GB1096-2003） A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或r1LLLbhbtd- -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 GB/T 1096-2003 方头普通平键方头普通平键( (B型型): ): 键键B16100 GB/T 1096-2003单圆头普通平键单圆头普通平键( (C型型) : ) : 键键C16100 GB/T

10、1096-2003db*L2. 键联接的强度计算键联接的强度计算 主要失效形式：主要失效形式：导向平键联接（动联接）导向平键联接（动联接）平键联接平键联接普通平键联接（静联接）普通平键联接（静联接）-工作面的压溃工作面的压溃-工作面的磨损工作面的磨损平键联接受力情况平键联接受力情况dTFF（1） 平键联接的强度计算平键联接的强度计算 普通平键联接的挤压强度条件：普通平键联接的挤压强度条件：dbdTFFd2k =h2hp d k l2T103=p =Fk lp d k l2T103p =滑键、导向平键联接的强度条件：滑键、导向平键联接的强度条件：Ll=L-bl=LbA型型bB型型l 钢钢 125

11、150 100120 6090表表6-2 键联接的许用挤压应力、许用压力键联接的许用挤压应力、许用压力 许用值许用值 轮毂材料轮毂材料静载荷静载荷 轻微冲击轻微冲击 冲冲 击击载载 荷荷 性性 质质 铸铁铸铁 7080 5060 3045 钢钢 50 40 30 p p （三）花键联接（三）花键联接-多键联接多键联接组成：外花键、内花键组成：外花键、内花键优点：优点：2) 2) 齿槽浅，对轴的削弱、应力集中小齿槽浅，对轴的削弱、应力集中小; ;1) 1) 多齿传递载荷，承载能力高多齿传递载荷，承载能力高; ;4) 4) 轴上零件与轴的对中性好；导向性好轴上零件与轴的对中性好；导向性好; ; 对

12、动联接很重要3) 3) 可用磨削方法提高加工精度及联接质量。可用磨削方法提高加工精度及联接质量。缺点：齿根仍有应力集中、需专缺点：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。1 1、类型、特点和应用、类型、特点和应用应用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的联接。应用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的联接。-制造容易，应用最广。制造容易，应用最广。-用于高强度联接。用于高强度联接。类型类型矩形花键矩形花键 渐开线花键渐开线花键 （1) 矩形花键矩形花键轻系列：轻系列：-承载能力较小，多用于静联接和轻载联接；承载能力较小，多用于静联接和轻载联接；按齿高的不同，矩形花键的齿

13、型尺寸在标准中规定了两个系列，中系列：中系列：-用于中等载荷的联接。用于中等载荷的联接。定心方式：小径定心定心方式：小径定心-精度高，稳定性好。精度高，稳定性好。(2) 渐开线花键渐开线花键 有有=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：齿形定心定心方式：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。 h* = 0.5m h* = 0.4m=30 df=45 df特点：特点：（1 1）制造工艺性好，制造精度较高，齿根强度高，）制造工艺性好，制造精度较高，齿根强度高， 易于定易于定心。常用于传递大扭矩和大轴径的场合。心。常用于传递大扭矩和

14、大轴径的场合。（2）=45的花键工作面高度较小，承载能力较低，多用于载的花键工作面高度较小，承载能力较低，多用于载荷较轻，直径较小的静联接。特别适用于薄壁零件的联接。荷较轻，直径较小的静联接。特别适用于薄壁零件的联接。2 2、花键联接强度计算、花键联接强度计算失效形式：工作面被压溃（静联接）失效形式：工作面被压溃（静联接） 工作面过度磨损（动联接）工作面过度磨损（动联接）花键联接既可做成静联接，也可做成动联接。花键联接既可做成静联接，也可做成动联接。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。 型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同

15、轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆联接，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。它是无键联接的一种型式。1 1、型面联接、型面联接凡是轴与毂的联接不用键或花键时凡是轴与毂的联接不用键或花键时-无键联接无键联接（四）无键联接（四）无键联接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，用于能同时传递扭矩和轴向力，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但随着成型工艺的发展，促进了型面联接的应用。 由于型面联接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接的应用。1) 1) 装拆方便，对中性好

16、；装拆方便，对中性好；特点特点：2) 2) 联接面上没有键槽和尖角，减少了应力集中；联接面上没有键槽和尖角，减少了应力集中；3) 3) 可传递较大的扭矩；可传递较大的扭矩；4) 4) 切削加工有难度，不易保证配合精度。目前应用还不广泛。切削加工有难度，不易保证配合精度。目前应用还不广泛。 胀紧联接是在轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧胀紧联接是在轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧联接套，在轴向力的作用下，同时胀紧轴与毂产生压联接套，在轴向力的作用下，同时胀紧轴与毂产生压紧力，靠摩擦力传递转矩和轴向力的一种静联接。紧力，靠摩擦力传递转矩和轴向力的一种静联接。2 2、胀紧联接、胀紧联接 结构类型：结构类型

17、：Z1型胀套、型胀套、Z2型胀套型胀套两个胀紧套两个胀紧套一个胀紧套一个胀紧套1) Z1型胀套型胀套2) Z2型胀套型胀套 Z2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。拧紧联接螺钉，便可以将轴和毂胀紧。优点：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，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，有时应用受结构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。尺寸的限制。作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载

18、荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销按形状分按形状分定位销：用来固定零件之间的相对位置，它是组合加定位销：用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。通常不受载荷或只受很工和装配时的重要辅助零件。通常不受载荷或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，小的载荷，故不作强度校核计算，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。（五）销联接（五）销联接作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。作用：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联接销联接销按形状分按形状分联接销：用来实现两零件之间的联接，

19、可用来传递不大联接销：用来实现两零件之间的联接，可用来传递不大的载荷。其类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据联的载荷。其类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据联接的结构特点按经验或规范确定。必要时再按剪切和挤接的结构特点按经验或规范确定。必要时再按剪切和挤压强度条件进行校核计算。压强度条件进行校核计算。作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。作用：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联接销联接销按形状分按形状分安全销：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。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。可在安全销上加一个销套。作用：固定零件