第六章 键、花键、无键联接和销联接

1、第六章 键、花键、无键联接和销联接 （一）键联接的功能、分类、结构型式及应用 功能:轴毂联接实现轴与轴上零件的固定并传递扭矩。6-1 键 联 接 轴毂联接:1）轴上零件与轴的周向固定以传递转矩； 2）实现轴上零件的轴向固定以传递轴向力； 3）轴向动联接以使零件在轴上滑动。 键联接主要类型：键是标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键等。设计时应根据各类键的结构和应用特点进行选择。 键联接方法：动画演示普通平键薄型平键导向键滑键常用平键 1. 平键联接 平键的两侧面是工作面，上工作面与轮毂槽底之间留有间隙工作时，靠键与键槽的互相挤压传递转矩。 普通平键分为三种： 端部形状有圆头A型、方头B型或单圆

2、头C型.用于轴上零件与轴无相对滑动时的连接。还有薄型平键，厚度普通平键6070%,主要用于薄壁零件的联接或特殊用途。特点：两侧面是工作面，此键结构简单、对中性好、装拆方便。各键连接动画点击图普通平键的截面尺寸 导向平键和滑键：都用于动联接。轴上零件在工作过程中必须作轴向移动的联接。 导向平键：按端部形状分圆头A型、方头B型。一般用螺钉固定在轴槽中,和键槽间隙配合.适用于轮毂移动距离不大的场合. 滑键：固定在轮毂上，随轮一起沿轴上的键槽移动，适用于轮毂移动距离较大的场合。 2. 半圆键联接 两侧面为工作面,其工作原理平键相同。 特点：结构简单、工艺性好，制造及装拆方便对中性好，对轴削弱大，多用于

3、轻载或锥形轴端联接。各键联接动画点击图 特点：结构简单,但装拆不方便,对中性差,在冲击、变载情况下易松动,只用于轻载、低速,精度要求不变的情况。 b、切向键：是由一对楔键组成的键的两个窄面是工作面，其中一个面通过轴心线平面。装配演示 特点：靠挤压传递扭矩,对中性差，对轴的削弱大。主要用于直径大于100mm的轴上。(大型带轮、大型飞轮、绞车） 3.楔键联接和切向键联接： a、楔键：普通楔键和钩头楔键。楔键用于静联接。楔键的上下面是工作面。上表面有1:100的斜度，装配时打入轴和毂槽内。 有圆头、平头和钩头楔键。装配演示。 (2)尺寸选择: 键的剖面尺寸（bh）按轴的直径 d 由标准中选定。表6-

4、1 普通平键的主要尺寸。 L一般按轮毂宽度 B 确定。要求键长为 L = B - 510mm。 设计键联接时,轴与轮毂尺寸、材料和结构均已初步确定.选键联接类型选键联接尺寸校核键联接工作能力根据工作要求、结构特点 （二）键的选择和键联接强度校核 1. 键的选择：包括类型选择和尺寸选择。 键一般采用抗拉强度小于600MPa的碳钢制造，通常45钢。 (1)类型选择: 应考虑载荷大小，轴上零件是否滑移，对中性要求，轴向固定要求，轴上的位置以及各种键的特点。 挤压强度：（静联接）耐磨性条件：（动联接）键与轮毂的接触高度k=h/2键的工作长度,mmA型:l=L-b,B型:l=L,C型:l=L-b/2轴径

5、许用挤压应力许用压强参考表6-2。 2.键联接强度计算 （1）平键联接强度计算剪断 严重过载时-少见工作面被压溃 静联接主要失效磨损 - 动联接 根据受力情况失效形式 若强度不够时： (1)采用两个键时，应相隔180布置，此时，考虑载荷分布不均，按1.5键计算 (2)键长不宜超过(1.61.8)d。由挤压强度条件得扭矩:由剪切强度条件得扭矩: （2）半圆键联接的强度计算 只用于静联接，故主要失效形式是工作面被压溃或过载剪断 当单键不满足要求时，则用双键，布置在同一母线上。 （3）楔键联接强度计算 主要失效形式是工作面被压溃。 工作面压力： 设各件的摩擦系数均为f,则由挤压条件得: 花键联接：轴

6、和轮毂孔周向均布多个凸齿和凹槽所构成的连接。齿的侧面是工作面。 特点：1）花键齿根处应力集中小,各齿间受力较均匀； 2）由于多齿传递，承载能力高；3）轴与轴上零件对中性好；4）导向性好；5）成本高。6-2 花键连接 （一）花键联接类型、特点和应用 花键联接是由外花键和内花键组成。可知，是平键连接在数目上的发展。 应用：适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接。花键联接的齿数、尺寸、配合等均应按标准选取。花键联接按齿形可分为：矩形花键联接和渐开线花键联接。 (3)花键联接定心方式：矩形花键:大径定心,齿侧定心 渐开线花键:齿侧定心,大径定心(a)小径定心(b)大径定心(c)齿侧定心(b)(a

7、)(c) (1)矩形花键 (2)渐开线花键 齿形是渐开线，压力角有 30，45两种。受载时齿上有径向分力，能起自动定心作用，有利于保证连接的同心度。齿根后，故强度高，承载能力大，寿命长。用加工齿轮方法加工，工艺性好,制造精度高。 齿形是矩形，轴上外花键用花键滚刀或铣刀加工，轮毂孔内花键用拉刀或插刀加工，制造方便、应用广泛。静联接时，挤压强度条件动联接时，耐磨性条件式中: :齿间载荷分布不均匀系数，一般 z:花键齿数; l :齿的工作长度；P表6-3。h:工作高度h=(D-d)/2-2C，C为齿顶倒角尺寸； 对渐开线花键 假设: 各齿压力作用在平均半径处 矩形花键 渐开线花键 （二）花键连接强度计算 首先根据联接的结构特点，使用要求和工作条件选定花键类型和尺寸以及受力分析，进行强度校核。 花键联接可做成：静联接 -主要失效形式为齿面压溃； 动联接 -主要失效形式为工作面磨损。6-3 无键联接 凡是轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接 有型面联接和胀紧联接。 （一）型面联接 非圆形截面的轴与毂孔相配和而构成的联接称为型面联接 特点：装拆方便，能保证良好的对中性；没有键槽等，从而减少了应力集中，传递转矩较大。但加工复杂。 （二）胀紧联接 毂孔与轴之间装配一个或几个胀紧套,在轴向力作用下,同时胀紧轴与毂的一种静联接胀紧联接。联接图 （三）过盈连接 利用零件间的过盈配合形成的连接