键连接(公开课)

轴毂联接的分类：轴毂联接的功用：对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。1·键联接2·花键联接3·无键联接4·销联接2/5/20231一．类型：（有四种）1．平键（静联接、动联接）：只起周向定位作用不起轴向定位作用，不能承担轴向力。(2)薄型平键—静联接（薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）(3)导向平键—动联接（轮毂在轴上移动）(4)滑键—动联接§6-1键联接(1)普通平键—静联接（轮毂在轴上不移动）圆头(A型)方头(B型)单圆头(C型)2/5/20232工作面2/5/20233(1)普通平键—静联接圆头(A型)方头(B型)单圆头(C型)：用于轴端工作面工作面为两侧面

顶面与轮毂间要有间隙2/5/20234一、键联接的类型与构造

主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键1、平键

1）普通平键用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩；轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；

轮毂槽用拉刀或插刀加工。

2/5/20235§8—1键、销及其连结一、键连结第八章轴系零件（3）平键连结的配合种类和应用平键连结采用基轴制配合，按键宽配合的松紧程度不同，分成较松键连结、一般键连结和较紧键连结三种。三种连结的键宽、轴槽宽和轮毂槽宽的公差及其应用见有关标准。2/5/20236(2)薄型平键—静联接（高度为普通平键的60～70%）（薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）圆头(A型)方头(B型)单圆头(C型)：用于轴端薄型平键的分析与普通平键一样2/5/202373）导向平键与滑键——用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接

滑键——键随轮毂移动导向键——键不动，轮毂轴向移动特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，多用于高精度联接。但只能圆周固定，不能承受轴向力

2/5/20238(3)导向平键—动联接：零件滑移距离较小时用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行(4)滑键—动联接：零件滑移距离较大时滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在键槽中滑行工作面为两侧面，顶面与轮毂间要有间隙工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙（图上未画出）2/5/202392/5/202310起键螺孔3）导向平键（导向平键和滑键都用于轮毂需作轴向移动的动连接。）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：长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起键螺孔。潘存云教授研制固定螺钉潘存云教授研制潘存云教授研制起键螺孔固定螺钉2/5/2023114）滑键双钩头滑键结构特点：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2/5/202312单圆钩头滑键结构特点：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2/5/2023132/5/2023142/5/202315表6-1普通平键和键槽尺寸（GB1095—79、GB1096—79）A型B型C型bhR=b/2C×45˚或rLLLbhbtd-tbt1d+t1标记实例：圆头普通平键(A型):

键16×100GB1096—79

方头普通平键(B型):

键B16×100GB1096—79单圆头普通平键(C型):

键C16×100GB1096—79潘存云教授研制d2/5/202316潘存云教授研制d

b

h

C或r

L

t

t1半径r

续表6-1键的尺寸键槽轴的直径自6~8226~201.21>8~10330.16~0.256~361.81.40.08~0.16>10~12448~452.51.8>12~175510~563.02.3>17~22660.25~0.414~703.52.80.16~0.25>22~308718~904.03.3>30~3810822~1105.03.3>38~4412828~1405.03.3>44~501490.4~0.636~1605.53.80.25~0.4>50~58161045~1806.54.3>58~65181150~2007.04.4>65~75201256~2207.54.9>75~85221463~2509.05.40.6~0.80.4~0.62/5/20231713.6轴毂联接平键的尺寸2/5/2023182．半圆键—静联接具有自调整性，装配工艺性好但键槽对轴的强度削弱较大，用于轴端、轻载场合工作面为两侧面，顶面与轮毂间要有间隙2/5/2023192、半圆键

轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。

2/5/202320特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。

3、楔键联接

2/5/202321潘存云教授研制2.半圆键连接优点：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：对轴的削弱较大，只适用于轻载连接。特别适用于锥形轴端的连接。潘存云教授研制工作面2/5/202322潘存云教授研制3.楔键连接和切向键连接结构特点：键的上表面有1:100的斜度，轮毂槽的底面也有1:100的斜度。缺点：定心精度不高。应用：只能应用于定心精度不高，载荷平稳和低速的连接。安装时用力打入工作面潘存云教授研制2/5/202323特点：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。且要罩安全罩

普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力2/5/2023244．切向键—静联接由一对斜度为1：100的楔键组成，其工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。单个时只能传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的双键且夹角为120°。一般用于直径大于100cm的轴上，如大型带轮、飞轮2/5/2023252/5/2023262/5/202327§5—2花键联接花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接

2/5/202328一．类型（内外之分）.1．矩形花键：轻系列用于静联接、轻载中系列用于中等载荷☆定心方式：小径定心内、外花键均可用磨削的方法加工。§6-2花键联接2/5/202329一、类型、特点和应用

1、特点：1）齿较多、工作面积大、承载能力较高2）键均匀分布，各键齿受力较均匀3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少4）轴上零件对中性好5）导向性较好6）加工需专用设备、制造成本高2/5/2023302、花键类型

按齿形分：

①矩形花键

矩形花键联接按新标准为内径定心，定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，应用广泛2/5/202331②渐开线花键

定心方式为齿形定心，当齿受载时，齿上的径向力能自动定心，有利于各齿均载，应用广泛，优先采用

三角形花键——齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联接应用较少

2/5/202332§5—3无键联接用轴与毂的联接不用键或花键时，统称无键联接

一、型面联接

轴和毂孔有柱形和圆锥形等。2/5/202333§6－3无键连接

型面连接是用非圆截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和转矩的可拆连接，它是无键连接的一种型式。一、型面连接

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面。

由于型面连接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面连接的应用。潘存云教授研制2/5/202334潘存云教授研制潘存云教授研制配合部分形状柱体锥体——只能传递扭矩——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。(1)装拆方便，对中性好；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；(3)可传递较大的扭矩；(4)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，促进了型面连接的应用。2/5/202335DD常用连接型面有：带切口的圆形电风扇方形六边形等距曲线胀紧连接是在轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧连接套，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连接。二、胀紧连接结构类型：Z1型胀套、Z2型胀套潘存云教授研制潘存云教授研制2/5/202336潘存云教授研制潘存云教授研制两个胀紧套1)Z1型胀套2)Z2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潘存云教授研制潘存云教授研制2/5/202337二、胀紧联接

如下图为弹性环联接——利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢，（65，70，55Cr2、60Cr2）并经热处理。锥角一般为12.5~17°，另外要求内、外环锥面配合良好。2/5/202338特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好，但加工要求较高，应用受限制。2/5/2023402/5/202341二、键的选择键为标准件，其设计为选择性设计，包括类型选择和尺寸选择。1、键联接的类型选择根据联接的工作和使用要求，结合各类键联接的特点选择键的类型（传递转矩要求、对中性要求、轴上零件是否要求滑移、轴上零件位置要求，是否要求承受轴向力），一般优先选用普通平键的A型键，再考虑C型键。2、键尺寸的选择包括截面尺寸（键的宽度b、高度h）和公称长度L。根据轴的直径，从标准中选择确定b和h；根据轴上零件的轮毂宽度B来初定键的长度，再标准化。

但导向平键则按轮毂的长度及其移动距离确定键长。键的标记示例：键（A型键A不标，B或C）20×90GB1096-792/5/202342★★无键联接1·型面联接装拆方便；对中性好；应力集中小但加工复杂

2/5/202343光滑的非圆形截面2/5/2023442/5/2023452.胀紧联接2/5/2023462/5/2023472/5/2023482/5/202349☆☆销联接（销孔需要铰制，槽销除外）1·销按作用可分为：定位销、联接销、安全销2·销按形状可分为：圆柱销、圆锥销、槽销等★定位销用来固定零件之间的相对位置，是加工、装配时的重要辅助零件，一般不受载，数目一般不少于2个。★联接销用来联接零件，可传递不大的载荷，类型由工作要求决定，必要时作强度计算。★安全销在机器过载时被剪断，作为安全装置。2/5/202350§5—4销联接定位销——主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。联接销——主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不大的载荷安全销——主要用于安全保护装置中的过载剪断元件，右图2/5/202351§6－4销连接作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分类型定位销潘存云教授研制按形状分定位销：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，数目一般不少于2个。2/5/202352§6－4销连接作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分类型定位销连接销潘存云教授研制按形状分连接销：用来实现两零件之间的连接，可用来传递不大的载荷。其类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据连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。2/5/202353§6－4销连接作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。按用途分类型定位销安全销连接销潘存云教授研制按形状分安全销：作为安全装置中的过载剪切元件。安全