《机械设计》 课件 第六章-键连接

§第六章键联接和花键联接

定义：用键作为联接件，把轴和轴上零件的轮毂联接起来。作用：传递转矩，实现轴上零件的周向固定，有时可实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。类型：键联接、花键联接、过盈配合联接、无键联接等。8.1键联接(1)平键联接：分为普通平键联接、导向平键普通平键联接特点：1）工作原理：以键两侧作工作面，依靠工作面上的挤压传递转矩；2）键的顶部与槽的底部有间隙，因此对中性较好；3）结构简单，装拆方便；4）轴上零件不能沿轴线滑移，因此为静联接。类型：圆头键（A型）：轴上键槽端部的应力集中大，键固定较好，能传递较大力；平头键（B型）：应力集中小，键在键槽中固定较差，常用在轴的中部或端部，对于尺寸大的键，宜用紧定螺钉固定在轴上；单圆头键（C型）：常用在端部。平键联接—导向平键特点：具有普通平键特点外，1）轴上零件可作轴向移动，键起导向作用，动联接；2）键较普通平键长，键必须用螺钉固定在键槽中；3）有A、B两种型式。(2)半圆键联接特点：1）工作面为键的侧面，依靠键与键槽侧面的挤压传递转矩；2）自动调整；3）键槽对轴的削弱较大。用途：1）主要用于锥形轴端联接；2）轻载联接。(3)楔键联接特点：1）键顶部和底部作工作面，依靠楔紧产生的摩擦力传递转矩；2）安装后，孔的中心与轴的中心有偏心，对中性不好。用途：用在轻载、对中性要求不高的联接。

类型：普通楔键（圆头、平头和单圆头）、钩头楔键。（4）平键的尺寸选择和强度计算

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（B或C）20×90GB1096-793．平键联接的强度校核1）受力情况挤压力：N·d/2=T2）失效形式及计算准则普通平键联接（静联接）：工作面压溃，按挤压强度准则计算，即σP≤[σ]p；导向平键（动联接）：键工作面的过度磨损，按耐磨性准则计算，即p≤[p]3）建立计算公式（假定载荷在键的工作面上均匀分布）对静联接

对动联接

式中T为传递的转矩；k为键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度；l为键的工作长度，圆头平键（A型）：l=L-b，平头平键（B型）l=L，半圆头平键（C型）l=L-b/2；[σ]p、[p]为许用挤压应力和许用比压，应按键、轴、轮毂三者中性能最弱的材料选择。说明：若进行强度校核后，发现强度不够，可采取如下措施：①增加键的个数，但是考虑到载荷分布的不均匀性，两键联接的强度只按1.5个键计算，即

②两个平键最好布置在沿周向相隔180度，两个半圆键应布置在轴的同一条母线上。8.2花键联接花键联接是平键联接在数目上的发展，由外花键和内花键组成的联接，适用于动、静联接。一特点、应用及分类

特点：①齿多，且每个齿受力均匀，承载能力强；②键槽浅，齿根处应力集中小，对轴、毂的强度削弱小；③导向性好，可适应轴上零件的滑移；④对中性好；⑤加工复杂，成本较高。

应用：传递载荷大，对中性要求较高的动、静联接。分类：按齿形分1.矩形花键联接轻系列：用于静联接或轻载联接中系列：用于中等载荷的联接。定心方式：小径定心（外花键和内花键的小径为配合面，大径处有间隙），定心精度高，稳定性好。2.渐开线花键联接

特点：齿廓为渐开线，加工方便，齿的根部强度高，应力集中小，承载能力高，对中