11－1键、销及其联接

第十一章轴系零件第一节键、销及其连接【学习目标】1．了解键联接类型及其特点。2．掌握平键联接的配合与应用。3．熟悉平键的尺寸选择与标记。4．了解平键的失效形式与强度验算。5．了解销联接的应用特点。一、键联接类型及其特点键联接主要用于将轴与轴上零件(齿轮、带轮、凸轮等)结合在一起，实现周向固定并传递转矩。键联接属于可拆联接。键联接根据装配时的松紧程度,可分为紧键联接和松键联接两大类。紧键联接有楔键联接和切向键联接两种。松键联接有平键联接、半圆键联接和花键联接等。1．楔键联接楔键分普通楔键和钩头楔键两种。普通楔键有圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型)三种形式楔键通过上、下表面契紧在轴与轴上零件之间的键槽内实现周向固定，并能使零件承受不大的单方向的轴向力。楔键的上、下表面为工作面，上表面相对下表面制成1：100的斜度，轮毂槽底面相应也有1：100的斜度。键与键槽的两个侧面不相接触，为非工作面普通楔键钩头楔键楔键联接的对中性差，在冲击和变载荷的作用下容易松脱。常用于低速、精度要求不高、承受单方向轴向载荷的场合。钩头楔键用于不能从另一端将键打出的场合，故钩头与轮毂端面间应留有一定空间普通楔键联接钩头楔键2．切向键联接切向键联接由一对具有1：100斜度的楔键沿斜面拼合而成（图11-4），其上下两工作面互相平行。装配时一对键分别自轮毂两边打入，使两工作面分别与轴和轮毂上键槽底面压紧。工作时主要靠工作面的挤压作用传递转矩。切向键联接对轴的削弱较严重，且对中性差，常用于轴径较大(d>60mm)、精度要求不高、和传递转矩较大的低速场合。一对切向键只能传递单向转矩，需要传递双向转矩时，可安装两对互成120°～135°的切向键。3．平键联接

平键是矩形截面的联接件，置于轴和轴上零件的键槽内，键的两侧面为工作面。工作时靠键和键槽侧面挤压传递转矩，键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙。平键联接具有结构简单、装拆方便、对中性好等优点（1）普通平键联接

对中性良好，装拆方便，适用于高速、高精度和承受变载、冲击的场合，不能实现轴上零件的轴向定位

根据键的头部形状不同，普通平键有圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型)三种形式圆头普通平键（A型）的轴上键槽用指形铣刀在立式铣床上铣出，槽的形状与键相同，键在槽中固定良好，工作时不松动，应用最广；缺点是键的圆头部分不能充分利用，而且轴上键槽端部的应力集中较大。平头普通平键（B型）轴槽是用盘状铣刀在卧式铣床上加工，轴的应力集中较小，但键在轴槽中易松动，故对尺寸较大的键，宜用紧定螺钉将键紧固在轴槽底部。单圆头普通平键(C型)则常用于轴端的连接

（2）导向平键和滑键联接

导向平键和滑键用于轮毂与轴间需要有相对滑动的场合。导向平键用螺钉固定在轴上的键槽中，轮毂沿键的侧面作轴向滑动。为了便于拆卸，键上有起键螺孔，需要拆卸时拧出螺钉使键退出键槽导向平键用于轮毂沿轴向移动距离较小的场合，滑键用于轮毂的轴向移动距离较大的场合4．半圆键联接半圆键联接是靠两侧工作面实现周向固定和传递转矩。轴上键槽用与半圆键半径相同的盘状铣刀铣出，半圆键在槽中可绕其几何中心摆动以适应轮毂中键槽的斜度。特点是制造容易，装拆方便，但由于键槽较深，对轴的强度削弱较大，因此只能传递较小的转矩，一般用于轻载或辅助性连接，尤其适用于锥形轴与轮毂的连接。

5．花键联接花键联接是由带花键齿的轴（外花键）和轮毂（内花键）所组成

（1）花键联接的特点花键联接工作时依靠键齿的侧面来传递转矩，键齿较多、接触面大，传递载荷大。轴上零件的对中性和沿轴向移动的导向性都好；同时由于齿槽较浅，对轴的削弱较小。但制造困难，需专用加工设备，成本高。主要用于定心精度高、载荷大或经常滑移的连接（2）花键类型根据键齿的形状不同，常用的花键分为矩形花键和渐开线花键1）矩形花键矩形花键的齿形是矩形，有小径定心、大径定心和键侧定心三种定心方式，其中采用小径定心（即外花键和内花键的小径作为配合表面），内花键的小径可用内圆磨床加工，外花键的小径可用专用花键磨床加工，因而定心精度高，容易加工，应用广泛2）渐开线花键渐开线花键的齿廓是渐开线，分度圆压力角（齿形角）有30º及45º两种。齿形角为30º的渐开线花键可采用加工渐开线齿轮的方法制造，工艺性好，制造精度高，花键齿根强度高，应力集中小，通常采用键侧定心（具有自动定心的特点），用于载荷较大、轴径也大且定心精度高的连接。外花键采用齿形角为45º的渐开线花键齿形，内花键采用直线齿形的连接又称三角形花键联接，与齿形角为30º渐开线花键相比，键齿细小，多用于轻载、小直径和薄壁零件与轴的连接。二、平健联接的配合与应用键是标准件，平键与轴槽及轮毂槽的连接采用基轴制配合，按键宽配合的松紧程度不同有较松键联接、一般键联接和较紧键联接三种形式，

三、平健的尺寸选择、标记与强度验算1．平键的尺寸选择键的主要尺寸有键宽b，键高h和键长L。其中键的剖面尺寸b×h一般先根据轴的直径从国家标准中选定，再进行强度验算。键的长度L应略小于(或等于)轮毂的长度，并符合标准系列。轮毂槽为通槽，轮毂的长度一般为(1.5～2)d，d为轴的直径。键宽b的公差只有h9一种。键的非配合尺寸的公差，键高h按h11取值；键长L按h14取值；轴槽长度公差用H14。键工作表面的表面粗糙度Ra值应小于1.6μm，与其相配合的轴槽和轮毂槽侧面的表面粗糙度Ra值为1.6～3.2μm，非工作表面(键的顶面、底面和键槽底面)的表面粗糙度Ra值为6.3μm。轴槽及轮毂槽对轴及轮毂轴线的对称度公差根据不同的要求按国标选择2．普通平键的标记键的标记格式为：标准代号键型号宽度×长度其中A型不标注字母。宽度b=18mm，高度h=11mm，长度L=100mm的圆头普通平键（A型）标记为：GB/T1096键18×100。宽度b=18mm，高度h=11mm，长度L=100mm的平头普通平键（B型）标记为：GB/T1096键B18×100。宽度b=18mm，高度h=11mm，长度L=100mm的单圆头普通平键（C型）标记为：GB/T1096键C18×1003．键的强度验算

平键工作时，主要承受挤压和剪切作用

T—传递的转矩，N.mm；

l—键的有效工作长度，mm，(圆头平键l=L-b，平头平键l=L，单圆头l=L-/2)；d—轴的直径；h—键的高度；[Rp]—键联接中较弱零件（通常是轮毂）材料的许用挤压应力N/mm2。

四、销联接1．销的基本形式销的基本形式有圆柱销和圆锥销

生产中常用的有圆柱销、圆锥销和内螺纹圆锥销三种，并都已标准化内螺纹圆锥销用于盲孔销联接或不方便从另一端拆卸的场合

2．销联接的应用

销联接用来确定零件之间的相互位置、传递动力或转矩，以及用来作为作安全装置中的被切断零件

应用图例应用特点定位销用来确定零件之间的相互位置，一般不承受或只承受很小载荷，使用时数目不得少于2个连接销用来传递动力或转矩，工作时受剪切和挤压作用，根据结构特点和工作情况按经验和标准选取其尺寸，必要时应作强度校核安全销用作安全装置中的被切断零件，当传递的动力或转矩过载时，用于连接的销首先被切断，从而保护被连接零件免受损坏。销的尺寸通常以过载20％～30％时即折断为依据确定。使用时，为保证销切断后不易飞出和易于更换，可在销上切出槽口备注圆锥销具有1：50的锥度，小端直径为公称直径，自锁性好，定位精度高，可多次装拆，主要用于定位销，也用作连接销。圆柱销主要用于定位销，也用作连接销和安全销；圆柱销与销孔采用过盈配合，为保证定位精度和连接的紧固性，不宜经常装拆思考与练习1．什么是键联接?常用的键联接有哪些类型?2．楔键和切向键的工作面是哪个面？楔键联接与平键联接比较有哪些不同?楔键联接常应用于什么场合?3．试述平键联接的应用特点和常用类型。4．平键联接的配合种类有哪几种？各应用于什么场合?5．试述半圆