机械设计基础课件第10章 键销联接

机械设计基础武汉理工大学物流工程学院机械设计与制造系罗齐汉qhluo@

4/28/2024FoundationofMachineDesign

第10章键联接键联接销联接无键联接§10-1键联接键联接的类型

键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩。有些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定。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特点进行选择。4/28/20243§10-1键联接1．平键联接

平键的两侧面是工作面，工作时，依靠键与键槽的挤压传递扭矩。上表面与轮毂槽底之间留有间隙(如图)。这种键定心性较好、装拆方便。常用的平键有普通平键和导向平键两种。普通平键的端部形状可制成圆头(A型)、方头（B型）或单圆头（C型），如图a、b、c所示。圆头键的轴槽用指形铣刀加工，键在槽中固定良好，但轴上键槽端部的应力集中较大；方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。单圆头键常用于轴端。普通平键应用最广。导向平键较长，需用螺钉固定在轴槽中，为了便于装拆，在键上制出起键螺纹孔(如图d)。这种键能实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。如变速箱的滑移齿轮即可采用导向平键。4/28/20244§10-1键联接轴上和轮毂上键槽的加工方法

如图所示，轴上键槽可用端铣刀(指状铣刀)加工，也可以用盘铣刀加工，前一种方法与A、C形键相适应，是较为常用的方法，但该方法加工的轴槽在两端应力集中较为严重，对轴的疲劳强度不利；后一种方法加工的轴槽对轴的强度削弱相对要小些，对应的键应为B形键，但装配要复杂一些(有键的固定问题)。至于毂槽，花键联接时多采用拉刀加工，效率高，精度容易得到保证，但要求有一定的生产批量；对于一般的平键、楔键等联接，毂槽多采用图示的插刀加工。4/28/20245§10-1键联接2．半圆键联接此外，在重型机械中常采用切向键联接。切向键由一对楔键组成，装配时将两键楔紧。键的窄面是工作面，工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。当双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成120°～130°。3．楔键联接和切向键联接

楔键的上下面是工作面，键的上表面和轮毂键槽的底面都有1∶100的斜度，把楔键打入轴槽和毂槽内时，其工作面上产生很大的预紧力Fn。工作时，主要靠摩擦力

fFn(f为接触面间的摩擦系数)传递转矩Ｔ，并能承受单方向的轴向力。由于楔键打入时会迫使轴和轮毂产生偏心

e，加之是靠摩擦传力，因此楔键仅适用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的联接。楔键分为普通楔键和钩头楔键两种。钩头楔键的钩头是为了拆键用的。

半圆键的工作面也是两侧面，工作时，依靠键与键槽的挤压传递扭矩。它与平键一样具有定心较好的优点。半圆键能在槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便，特别适合用于锥形轴段。其缺点是键槽轴的削弱较大，只适用于轻载。4/28/20246§10-1键联接平键联接的强度校核

平键联接的主要失效形式是工作面的压溃(对静联接)和磨损(对动联接)。除非有严重过载，一般不会出现键的剪断(如图所示，沿a-a面剪断)。

设计时，键的截面尺寸（bh）应按轴径d从键的标准中查取；键的长度L可参照轮毂长度从标准中选取。必要时应进行强度校核。

设载荷为均匀分布，由图得平键联接的挤压强度条件：

对于导向平键联接(动联接)，计算依据是磨损，应限制压强：

式中：T为转矩(Nmm)；d为轴径，h为键的高度，l为键的工作长度(mm)；[σp]为许用挤压应力、[p]为许用压强(MPa)。

若强度不够时，可采用两个键按180°布置(如图所示)。考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。4/28/20247§10-1键联接花键联接

轴和毂孔周向均布多个键齿构成的联接称为花键联接。齿的侧面是工作面。由于是多齿传递载荷，所以花键联接比平键联接具有承载能力高，对轴的强度削弱小（齿浅、应力集中小），定心好和导向性能好等优点。它适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接。

花键联接按其齿形的不同，可分为一般常用的矩形花键（图a）、强度高的渐开线花键(图b)和常作为辅助联接用的三角形花键(图c)。

花键联接可做成静联接，也可做成动联接，一般只验算挤压强度和耐磨性。4/28/20248§10-1键联接§10-2销联接

销的主要用途是固定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。

销的基本形式为圆柱销和圆锥销。圆柱销经过多次装拆，其定位精度会降低。圆锥销有1:50的锥度，安装比圆柱销方便，多次装拆对定位精度的影响也较小。

销的常用材料为35、45钢。

销有许多特殊形式。例如大端具有外螺纹或内螺纹的圆锥销，便于拆卸，可用于盲孔；小端带外螺纹或开口的圆锥销，适用于有冲击的场合(防松)。带槽的圆柱销，销上有三条压制的纵向沟槽，绿色线表示打入销孔前的形状，黑色线表示打入销孔后变形的结果，这使销与孔壁压紧，不易松脱，能承受振动和变载荷。使用这种销联接时，销孔不需要铰制，且可多次装拆。空心带开口的弹性柱销也能起到和槽销一样的作用。需要指出的是，后两种销由于存在排气空间，特别适合于盲孔。4/28/20249§10-2销联接小结及练习作业：10-4补充练习：一、填空题：1、平键联接中键的工作面是

。楔键联接中键的工作面是

。2、用λ表示螺纹升角，表示当量摩擦角，则螺纹联接的自锁条件为

，拧紧螺纹副的效率公式为

。二、选择1、一般被联接件之一较厚，而且经常装拆的地方宜用（）联接。a、普通螺栓 b、铰制孔螺栓 c、双头螺栓 d、螺钉2、受轴向载荷的紧螺栓联接，为了保证其联接件间不出现缝隙，因此（）。a、残余预紧力应大于零 b、残余预紧力应等于零c、残余残紧力应小于零4/28/202410小结及练习3、键的剖面尺寸通常是根据（）接标准选择a、传递的扭矩 b、传递的功率c、轴的直径 d、轮毂的宽度4、螺纹升角的计算式为（）a、 b、c、5、联接螺纹采用的是（）a、矩形螺纹 b锯齿螺纹 c、三角形螺纹6、被联接件受横向载荷，如果采用普通螺栓联接，螺栓可能的失效形式为（）a、剪切或挤压破坏 b、拉断 c、扭断4/28/2024114/28/202412机械设计常用英语单词

机械设计

machinedesign,mechanicaldesign

机械零件

machinecomponent,mechanicalcomponent

机械传动

mechanicaldrive

强度准则

strengthcriterion

刚度准则

rigiditycriterion

耐磨性准则

wearabilitycriterion,wear-resistancecriterion

可靠性准则

reliabilitycriterion

干摩擦

dryfriction

边界摩擦

boundaryfriction

边界润滑

boundarylubrication4/28/202413机械设计常用英语单词

液体摩擦

liquidfriction

液体润滑

liquidlubrication

液体动压润滑

hydrodynamiclubrication

液体静压润滑

hydrostaticlubrication

润滑油

lubricatingoil

润滑脂

grease,greaselubricant

键联接

keyjoint

平键

flatkey,straightkey

普通平键

generalflatkey

键槽

keyway,keyseat,keyslot,keygroove4/28/202414机械设计常用英语单词

导键

featherkey

滑键

slidingkey

半圆键

woodruffkey

斜键

taperkey

楔键

wedgekey

切向键

tangentkey

花键

spline

矩形花键

parallel-sidedspline

渐开线花键

involutesspline

螺纹

thread4/28/202415机械设计常用英语单词

三角螺纹

triangularthread

矩形螺纹

torquethread

梯形螺纹

trapezoidal

锯齿形螺纹

beffressthread

管螺纹

pipethread

螺栓

belt

双头螺柱

stud,doubleendbolt

螺钉

screw

紧定螺钉

setscrew

垫圈

washer4/28/202416机械设计常用英语单词

弹性垫圈

springwasher

螺母

nut

带传动

beltdrive

平带

flatbelt

V带

Vbelt

多楔带

multi-wedge

同步带

toothedbelt

链传动

chaindrive

滚子链

rollerchain

齿形链

toothedchain

4/28/202417机械设计常用英语单词

链轮

sprocket,chainpulley,chainwheel

齿轮传动

toothedgearing

轮齿折断

toothedbreakage

齿面磨粒磨损

abrasivewearofthesurfacelagersofthegearteeth

齿面点蚀

fatiguepittingofthesurfacelayersofthegearteeth

齿面胶合

suffingofthesurfacelayersofthegearteeth

齿面塑性变形

plasticflewofthesurfaceofthegearteeth

计算载荷

calculatedload

载荷系数

loadfactor

使用系数

workingfactor4/28/202418机械设计常用英语单词

动载系数

dynamicloadsfactor

强度计算

strengthcalculation

直齿圆柱齿轮

spurgear

接触疲劳强度

contactfatiguestrength

弯曲疲劳强度

beamfatiguestrength

齿形系数

toothformfactor

齿数比numberofteethratio

齿数numberofteeth

齿宽系数

toothwidthfactor

变位系数

correctionfactor4/28/202419机械设计常用英语单词

液体摩擦

liquidfriction

液体润滑

liquidlubrication

液体动压润滑

hydrodynamiclubrication

液体静压润滑

hydrostaticlubrication

润滑油

lubricatingoil

润滑脂

grease,greaselubricant

键联接

keyjoint

平键

flatkey,straightkey

普通平键

generalflatkey

键槽

keyway,keyseat,keyslot,keygroove4/28/202420机械设计常用英语单词

模数

modulus

许用应力

allowablestresses

斜齿圆柱齿轮

helicalcylindricalgear

直齿圆柱齿轮

straightbevelgear,spurbevelgear

齿轮轴

gearshaft

圆弧齿轮

circulararcgear

蜗杆传动wormgearing,wormdrive

圆柱蜗杆

cylindricalworm

阿基米德螺杆

Archimedesworm

渐开线螺杆

involuteworm

4/28/202421机械设计常用英语单词

法向直廓蜗杆

convoluteworm

轴shaft,axle

轴肩shaftshoulder

轴环

shaftcollar

轴套

axlesleeve

圆螺母

roundnut

弹簧垫圈

springtrip

轴端挡圈shaftendtripring

滑动轴承

slidingbearing

整体式滑动轴承

splitbearing4/28/202422机械设计常用英语单词

剖分式

splitbearing

轴瓦

bush

轴承衬

bearingliner

青铜

bronze

轴承合金（巴氏合金）

bearingalloy,Babbittmetals

润滑装置

lubricatingdevice

润滑方式

lubricatingtype

润滑油

lubricatingoil

润滑脂

grease,greaselubricant