第04章-键连接及其他连接

第4章键连接和其他连接作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，或实现零件的轴向固定或移动。一、键连接的类型、结构及特点类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。键连接松连接紧连接平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接键都是标准件，其尺寸和键槽尺寸都有国家标准。1.平键连接间隙轴平键的两侧面是工作面。靠键与键槽侧面的相互挤压来传递转矩。

特点：结构简单，装拆方便，对中性好。特点：结构简单，装拆方便，对中性好。工作面平键的上表面与轮毂上的键槽底面之间留有间隙。平键普通平键：导向平键滑键分为A型、B型、C型。用于静连接，应用极为广泛。用于动连接薄型平键：结构形式与普通平键基本相同。其高度约为普通平键高度的2/3。普通平键结构单圆头(C型)圆头(A型)方头(B型)用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用于轴端普通平键应用最广。A型B型C型盘铣刀标记示例：圆头普通平键（A型），b=10mm,h=8mm,l=25mm

键10×25GB/T1096-2003对于同一尺寸的平头普通平键（B型）或单圆头普通平键（C型）,标记为：键B10×25GB/T1096-2003

键C10×25GB/T1096-2003单位是mm。普通平键标记规范：薄型平键结构：单圆头圆头方头薄型平键键槽较浅，对零件削弱小。传递的扭矩较小，主要用于薄壁结构。标记示例：圆头普通平键（A型），

b=18mm,h=7mm,L=110mm

键18×7×110GB/T1567-1979对于同一尺寸的平头普通平键（B型）或单圆头普通平键（C型）,标记为：

键B18×7×110GB/T1567-1979

键C18×7×110GB/T1567-1979单位是mm导向平键固定在轴上的键槽中，用于移动量不大的场合。滑键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴上的键槽中移动，用于移动量较大的场合。平键普通平键导向平键滑键用于动连接用于静连接薄型平键起键螺孔导向平键固定螺钉键与轴固定在一起，零件沿着键在轴上移动，构成动连接。结构特点：长度较长，需用螺钉固定在轴上。为便于装拆，制有起键螺孔。起键螺孔固定螺钉滑键滑移距离较远，所需导向键太长，采用滑键。零件带动滑键在轴上键槽内移动，因而要铣出较长的键槽。结构特点：固定在轮毂上。加工等级的提高，导向平键越来越多的被花键取代普通平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79）A型B型C型bhC×45˚或r1LLLbhbtd-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C16×100GB1096-79R=b/2dbhC或rLtt1

半径r续表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.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。工作面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。安装时用力打入工作面特点：只能承受单向的轴向载荷，对轮毂起到单向轴向定位的作用。FA楔键连接工作时依靠楔紧作用传递转矩；缺点：楔紧时破坏了轴与轮毂的对中性，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。优点：连接简单，扭(转)矩过载时，键的侧面能向平键那样参加工作。在传递较大扭矩时，仍能保证连接的可靠性。当需要两个楔键时，其安装位置最好相隔90°～120°类型：普通楔键、钩头楔键。钩头是用来拆卸用的拆卸空间关于楔键的安装：对于普通楔键：圆头楔键先放入键槽，然后打紧轮毂；方头楔键在轮毂装到适当位置时，再将键打紧；单圆头楔键多用于轴端与轮毂的连接。楔键用于轴的中部又不能先装键时，轴上键槽的长度至少为键长的两倍；钩头楔键，拆卸方便，安装在轴端应加安全罩，防止钩上其他物体发生危险。dd斜度1：100120˚~130˚在重型机械中常采用切向键----一对楔键组成。当双向传递扭矩时，需要两对切向键分布成120~130˚。窄面工作面工作时靠工作面上的挤压力和轴、毂间的摩擦力来传递转矩。用一个切向键时，只能单向传动；装配时将两楔键分别从轮毂两端打入，键的窄面是工作面，键沿轴的切线向方向分布。d对轴削弱大，d>100mm的轴上。如大型带轮、飞轮上二、平键连接的强度校核键的截面尺寸b、h查表选取，长度L参照轮毂长度从标准中选取。除非严重过载，一般不会出现键连接的主要失效形式静连接（连接中较弱零件的）工作面压溃、剪断动连接（连接中较弱零件的）工作面磨损bA型dLbh/2挤压强度条件：σp=SFt(d/2)(h/2)lT=≤[σp

]MPa

dhl4T=l=L-bl=LbB型ld对于导向平键连接，因相对滑动表面淬火，[σp

]应提高2∼3倍。钢（键）

125~150100~12060~90表4-1

键连接的许用应力许用值轮毂材料静载荷轻微冲击冲击载荷性质铸铁（毂）

70~8050~6030~45钢（键）

504030[σp

]考虑到载荷分布的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。若强度不够（传递的转矩很大），又不能增加键的长度时，可用两个普通平键，通常两个键沿轴的周向方向相隔180°，目的是使轴与轮毂对中良好，同时有利于达到平衡。如果传递的转矩再增大，就要考虑使用花键连接或其他连接了。4.2

花键连接结构特点：沿周向均布多个键齿和键槽。齿侧为工作面。一、花键连接内花键外花键花键连接花键连接在结构上可以近似看成多个均布的平键连接，只不过键与轴毂是做成一体的。此外，与平键连接相比，花键连接的齿槽较浅，对轴和轮毂的强度削弱较小，应力集中小。花键连接具有对中性好和导向性好的特点。可用于静连接或动连接。花键连接由内花键和外花键组成。外花键可以用铣床或齿轮加工机床进行加工，需要专用的加工设备、刀具和量具，所以花键连接成本较高。它适用于承受重载荷或变载荷及定心精度高的静、动连接。优点：受力均匀、应力集中小、承载能力高、对轴的削弱程度小、定心好、导向性好，可以磨削。内花键外花键花键连接类型：矩形花键、渐开线花键等。矩形花键制造容易，最常用,小径定心（内外键小径配合）。内外键小径

磨削，易获得较高精度。国准GB/T1144—1987矩形花键规格中规定，矩形花键的表示方法为

N×d×D×B，代表键齿数×小径×大径×键齿宽。根据花键齿高的不同，矩形花键的齿形尺寸分为轻、中两个系列。轻系列一般用于轻载或静连接；中系列一般用于重载或动连接。花键通常要进行热处理,表面硬度一般应高于40HRC。渐开线花键齿形定心齿根厚，齿根圆角大，连接强度高，寿命长；加工齿轮方法加工，容易获得较高精度和互换性。用于高强度连接齿数多、模数小、齿形短，对连接件强度的削弱小，但承载能力也较低，多用于轻载和直径小的静连接，特别适用于轴与薄壁零件的连接。压力角＝30°压力角＝45°（三角形花键）渐开线花键：齿数多，模数小。多用于轴与薄壁零件之间的连接。渐开线花键与渐开线齿轮相比，其齿廓均为渐开线，区别是压力角不同和齿高不同。渐开线花键的齿高较短，也因齿高较短，渐开线花键不产生根切的齿数也较少。I35~5040~70花键连接的许用挤压应力[σp

]和许用压强[p

]连接工作方式齿面未经热处理齿面经热处理[σp

]或[p

]II60~100100~140III80~120120~200动连接[σp

](不在载荷下移动)静连接[σp

]工作条件动连接[σp

](在载荷下移动)I15~2025~35II20~3030~60III25~4040~70I----3~10II----3~15III----10~20注：I----很差；II----中等；III----良好。4.3销连接按其功能可分为：定位销、连接销、安全销等。

销连接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的连接。按结构形式分为：圆柱销、圆锥销、槽销、

开口销和销轴

等。销都已标准化。定位销主要用来固定零件之间的相对位置连接销

可用于轴与轮毂的连接或其它零件的连接，并可传递不大的载荷；安全销

则常作为安全装置中的过载剪断元件4.3

销连接圆柱销销的结构形式有：圆柱销-----多用于定位，靠过盈配合固定在销孔中，配合精度较高，经多次装拆后定位精度和可靠性会降低。4.3

销连接销的结构形式有：圆锥销有1:50的锥度，可反复多次拆装。圆锥销安装方便，受横向载荷时可自锁，定位精度比圆柱销高，多次装拆对定位精度的影响也较小，应用广泛。拆装方便用于盲孔螺母锁紧抗冲击内螺纹圆锥销在端部带有螺纹的圆锥销，常用于盲孔或拆卸困难的场合。外螺纹圆锥销槽销销上有碾压或模锻出的三条纵向沟槽。打入销孔后，材料弹性使销挤紧在孔中。不易松动，能承受振动和变载荷,不铰孔，可多次装拆。带槽圆柱销装配前、后在很多情况下可代替键连接和螺栓连接。开尾圆锥销：在圆锥销的尾部开有一个槽，安装时槽会产生弹性变形，常用于有冲击、振动和高速运行的场合。开尾圆锥销销轴和开口销销轴用于两零件的铰接处，构成铰链连接。销轴通常用开口销锁定，工作可靠，拆卸方便。销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢）。开口销4.4无键连接无键连接通常有过盈配合连接、膨胀连接和型面连接三种。4.4.1过盈配合连接

利用两个被连接零件间的过盈配合来实现的连接称为过盈配合连接。1—被包容件；

2—包容件；δ—过盈量在配合处由于过盈量δ的存在而使材料产生弹性变形，从而在配合表面间产生很大的正压力，工作时依靠正压力产生的摩擦力来传递载荷。载荷可以是力、扭矩或弯矩。过盈配合连接分为圆柱面过盈配合连接，配合表面为圆柱面圆锥面过盈配合连接，配合表面为圆锥面优点:结构简单，定心性好，承载能力高，承受变载荷和冲击的性能好。缺点:配合面的加工精度要求较高，且装配困难。场合：机车车轮的轮箍与轮心的连接，齿轮、蜗轮的齿圈与轮心的连接等。装配方法：压入法和温差法等。4.4.1过盈配合连接

在选择配合时，