项目六-任务二-健连接和销连接(2课时)

项目六零件的连接任务二键连接和销连接学习目标1.熟悉常用键连接和销连接的类型及其应用；2.熟悉常用键连接和销连接的规定画法、标记；3.掌握平键连接的选用原则及强度条件。考核标准1.熟悉常用键连接和销连接的应用场合并能够看懂其制图表达方法；2.会查表进行平键类型尺寸的选择并根据强度公式进行键连接的强度校核。

（一）键联接

1、键联接的类型和应用

键是标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动的导向。键联接的主要类型有：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。平键联接和半圆键联接为松键联接，楔键联接和切向键联接为紧键联接。

松键联接中，键的两侧面是工作面，工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。键的上表面和轮毂的键槽底面间留有间隙。对中性好，装拆方便。

紧键联接用于静联接，键上、下面是工作表面。1、键联接的类型和应用（一）键联接

（1）平键联接

特点：平键联接具有结构简单、对中性好，装拆方便等特点，因而得到广泛应用。但平键联接不能承受轴向力，因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。

分类：按用途不同，平键可分为普通平键、导向平键和滑键三种。普通平键用于静联接，导向平键用于移动距离较小的动联接，滑键用于移动距离较大的动联接。

——普通平键（1）平键联接

普通平键的类型标记示例：

圆头平键轴上的键槽用端铣刀加工，键在槽中固定良好，但轴上键槽端部的应力集中较大。

平头平键轴上的键槽用盘铣刀加工，应力集中较小，但键在轴上的轴向固定不好。

单圆头平键常用于轴的端部联接，轴上键槽常用端铣刀铣通。

——普通平键（1）平键联接

普通平键的加工：

——导向平键

（1）平键联接

当被联接的轮毂类零件在工作过程中须在轴上作较小距离的轴向移动时，则采用导向平键。

导向平键较长，应用螺钉固定在轴上的键槽中,为了便于拆卸，键上制有起键螺孔,以便拧入螺钉使键退出键槽。轴上的传动零件可沿键作轴向滑移，如变速箱中的滑移齿轮。

——滑键

（1）平键联接

当轴上零件滑移距离较大时，因所需导向键的尺寸过大，制造困难，固采用滑键。滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移。这样只需在轴上铣出较长的键槽，而键可以做的较短。

（2）半圆键联接

半圆键联接如图所示。半圆键能在轴的键槽内摆动，以适应轮毂键槽底面的斜度，特别适合锥形轴端的联接。它的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适合于轻载联接。

（3）楔键联接

楔键上、下面是工作表面，上表面有1:100的斜度，轮毂键槽底面也有1:100的斜度。装配后，键的上下表面与轮毂和轴上键槽的底面压紧，工作时靠工作表面的摩擦力传递转矩，并能承受单向轴向力和起轴向固定作用。楔键分为普通楔键和钩头楔键两种。楔键联接由于工作表面产生很大预紧力，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜。因此主要用于轮毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。（4）切向键联接

切向键是由一对斜度为1：100的楔键组成的，如图所示。装配时，两个键分别自轮毂两端楔入，装配后两个相互平行的窄面是工作面，工作时依靠工作面的挤压传递转矩。一对切向键只能传递单向转矩，当传递双向转矩时，应装两对相互成120°～130°的切向键。切向键能传递很大的转矩，常用于重型机械。

（5）花键联接

花键联接由具有周向均匀分布的多个键齿的花键轴和具有同样数目键槽的轮毂组成，如图所示。

花键依靠键齿侧面的挤压传递转矩，由于是多齿传递载荷，所以承载能力强。由于齿槽浅，故对轴的削弱小，应力集中小，且具有定心好和导向性能好等优点，但需要专用设备加工，生产成本高。应用：花键联接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接中。按齿形分为：矩形花键和渐开线花键

矩形花键齿形简单，易于制造，应用广泛。渐开线花键齿根厚，强度高，加工工艺性好，适用于载荷较大及尺寸较大的联接。

（5）花键联接

2、键连接的画法与标注

常用的键有普通平键、半圆键和钩头楔键等。GB/T1096-2003键b×h×LGB/T1099-2003键b×h×LGB/T1099-2003键b×h×L普通平键半圆键钩头楔键（1）常用键的标记普通平键又有A型、B型和C型三种：圆头A型普通平键连接在标记时，"A"字省略不注，但B型C型都需要标注。标记示例：（1）键16×100GB／T1096—2003表示圆头普通平键（A型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（2）键B16×100GB／T1096—2003表示平头普通平键（B型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（3）键C16×X100GB／T1096——2003表示单圆头普通平键（C型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（2）键的画法与尺寸标注

键和键槽的尺寸可根据轴（毂）的直径在相应的标准中查得，键的长度L应小于或等于毂的长度并取标准值，轴的键槽用轴的主视图（局部剖视）和在键槽处的移出剖面表示。尺寸则要注键槽长度L、键槽宽度b和d-t1（t1是轴上的键槽深度）。齿轮的键槽采用全剖视及局部视图表示。尺寸则应注b和d+t2（t2是齿轮轮毂的键槽深度）。b和t1、t2都可按轴径由国标查出，键的长度L和宽度b要根据轴的直径d和传递的扭矩大小从标准中选取适当值。（3）键连接的画法1）常用键连接的画法普通平键：侧面为工作面，在工作中是接触的，只画一条线，键顶面与轮槽底面不接触，画两条线，键底面与轴槽底面接触，只画一条线，键的倒角或圆角可省略不画。

半圆键：与普通平键的连接相似勾头楔键：键和槽在顶面、底面接触，各画一条线。

2）花键连接的画法

对于外花键，在投影为非圆的外形视图中，大径用粗实线绘制，小径用细实线绘制并要画入倒角内；作长度终止线和尾部长度的末端均用细实线绘制，尾部画成与轴线成30°的斜线；在剖视图中，小径应画成粗实线。在垂直于轴线的视图或断面图中，可画出部分或全部齿形，也可只画出大径的粗实线圆和表示小径的细实线圆，倒角圆省略不画，如图所示。对于内花键，在投影为非圆的剖视图中，大径、小径均用粗实线绘制在投影为圆的视图中，可画出部分或全部齿形。花键连接用剖视图表示时，其连接部分按外花键的规定画法绘制，如图所示。3、键连接的选择和失效形式（1）键的类型选择

选择键的类型主要应考虑以下因素：传递转矩大小；对中性要求；轮毂是否需要作轴向移动及滑移距离大小；键在轴的中部或端部等。

平键的主要尺寸为键宽、键高和键长。设计时，根据轴的直径从标准中选择平键的宽度和高度；键的长度略小于轮毂的长度（一般比轮毂长度短5～10），并符合标准中规定的长度系列。平键和键槽的尺寸见表6-5（2）平键连接的强度校核

受力情况:如图所示，键受到剪切和挤压作用。

主要失效形式:普通平键主要失效形式是键、轴和轮毂中强度较弱的工作表面被压溃（静联接），通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算导向键和滑键主要失效形式是磨损（动联接），通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算

T假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为：导向平键联接和滑键联接的强度条件为：平键连接受力分析式中：

T－传递的转矩（T=F×y≈F×d/2），单位为N•m；

k－键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度，单位为mm；

l－键的工作长度，圆头平键l=L-b，平头平键l=L，单圆头平键l=L-b/2，L为键的长度，b为键的宽度，单位均为mm；d－轴的直径，单位为mm；[σp]－键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为MPa；[p]－键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力，单位为MPa；

在进行强度计算校核后，如果强度不够，可采用双键联接。这时一方面应考虑键的合理布置，即两个平键最好布置在沿周向相隔180°；另一方面,应考虑两个键上载荷分配的不均匀性,在进一步的强度校核中只按1.5个键计算。例：典型车辆减速器中有一直齿圆柱齿轮和轴的材料均为锻钢，用键构成静联接。齿轮的精度为７级，需传递转矩T=2200N·m；轴径d=70mm，查表得键的宽度b=20mm，高度d=12mm齿轮轮毂宽度为100mm，取键长L=90mm

任务实施----键连接的强度校核

根据键、轴和轮毂的材料查得许用挤压应力[σp]，键的工作长度l=L-b，,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h，由挤压应力计算公式可得：若σp

则强度满足要求。键、轴和轮毂的材料都是钢，由表可查得许用挤压应力[σp]=100-120MPa，取其平均值[σp]=110MPa。键的工作长度l=L-b=90-20=70mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5×12=6mm。

由挤压应力计算公式可得可见联接的挤压强度不够。考虑到相差较大，因此改用双键，相隔180°布置。双键的工作长度l=1.5×70mm=105mm,由挤压应力计算公式可得（二）销联接

用途：固定零件间的相互位置，并可传递不大的转矩，也可作为安全装置中的过载剪断元件。分类：按销的形状不同，可分为圆柱销和圆锥销。圆柱销利用过盈配合固定，多次拆卸会降低定位精度和可靠性。圆锥销常用的锥度为1:50，装配方便，定位精度高，多次拆卸不会影响定位精度。

1、销连接的类型与应用

销是标准件，销的材料一般采用Q235、35钢和45钢。销的种类有很多。根据用途不同销可分为以下三种类型，如图所示。a、定位销。用来固定零件之间的相对位置。通常不承受载荷或承受很小的载荷，根据经验从标准中选取类型和尺寸即可，但同一接合面上的定位销数目不得少于两个，否则起不到定位的作用。（a）定位销（b）连接销（c）安全销b、连接销。起连接作用，以传递横向力或转矩。承受剪切和挤压等载荷的作用，一般先根据使用和结构要求选择其类型和尺寸，然后校核其强度。c、安全销。作为安全过载切断零件，是安全装置中的重要元件，其尺寸需按过载时被剪断的条件决定。这三种销中圆柱销和圆锥销是销的两种基本类型，且均已标准化。（1）圆柱销

圆柱销主要用于定位，也可用于连接，只能传递不大的载荷，利用少量过盈固定在销孔中，对销孔的尺寸、形状，表面粗糙度等要求较高，销孔在装配前须铰削。通常被连接件的两孔应同时钻铰，孔壁的粗糙度不大于Ra0.6μm。装配时，在销上涂上润滑油，用铜棒将销打入孔中。经过多次装拆后，连接的紧固性及精度会降低，故只宜用于不常拆卸处。圆锥销有1︰50的锥度，其小端直径为标准值。圆锥销主要用于定位，也可固定零件，传递动力。装拆比圆柱销方便，多次装拆对连接的紧固性及定位精度影响较小，因此应用广泛。在受横向力时，可以自锁，安装方便，定位精度比圆柱销高，可多次装拆，不影响定位精度，应用较广。

（2）圆锥销（3）开口销开口销是一种防松零件，常用来防止螺母松动或固定其他零件，与六角开槽螺母（GB／T6178—1986）配合使用，把开口销穿过螺母的凹槽和螺栓的销孔，最后将开口销的长、短两尾板开，从而固定螺母和螺栓的相对位置，使螺母不能转动而起到防松的作用。2、常用销连接的画法及标注

（1）常用销的简图和标记见表6-6（2）常用销连接的画法和标注见图6-25

圆柱销和圆锥销的画法与一般零件相同。画轴上的销连接时，通常对轴采用局部剖，表示销和轴之间的配合关系；在剖视图中，当剖切平面通过销的轴线时，按不剖处理；开口销常与槽形螺母配合使用，它穿过螺母上的槽和螺杆上的孔以防止螺母松动；用圆柱销和圆锥销连接零件时，装配要求较高，被连接零件的销孔一般在装配时同时加工，并在零件图上注明“与××件配作”，各种销连接画法如图所示。拓展知识

花键按其齿形不同，可分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键三种1、矩形花键矩形花键的齿侧为直线，按齿高的不同，矩形花键的齿形尺寸在标准中规定了两个系列，即轻系列和中系列。轻系列的承载能力较小，多用于静连接或轻载连接；中系列用于中等载荷的连接。矩形花键的定心方式为小径定心，即外花键和内花键的小径为配合面。其特点是定心精度高，定心的稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。矩形花键联接是应用最为广泛的花键联接2、渐开线花键

渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角α有30°及45°两种，齿顶高分别为0.5m和0.4m（m为模数）。