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1、键联接 一、联接的类型及特点一、联接的类型及特点 连接连接 类型类型 可拆连接可拆连接 不可拆连接不可拆连接 轴毂间轴毂间 连接连接 紧固连接：紧固连接： 平键连接平键连接 花键连接花键连接 销连接销连接 焊接焊接 铆接铆接 胶接胶接 螺纹连接螺纹连接 特点：特点：即可以即可以 保证机械正常保证机械正常 工作，又便于工作，又便于 维修和更换。维修和更换。 特点：特点：可靠性好，强度高。可靠性好，强度高。 二、键联接的功用和类型二、键联接的功用和类型 键的功用键的功用 轴与轴上零件的周向固定轴与轴上零件的周向固定 传递扭矩传递扭矩 有些可实现轴向固定或轴有些可实现轴向固定或轴 向移动零件的导向作
2、用向移动零件的导向作用 键的类型键的类型 平键联接平键联接 普通平键普通平键 导向平键导向平键 楔键联接楔键联接 普通楔键普通楔键 钩头斜键钩头斜键 切向键联接切向键联接 花键联接花键联接 半圆键联接半圆键联接 斜度： 1:100 2.1 2.1 平键平键（普通平键、导向平键、滑键）（普通平键、导向平键、滑键） 工作原理：工作原理：两侧面两侧面是是工作面工作面，上表面与轮毂键槽底面间有，上表面与轮毂键槽底面间有 间隙，工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩。间隙，工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩。 特点：特点：易于制造，装拆方便，轴与轴上零件的对中性好等；易于制造，装拆方便，
3、轴与轴上零件的对中性好等； 但它不能实现轴上零件的轴向固定。但它不能实现轴上零件的轴向固定。 1）普通平键）普通平键 用于静联接，轴与轮毂间无相对轴向移动。用于静联接，轴与轮毂间无相对轴向移动。 指指 形形 铣铣 刀刀 盘盘 形形 铣铣 刀刀 普通平键的端部形状：普通平键的端部形状： 圆头（圆头（A型）、方头（型）、方头（B型）、单圆头（型）、单圆头（C型）。型）。 A型：由指形铣刀加工键槽（应力集中大） B型：由盘形铣刀加工键槽（应力集中小） C型：由指形铣刀加工键槽（应力集中大），用于轴端。 采用两键时，180布置。轮毂槽用拉刀或插刀加工。 平键材料：平键材料：常用常用45钢。当轮毂为有色
4、金属或塑料时可用钢。当轮毂为有色金属或塑料时可用 20钢或钢或Q235钢。钢。 2 2）薄型平键）薄型平键 键高约为普通平键的键高约为普通平键的60%70%：圆头、方头、单圆头：圆头、方头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接 3 3）导向平键）导向平键 用于用于短距离短距离动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联 接接 工作原理：工作原理：导键导键 引导传动零件；引导传动零件； 类型：类型：A A、B B型型( (由由 螺钉固定于轴上螺钉固定于轴上) )； 应用：应用：轴向位移轴向位移 较小处。较
5、小处。 圆头圆头方头方头 起键螺孔起键螺孔 固定螺钉固定螺钉 结构特点：长度较长，需用螺钉固定。结构特点：长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起为便于装拆，制有起 键螺孔。零件可以在轴上移动，构成动联接。键螺孔。零件可以在轴上移动，构成动联接。 潘存云教授研制 起键螺孔起键螺孔 固定螺钉固定螺钉 变速器变速器( (用导向平键或花键与轴相连用导向平键或花键与轴相连) ) a a 双勾头滑键双勾头滑键 结构特点：两端有勾头，键固定在轮毂上。结构特点：两端有勾头，键固定在轮毂上。 潘存云教授研制 4 4）滑键）滑键 用于用于短距离短距离动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接动联接，即轴与轮毂
6、之间有相对轴向移动的联接 b 单圆勾头滑键单圆勾头滑键 结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。 潘存云教授研制 特点：特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠， 多用于高精度联接。但只能圆周固定，不能承受轴向力多用于高精度联接。但只能圆周固定，不能承受轴向力 。 导向键导向键键不动，轮毂轴向移动键不动，轮毂轴向移动 滑滑 键键键随轮毂移动键随轮毂移动 2.2 2.2 半圆键半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何 中心摆动，中心摆动，键的
7、侧面键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递 扭矩。扭矩。键槽由盘形铣刀铣出，键为半圆形；键槽由盘形铣刀铣出，键为半圆形； 特点：工艺性好，装配方便，特别适用于锥形轴端的联接。特点：工艺性好，装配方便，特别适用于锥形轴端的联接。 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大，只适宜轻载联接。缺点：轴槽对轴的强度削弱较大，只适宜轻载联接。 2.3 2.3 楔键楔键 用于静连接。楔键的用于静连接。楔键的上下面上下面是工作面，键的上表面有是工作面，键的上表面有1 1100100的的 斜度，轮毂键槽的底面也有斜度，轮毂键槽的底面也有1 1100100的斜度，装配时将键打入轴和毂
8、的斜度，装配时将键打入轴和毂 槽内，其工作面上产生很大的预紧力，工作时，主要靠摩擦力传递槽内，其工作面上产生很大的预紧力，工作时，主要靠摩擦力传递 转矩转矩T T，并能承受单方向的轴向力。，并能承受单方向的轴向力。 特特 点点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力对中性较差，力 有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松 动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长 2 2倍才能装入。倍才能装入。 两个斜度为两个斜度为1 1：100100的楔键联接，的楔键联
9、接，上、下两面上、下两面为工作面为工作面 （打入）布置在圆周的切向，装配时，将两键楔紧。（打入）布置在圆周的切向，装配时，将两键楔紧。 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩 键的键的两个窄面两个窄面是工作面，其中一个面在通过轴心线的平面内，是工作面，其中一个面在通过轴心线的平面内， 工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。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当双向传递转矩时，需用两对切向键并分布成120120130130。 2.4 2.4 切向键切向键 三三 键的选择和键联
10、接强度计算键的选择和键联接强度计算 1 1键的选择键的选择 键键:45:45钢钢, , B B 600 MP 600 MPa a 类型选择类型选择： 根据键连接的结构、使用特性及工作条件。根据键连接的结构、使用特性及工作条件。 选择时应考虑的情况：选择时应考虑的情况： （a a）需要传递转矩的大小；）需要传递转矩的大小； （b b）连接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离的长短；）连接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离的长短； （c c）连接的对中性要求；）连接的对中性要求； （d d）键是否需要具有轴向固定的作用；）键是否需要具有轴向固定的作用； （e e）以及键在轴上的位置（在轴的中
11、部还是端部）等。）以及键在轴上的位置（在轴的中部还是端部）等。 尺寸选择尺寸选择： 键的剖面尺寸键的剖面尺寸b bh h按轴的直径按轴的直径d d由标准中选定。由标准中选定。 键的长度键的长度L L一般按轮毂宽度定，要求键长比轮毂略短一般按轮毂宽度定，要求键长比轮毂略短5 510 mm10 mm， 且符合长度系列值。且符合长度系列值。 表表6-1 普通平键和键槽尺寸（普通平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79） A型型B型型 C型型 b h R=b/2 C 45或或r1 L LL b h b t d- -t b t1 d+t1 标记实例：标记实例： 圆头普通平键圆头普通平键(A
12、型型): 键键16100 GB1096-79 方头普通平键方头普通平键(B型型): 键键B16100 GB1096-79 单圆头普通平键单圆头普通平键(C型型) : 键键C16100 GB1096-79 d 2 2键连接的强度校核键连接的强度校核 普通平键普通平键 失效形式：失效形式：工作面压溃工作面压溃 静联接静联接键、轴、毂中较弱者）键、轴、毂中较弱者） 磨损磨损（动联接）（动联接） 键的剪断键的剪断（较少）（较少） 键被剪断 3 3 p T1 0 F d / 2 Ak 21 0 p l T k ld 0.5kh AlL b 接触高度 工作长度： 型 LlB型 2 b LlC型 普通平键联
13、接的强度校核普通平键联接的强度校核 导向平键和滑键导向平键和滑键 a a 失效形式：工作面过度磨损失效形式：工作面过度磨损 b b 计算准则：按工作面的压强进行条件性校核计算计算准则：按工作面的压强进行条件性校核计算 p kld T p 3 102 半圆键半圆键 静联接静联接 主要失效形式是工作面被压溃。主要失效形式是工作面被压溃。 按工作面的挤压应力进行强度校核计算按工作面的挤压应力进行强度校核计算 PP kLd T2000 = 半圆键的接触高度半圆键的接触高度 k k 应根据键的尺寸从标准中查取；应根据键的尺寸从标准中查取； 半圆键的工作长度半圆键的工作长度 l l 近似地取其等于键的公称
14、长度近似地取其等于键的公称长度L L。 强度不够时，措施：强度不够时，措施： 1 1）双键，）双键，180180布置（按布置（按1.51.5个键计算）三键，个键计算）三键，120120布置布置 2 2）dd 3 3）LL，但轮毂，但轮毂受力不利受力不利 4 4）改用花键）改用花键 选择平键选择平键 联接类型联接类型 按静或动联按静或动联 接校核强度接校核强度 取决于强度较弱的那种材料取决于强度较弱的那种材料 增大键长增大键长 设计步骤设计步骤 根据轴径、毂宽查根据轴径、毂宽查 标准确定键的尺寸标准确定键的尺寸 设计时注意 许用应力许用应力 强度不够时强度不够时 不同轴段的键槽应开在同一母线上不
15、同轴段的键槽应开在同一母线上 同一截面采用双键联接同一截面采用双键联接 四四 花键联接花键联接 4.1 4.1 花键联接的类型及特点花键联接的类型及特点 花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成；花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成； 花键齿侧面为工作面花键齿侧面为工作面适用于动、静联接适用于动、静联接 。 优优 点：点：1 1. .联接受力较为均匀；联接受力较为均匀； 2 2. .对轴毂的强度削弱较少；对轴毂的强度削弱较少； 3 3. .可承受较大的载荷；可承受较大的载荷； 4 4. .轴上零件与轴的对中性好；轴上零件与轴的对中性好； 5 5. .导向性好；导向性
16、好； 6. 6.可用研磨的方法提高加工可用研磨的方法提高加工 精度及连接质量。精度及连接质量。 缺缺 点：点：1 1. .仍有应力集中；仍有应力集中； 2 2. .需要专门设备加工；需要专门设备加工； 3 3. .成本较高。成本较高。 矩形花键矩形花键 内径定心：内径定心：精度高，稳定性好。精度高，稳定性好。 配合面均要研磨，能消除热处理后引起的变形配合面均要研磨，能消除热处理后引起的变形 渐开线花键渐开线花键 齿形定心：齿形定心：受载时，齿上的径向力自动定心，有利于各齿均受载时，齿上的径向力自动定心，有利于各齿均 载。载。 利用齿轮加工设备，工艺性较好，精度较高及互换性好。利用齿轮加工设备，
17、工艺性较好，精度较高及互换性好。 花键孔拉刀的制造成本高。花键孔拉刀的制造成本高。 三角形花键：三角形花键： 齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。 适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联接应用适于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的联接应用 选花键类型选花键类型按轴径定花键尺寸按轴径定花键尺寸验算联接强度验算联接强度 失效形式：键齿的压溃（静联接）失效形式：键齿的压溃（静联接） 磨损（动联接）磨损（动联接） 齿根剪断齿根剪断 挤压强度条件：挤压强度条件： 4.2 4.2 花键联接强度计算花键联接强度计算 动联接（耐磨性条件）：动联接（耐磨性条件）： T T传递扭矩（
19、较少。但加工不方便，需用专用设备，应用较少。 （二）胀紧联接（二）胀紧联接 利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载 保护作用。弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（保护作用。弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（6565，55Cr255Cr2、 60Cr260Cr2）并经热处理。锥角一般为）并经热处理。锥角一般为12.51712.517。 特点：特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好，可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好， 但加工要求较高，应用受限制。但加工要求较高，应用受限制。 六六 销联接销联接 定位销定位销主要
20、用于零件间位置定位，常用作组合加工和装配时主要用于零件间位置定位，常用作组合加工和装配时 的主要辅助零件。的主要辅助零件。 联接销联接销主要用于零件间的联接或锁定，可传递不大的载荷。主要用于零件间的联接或锁定，可传递不大的载荷。 安全销安全销主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。 圆柱销圆柱销 圆锥销圆锥销 销轴和开口销销轴和开口销 q圆柱销圆柱销不能多于装拆（否则定位精度下降）不能多于装拆（否则定位精度下降） q圆锥销圆锥销11：5050锥度，可自锁，定位精度较高，允许多锥度，可自锁，定位精度较高，允许多 于装拆，且便于拆卸于装拆，且便于拆卸 q特殊型式
21、销特殊型式销带螺纹锥销，开尾锥销弹性销，开口销，带螺纹锥销，开尾锥销弹性销，开口销， 槽销和开口销等多种形式槽销和开口销等多种形式 七七 键的标记键的标记 键是标准件，在图样中应按国家标准规定作出标记。键是标准件，在图样中应按国家标准规定作出标记。 1 1、普通平键的标记普通平键的标记 普通平键分为普通平键分为A A、B B和和C C型，三种普通平键的标记方法类似。型，三种普通平键的标记方法类似。 键键 型式型式 bL GB/T10962003 其中：其中：A A型不标型式，型不标型式， b b为键宽为键宽 ，L L为键的长度为键的长度 如图示如图示A型普通平键：型普通平键：键键 825 GB
22、/T10962003 2 2、半圆键的标记半圆键的标记 半圆键的标记形式：半圆键的标记形式： 键键 bL GB/T10992003 b b为键宽为键宽 L L为键长为键长 如图所示：如图所示：键键 624.5 GB/T 10992003 3 3、钩头楔键的标记钩头楔键的标记 钩头楔键的标记形式：钩头楔键的标记形式： 键键 bL GB/T15652003 如图所示：如图所示： 键键 18100 GB/T 15652003 普通平普通平键键联联接画法及尺寸标注接画法及尺寸标注 键的基本尺寸如宽和高均为标准值，其大小与轴的键的基本尺寸如宽和高均为标准值，其大小与轴的 直径有关。键的长度取决于所传递的
23、扭矩大小。直径有关。键的长度取决于所传递的扭矩大小。 由于键的尺寸为标准值，所以键槽的尺寸亦是标准的。由于键的尺寸为标准值，所以键槽的尺寸亦是标准的。 在轴键槽的剖面图中应标注键宽在轴键槽的剖面图中应标注键宽 b 和键槽深和键槽深 d-t， 轮毂键槽应注出键宽轮毂键槽应注出键宽 b 和键槽深和键槽深 d+t1。 键键联联接装配图画法接装配图画法： 纵向剖切时键按不剖绘制，而横向将键切断则应画纵向剖切时键按不剖绘制，而横向将键切断则应画 出剖面线。出剖面线。 普通平键的普通平键的 两侧面为键的两侧面为键的 工作表面，只工作表面，只 应在接触面上应在接触面上 画一条轮廓线。画一条轮廓线。 键的上表
24、面键的上表面 与轮毂之间的间与轮毂之间的间 隙应画出来。隙应画出来。 半圆键半圆键联联接画法接画法 u 半圆键的两侧面为键的工作表面，只应在接半圆键的两侧面为键的工作表面，只应在接 触面上画一条轮廓线。触面上画一条轮廓线。 u 键的上表面与轮毂之间的间隙应画出来。键的上表面与轮毂之间的间隙应画出来。 钩头楔键连接画法钩头楔键连接画法 钩头楔键的上顶面有钩头楔键的上顶面有1 1：100100的斜度的斜度，装配时将键沿轴，装配时将键沿轴 向打入键槽中。向打入键槽中。 钩头楔键是钩头楔键是 靠上下表面与靠上下表面与 轮毂键槽和轴轮毂键槽和轴 键槽之间的摩键槽之间的摩 擦力将二者连擦力将二者连 接。因而装配接。因而装配 图中键的上下图中键的上下 表面表面没有间隙。没有间隙。 花键花键联联接接 由于花键传递的扭矩大且具有很好的导向性，因由于花键传递的扭矩大且具有很好的导向性，因 而在各种机械的变速箱中被广泛应用。而在各种机械的变速箱中被广泛应用。 除了图示的矩形花除了图示的矩形花 键外，还有梯形、键外，还有梯形、 三角形和渐开线等三角形和渐开线等 形状。形状。 矩形花键的标记：矩形花键的标记： 键键 Z Z D Dd db GB/T1144-2003b GB/T1144-2003 Z Z花键齿数；花键齿数；D D大径；大径； d d小径；小径； b b宽度。宽度。 1
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