1、 第六章第六章 键、花键与销连接键、花键与销连接 61 61 键连接键连接 62 62 花键连接花键连接63 63 销连接销连接6 61 1 键连接键连接 键是一种标准件，通常用于连接轴与轴上旋转零件与键是一种标准件，通常用于连接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩，摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩，而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。一、键连接的类型与构造一、键连接的类型与构造 主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键1 1、平键、平键 1 1）普通平键）
2、普通平键用途：用于静连接，即轴与轮毂间无相对轴向移动用途：用于静连接，即轴与轮毂间无相对轴向移动 两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩；两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩；轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插刀加工。轮毂槽用拉刀或插刀加工。构构造造指状铣刀铣键槽圆盘铣刀铣键槽工作面普通平键：键顶上面与毂不接触有间隙，普通平键：键顶上面与毂不接触有间隙，两侧面为工作面两侧面为工作面 圆圆 头头 A A型型（常用）（常用）方方 头头 B B型型（常用螺钉固定）（常用螺钉固定）半圆头半圆头C C型型（端铣刀加工，用于轴端（端铣刀加
3、工，用于轴端与轮毂连接）与轮毂连接）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%60%70%：圆头、方：圆头、方头、单圆头头、单圆头，用于薄臂结构、空心轴等径用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的连接向尺寸受限制的连接 3 3）导向平键与滑键）导向平键与滑键用于动连接，即轴与轮毂之间有相用于动连接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的连接对轴向移动的连接 滑键滑键键随轮毂移动键随轮毂移动导向键导向键键不动，轮毂轴向移动键不动，轮毂轴向移动特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，多用于高精度连接。但只
4、能圆周固定，不能承受轴向力多用于高精度连接。但只能圆周固定，不能承受轴向力 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，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。扭矩。d特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的连接特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的连接缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载连接。缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载连接。普通楔键：上、下面为工作表面，有普通楔键：上、下面为工作表面，有1 1：100100斜
5、度（侧面有斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力可传递小部分单向轴向力特点：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力特点：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的连接，变载下易有偏心。不宜高速和精度要求高的连接，变载下易松动。钩头只用于轴端连接，如在中间用键槽应比松动。钩头只用于轴端连接，如在中间用键槽应比键长键长2 2倍才能装入。且要罩安全罩。倍才能装入。且要罩安全罩。1:100工作面1:1003 3、楔键连接、楔键连接 普通楔键勾头楔键楔键连接两个斜度为两个斜度为1 1
6、：100100的楔键连接，上、下两面为工作面（打的楔键连接，上、下两面为工作面（打入）布置在圆周的切向入）布置在圆周的切向工作原理：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 4 4、切向键、切向键工作面二、平键连接的尺寸选择二、平键连接的尺寸选择(表表6 62)2)类型的选择：类型的选择：尺寸的选择：尺寸的选择：按照轴径按照轴径d d选择键的结构尺寸选择键的结构尺寸尺寸：尺寸：b bh hL L 截面尺寸：截面尺寸：bh 长度尺寸：长度尺寸：L=L=（1.51.51.81.8）d d（不可过长或过短）（不可过长或过短）L=BL=B毂毂-（5 51010）标
7、记：键标记：键b bL GB1096-79L GB1096-79三、键连接的强度校核三、键连接的强度校核 失效形式：压溃（静连接失效形式：压溃（静连接键、轴、毂中较弱者）键、轴、毂中较弱者）磨损（动连接）磨损（动连接）键的剪断（较少）键的剪断（较少）1 1、平键连接的强度校核、平键连接的强度校核 a)a)强度条件：强度条件：2000/10002PdPkldTlkTlkN 允许传递的扭矩：允许传递的扭矩：21PkldT TT扭矩（扭矩（NmmNmm）k k工作高度工作高度 k k=h/2 =h/2 dd轴径（轴径（mmmm）l l工作长度工作长度 A A型键：型键：l l=L-b B=L-b B
8、型键：型键：l l=L C=L C型键：型键：l l=L-b/2 =L-b/2 LL公称长度公称长度静连接（挤压强度）b b）剪切强度条件（少见）剪切强度条件（少见）2000/10002 bldTblTblNd2 2、半圆键连接强度校核、半圆键连接强度校核 2000/10002 bldTblTblNd许用应力见表许用应力见表6 62 2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）个键计算）三键，三键，120120布置布置 2 2）增大轴径增大轴径dd 3 3）增长增长LL，但轮毂长，但轮毂长受力不利受力不利 4 4）改用花键改用花键
9、 动连接（耐磨性计算）动连接（耐磨性计算）pkldTp210103 362 62 花键连接花键连接 花键连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连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、静连接适用于动、静连接 Dd一、类型、特点和应用一、类型、特点和应用 1 1、特点：、特点：1 1）齿较多、工作面积大、承载能力较高齿较多、工作面积大、承载能力较高2 2）键均匀分布，各键齿受力较均匀键均匀分布，各键齿受力较均匀花键连接3 3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少4 4）轴上零件对中性
10、好轴上零件对中性好5 5）导向性较好导向性较好6 6）加工需专用设备、制造成本高加工需专用设备、制造成本高2 2、花键类型、花键类型 按齿形分：按齿形分：d 矩形花矩形花键键 矩形花键连接按新标矩形花键连接按新标准为内径定心，定心精准为内径定心，定心精度高，定心稳定性好，度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，应消除热处理后变形，应用广泛。用广泛。渐开线花键渐开线花键30df定心方式为齿形定心，当齿定心方式为齿形定心，当齿受载时，齿上的径向力能自受载时，齿上的径向力能自动定心，有利于各齿均载，动定心，有利于各齿均载，应用广泛，优先采用应用广泛，优先采用 。
11、三角形花键三角形花键齿数较多，齿较小，对轴强度削弱小。适齿数较多，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连于轻载、直径较小时及轴与薄壁零件的连接接,应用较少。应用较少。二、花键连接的设计计算二、花键连接的设计计算 l设计：选花键类型设计：选花键类型按轴径定花键尺寸按轴径定花键尺寸验算连接强度验算连接强度 失效形式：失效形式：键齿的压溃（静连接）键齿的压溃（静连接）磨损（动连接）磨损（动连接）齿根剪断齿根剪断 hCCdmNdD设：工作载荷沿键的工作长度设：工作载荷沿键的工作长度l l均匀均匀分布。且各齿面上压力的合力分布。且各齿面上压力的合力N N作用在平均半径作用在平均半
12、径d dm m处，如图处，如图 挤压强度条件：挤压强度条件：2000PmPdlhzT 动联接（耐磨性条件）：动联接（耐磨性条件）：2000PdlhzTPm TT传递扭矩（传递扭矩（N.mN.m）ZZ花键齿数花键齿数 l l 键齿工作长度（键齿工作长度（mmmm）d dm m花键的平均直径花键的平均直径载荷分布不均系数载荷分布不均系数 hh键齿侧面工作高度（键齿侧面工作高度（mmmm）见表见表6 63 3P P63 63 销连接销连接 定位销定位销主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。工和装配时的主要辅助零件。连接销连接销主
13、要用于零件间的连接或锁定，中图，可传递不主要用于零件间的连接或锁定，中图，可传递不大的载荷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，如图主要用于安全保护装置中的过载剪断元件，如图销套安全销圆柱销圆柱销 圆锥销圆锥销定位销定位销连接销连接销安全销安全销圆柱销圆柱销不能多次装拆（否则定位精度下降）不能多次装拆（否则定位精度下降）圆锥销圆锥销11：5050锥度，可自锁，定位精度较高，允许多次装锥度，可自锁，定位精度较高，允许多次装拆，且便于拆卸拆，且便于拆卸特殊型式销特殊型式销带螺纹锥销、开尾锥销（右图）、弹性销、开带螺纹锥销、开尾锥销（右图）、弹性销、开口销、槽销、等多种形式口销、
14、槽销、等多种形式 螺尾圆锥销螺尾圆锥销内螺纹圆锥销内螺纹圆锥销开尾圆锥销开尾圆锥销(a)正确(b)不正确开口销与开槽螺母配用开口销与开槽螺母配用轴销连接轴销连接1.1.定位销定位销：不受载荷，不做强度校核，直径根据结构确定，不少于：不受载荷，不做强度校核，直径根据结构确定，不少于2 2个；个；2.2.连接销连接销：根据工作要求选定，直径根据经验确定，必要时按剪切、挤压进：根据工作要求选定，直径根据经验确定，必要时按剪切、挤压进 行强度校核；行强度校核；3.3.安全销安全销：过载时剪断，直径按过载时被剪断条件确定。：过载时剪断，直径按过载时被剪断条件确定。销的选用销的选用 例题：例题：有一有一9
15、 9级精度的铸铁齿级精度的铸铁齿轮，轮毂宽轮，轮毂宽B=90mmB=90mm，轴孔，轴孔直径直径d=55mmd=55mm，传递扭距，传递扭距T=600N.mT=600N.m，载荷平稳，试，载荷平稳，试选择此键连接。选择此键连接。7518.6864105510600423MPaMPadklTpp 键键161680 GB1096-7980 GB1096-79如果载荷有冲击则如果载荷有冲击则 p p=55MPa=55MPa，该如何解决？，该如何解决？选平键，试选选平键，试选A A型平键型平键查手册查手册GB1096GB10967979，d=55mmd=55mm的轴径，的轴径，b=16mmb=16mm；h=10mmh=10mmL=90-L=90-（5 51010）=80=808585；查手册取；查手册取L=80mmL=80mml=L-b=80-16=64mml=L-b=80-16=64mm查表查表6-26-2得：得：p p=75MPa=75MPa圆头平键圆头平键平头平键平头平键单圆头平键单圆头平键导导 向向 平平 键键滑滑 键键
