1、4.1 键联接 4.2 花键联接 4.3 销联接 4.4 无键连接 第4章 轴毂联接4.1.1.键联接的类型、特点及应用 平键联接 平键的上下两面和两个侧面都互相平行。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩，故键的两个侧面是工作面，键的上表面与轮毂槽底之间留有间隙。这种键具有对中性好、装拆方便、结构简单等优点。但它不能承受轴向力，对轴上零件不能起到轴向固定的作用。4.1 键联接 分类：按用途不同，平键又分为以下三种。C型键用于轴端。A、C型键的轴上键槽用端铣刀切制，对轴应力集中较大。B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出，轴上应力集中较小。（1）普通平键联接,主要尺寸是键长L、键宽b和键高h。端部形状有圆
2、头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种A型B型C型键槽铣制点击查看4.1 键联接 B型键槽铣制点击查看（2）导向平键（用于动联接）导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上，为了使键拆卸方便，在键的中部制有起键螺孔。键与轮毂采用间隙配合，轴上零件能作轴向滑移 滑键固定在轴上零件的轮毂槽中，并随同零件在轴上的键槽中滑移，适用于轴上零件滑移距离较大的场合，如台钻主轴与带轮的联接。导向平键（3）滑键滑键适用于移动距离不大的场合，如变速箱中的滑移齿轮与轴的联接。4.1 键联接 2.半圆键联接 半圆键联接如图所示，它靠键的两个侧面传递转矩，故其工作面为两侧面。上键槽用尺寸与半圆键相同的圆盘铣刀加工
3、，因而键在槽中能绕其几何中心摆动，以适应轮毂槽由于加工误差所造成的斜度。3.楔键联接 楔键联接中键的上下两表面是工作面，键的上表面和轮毂键槽底面均有1100的斜度，装配后，键即楔紧在轴和轮毂的键槽里，工作表面产生很大预紧力。楔键分为普通楔键和钩头楔键两种。（点击观看动画）半圆键联接4.1 键联接 4.切向键联接 切向键联接如下图所示，它由两个普通楔键组成。装配时两个键分别自轮毂两端楔入，使两键以其斜面互相贴合，共同楔紧在轴毂之间。切向键的工作面是上下互相平行的窄面，其中一个窄面在通过轴心线的平面内，使工作面上产生的挤紧力沿轴的切线方向作用，故能传递较大的转矩。切向键联接点此观看4.1 键联接
4、4.1.2.键的选择和键联接的强度计算 1.尺寸选择 根据轴的直径d从标准中选择键的宽度b、高度h。键的长度L根据轮毂长度确定，键长应比轮毂长度短510 mm，并符合标准中规定的长度系列。导向平键的键长则按轮毂长度及轴上零件的滑动距离而定，所选键长亦应符合标准规定的长度系列。2强度校核 平键联接工作时的受力情况如图所示。4.1 键联接 静联接的挤压强度条件为：动联接的压力强度条件为：式中 T键联接所传递的转矩，；键与轮毂键槽的接触高度，k0.4h，；键的工作长度,(对圆头键 l=L-b，单圆头平键l=L-b/2，平头键l=L)；轮毂长度,；轴的直径,；键联接材料的许用挤压应力,，查表；键联接许
5、用压力，查表。mN klldp paMPaMP 如果验算后强度不够，在不超过轮毂宽度的条件下，可适当增加键的长度，但键的长度一般不应超过2.25d，否则，载荷沿键长方向的分布将很不均匀；或者相隔180装两个平键，但考虑因制造误差引起的载荷分布不均，只能按1.5个键作强度验算。普通平键联接属于静联接，其主要失效形式为联接中较弱零件(通常为轮毂)的工作面被压溃。导向平键或滑键联接属于动联接，其主要失效形式为工作面过度磨损，故设计时，静联接验算挤压强度，动联接验算压力强度。3210/(),Tk l da 3210/(),pTk ldpa4.1 键联接 例4-1 下图所示为减速器的输出轴，轴与齿轮采用
6、键联接，已知传递的转矩T600，齿轮材料为铸钢，轴和键的材料为45号钢，有轻微冲击，试选择键联接的类型和尺寸。并验算其强度。减速器输出轴及键槽尺寸标注4.1 键联接 解：1)键的类型及尺寸选择齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好，故选用A型平键连接键2070 GB1564-79根据轴颈d=75mm，由表4-1查得键宽b=20mm，键高h=12mm，因轮毂长度为80mm，故标准键长L=70mm将将l=L-b=70-20=50mml=L-b=70-20=50mm，k=0.4h=0.4k=0.4h=0.412=4.8mm12=4.8mm代入公式（代入公式（4-14-1）得挤压应力为2）验算挤压强度由表4-
7、1查的轻微冲击载荷时的许用挤压应力为，所以挤压强度足够由普通平键标准查得轴槽深=7.5mm，毂槽深=4.9mm。apMPdlkT67.6675508.410600210233根据所得尺寸，可绘制键槽工作图pp1004.1 键联接 4.2.1 概述4.2 花键联接 花键联接是平键在数量上发展和质量上改善的一种联接，它由轴上的外花键和毂孔的内花键组成，如图所示，工作时靠键的侧面互相挤压传递转矩。花键已标准化，根据齿形，花键可分为矩形花键和渐开线花键两种。点击观看动画演示与平键联接相比，花键联接的优点：轴上零件与轴的对中性好；轴的削弱程度较轻；承载能力强；导向性好。其缺点是制造比较复杂、需专用设备，
8、成本高。4.2.2 矩形花键 矩形花键采用内径定心方式，即外花键和内花键的小径d为配合面。其特点是定心精度高，定心稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。矩形花键联接应用广泛。矩形花键的键数通常为偶数，按其传递转矩的大小，有轻系列和中系列两个尺寸系列。轻系列花键的承载能力较小，多用于静联接和轻载联接；中系列适用于载荷较大的静联接或动联接。矩形花键4.2 花键联接 4.2.3 渐开线花键 渐开线花键的定心方式为齿形定心。当齿受载时，齿上的径向力能起到自动定心作用，有利于各齿均匀承载。渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角有30和45两种。渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，制
9、造精度较高，应力集中小，易于定心，当传递的转矩较大且轴径也较大时，宜采用渐开线花键联接。由上所述，花键联接多用于载荷较大，定心精度要求较高的联接中，如汽车，机床，飞机等机器中。花键的选用和强度验算与平键联接相似，详见机械设计手册。4.2 花键联接 销联接的作用4.3 销联接 销钉销钉位用来传递不大的载荷或作安全装置。另一作用是起定位作用。销钉安全联轴器4.3.1 圆柱销圆柱销 1.普通圆柱销 它是利用微量的过盈，固定在光孔中，多次装拆将有损于联接的紧固和定位精度。2.弹性圆柱销 它是用弹簧钢带制成的纵向开缝的钢管，利用材料的弹性将销挤紧在销孔中，销孔无需铰光。这种销比实心销轻，可多次装拆。销按
10、形状分为圆柱销、圆锥销和异形销三类。4.3 销联接 4.3.2 圆锥销圆锥销 1.普通圆锥销 图（a）它有1 50锥度，受横向力时可自锁，靠锥面挤压作用固定在光孔中，可以多次装拆。普通圆锥销以小端直径作为公称直径。2.螺纹圆锥销 图（b）为内螺纹圆锥销，图(c)为外螺纹圆锥销，可用于销孔没有开通或拆卸困难的场合。3.开尾圆锥销图（d）为开尾圆锥销，它可保证销在冲击、振动或变载下不致松脱。4.3 销联接 4.3.3 异形销 1.槽销（图a）用弹簧钢滚压或模锻而成，有纵向凹槽，由于材料的弹性，销挤紧在销孔中，销孔无需铰光。槽销的制造比较简单，可多次装拆，多用于传递载荷。2.开口销（图b）它是一种防
11、松零件，与其它联接件配合使用。3.开尾圆锥销（图c）用于铰接处，用开口销锁定，拆卸方便。销的类型和尺寸可根据工作要求和用途来选定。4.3 销联接 4.4 无键联接 4.4.1 型面联接型面联接 型面联接是利用非圆剖面的轴与相应形状的零件的毂孔配合而构成的联接，如图所示。轴和毂孔可做成柱形或锥形，前者只能传递转矩，可用在不在载荷作用下移动的动联接；后者还能传递轴向力。型面联接没有应力集中源，对中性好，承载能力高，装拆方便，但制造工艺复杂，应用不太普遍。凡是在轴毂联接中不用键、花键或销时的联接，统称为无键联接。无键联接的形式很多，下面介绍型面联接和过盈配合联接。4.4.2 过盈联接过盈联接 过盈联
12、接是利用材料的弹性变形，把具有一定配合过盈量的轴和毂孔套装起来的联接。工作时靠配合面上的摩擦力来传递载荷。过盈联接具有结构简单，对中性好，对轴的强度削弱小，在冲击和振动载荷下工作可靠的优点。缺点是装拆困难、对配合尺寸的精度要求高。多用于承受重载，特别是动载以及无需经常装拆的场合。过盈联接4.4 无键联接 按配合面的形状不同，可分为圆柱面过盈联接（图a）和圆锥面过盈联接(图b）两种。圆柱面过盈联接的装配可采用压入法或温差法。压入法一般只适用于配合尺寸和过盈量都较小的联接。温差法常用于要求配合质量高、配合尺寸和过盈量都较大的联接。4.4 无键联接 圆锥面过盈联接是利用轴毂之间的轴向位移来实现的，主要用于轴端联接。圆锥面过盈联接可用液压压入法装配，装配时，用高压油泵将高压油通过油孔和油沟压入联接的配合面间，使毂孔直径胀大，轴径缩小，同时施加一定的轴向力使之相互压紧，待零件压紧到预定的轴向位置时，放出高压油，而形成过盈联接。拆卸时再压入高压油，两件即可分离。液压装拆的圆锥面过盈联接 4.4 无键联接 圆头平键 加工平头平键 加工导向平键 钩头楔键 切向键 键的许用挤压应力和许用压力 花键联接
