键花键连接和销连接
键、花键、无键连接和销连接
键的截面尺寸b×h 按轴的直径d 由标准中选定。
键的长度L一般按轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂 的长度；而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。
一般轮毂的长度可取为L≈（1.5～2）d，这里的d 为轴的直径。
所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。 标记：键16x100 GB1096-2003 圆头普通平键A型,b-16,h=10,L=100
一、销按其作用可分为：
1.定位销:用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件；
2.连接销:主要用于连接，可传递不大的载荷；
3.安全销:用作安全装置中的过载剪断元件。
二、销按其形状可分为：
1.圆柱销: 靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆后会降低 其定位精度和可靠性。
第六章 键、花键、无键连接和销连接
§6－1 键连接
§6－2 花键连接
§6－3 无键连接
§6－4 销连接
一、键连接的分类、结构型式及应用
§6－1 键连接
键是主要用来实现轴与轮毂之间周向固定并传递转矩的标准零件，或实现轴上零件轴向固定及轴向滑动的导向。
平键连接
半圆键连接
用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆连接。
装拆方便，对中性好；应力集中小；加工复杂。
胀紧连接是在毂孔与轴之间装入胀紧连接套（简称胀套），在轴向力作用下，同时胀紧轴与毂而构成的一种静连接。
二、胀紧连接
各型胀套已标准化规定Z1-Z5共5种型号，选用时可根据轴、毂尺寸及传递载荷大小，从标准中选择合适的型号和尺寸。
对轴的削弱大，常用在直径大于100的轴上。
键、花键、无键连接和销连接
主讲人：XXX
第六章 键、花键、无键连接和销连接
功能:
主要实现轴与轴上零件的轴向固定并传递转矩，有些 还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
§6-1 键 连 接 §6-2 花键连接 §6-3 无键连接 §6-4 销 连 接
§6-1 键 连 接
键是标准件，通常用来实现轴与轮 毂之间的周向固定以传递转矩，有时也 作导向零件用。
平键连接传递的转矩：
T2k0ld00P , Nm
导向平建连接和滑键连接(动连接)
按工作面上压力校核。
pF2T103 p
A kld
注意：
A —受力面积，A
k
l
h
l
2
l —键的工作长度，
圆头平键 lLb
平头平键 l L
半圆头平键 l Lb 2
aa
P 、 p —键、轴、轮毂中最弱材料许用挤压应力、许用压力。
(圆头)A型
(平头)B型
②、钩头楔键：
(单圆头)C型
楔键连接特征：
钩 头 楔 键 连 接
斜度1：100
普通楔键
钩头楔键
楔键的上表面及轮毂键槽底面各有 1：100的斜度。。 键的上、下两面为工作面，键与键 槽的两侧面不接触； 靠键与键槽之间及轴与轮毂之间的 摩擦力来传递转矩。
(圆头)A型
(平头)B型
钩头楔键
仅适用于对中要求不严格，不受冲击振动或变载荷的低速轴的连接中。 楔键最好用于轴端，尤其是钩头楔键，用于不能从轮毂的另一端将键打 出的场合。 普通楔键中的平头、单圆头及钩头楔键，在轮毂装好后，将键放入 键槽并打紧，所以轴上的键槽要长些。 普通楔键中的圆头楔键，先把键放入轴上键槽中，然后打紧轮毂。
键花键无键连接和销连接培训讲义课件
SolidWorks
常用的三维CAD设计软件，可 用于建立连接结构的实体模型 。
ANSYS
有限元分析软件，可用于对连 接结构进行仿真和分析。
MATLAB
数值计算软件，可用于对连接 结构进行优化设计和计算。
04
键花键无键连接和销连接 的安装与维护
安装步骤
维护方法
定期检查
定期检查连接的紧固情况，确保没有松动或 泄漏。
润滑
根据需要添加润滑剂，以减少摩擦和磨损。
清洁
定期清洁连接部分，去除灰尘和杂物，保持 清洁状态。
更换磨损件
如果发现有明显的磨损或损坏，应及时更换 相关零件。
见问题及解决方案
连接松动
泄漏
定期检查并紧固连接部分，如果需要，可 以更换紧固件。
应用场景
键花键无键连接
适用于需要承受较大扭矩和冲击的场合，如汽车变速箱、船舶推进器等。
销连接
适用于需要精确控制转动角度和速度的场合，如精密机床、仪器仪表等。
02
键花键无键连接和销连接 的类型与选择
键花键无键连接的类型
01
02
03
平键连接
利用平键将轴与轴上的零 件进行周向固定，传递扭 矩。
斜键连接
实践操作：模拟安装与维护流程
总结词
注意事项、安全第一
详细描述
在实践操作过程中，学员需注意遵守安全规程，确保自身和 他人的安全。同时，要认真观察、思考和总结操作过程中的 问题，不断提高自己的技能水平和实践能力。
THANKS
感谢观看
案例二：某工厂的销连接应用实例
总结词
广泛应用、易于维护
详细描述
第6章键-花键-无键连接和销连接
机 械
键的截面尺寸b×h按所在轴段直径d从标准中选定。
设 计
键的长度L一般可按轮毂的长度而定,即键长等于或 略小于轮毂的长度；
上 邓
而导向平键的长度则按零件所需滑动距离而定。 召
义
重要的键连接在选出键的类型和尺寸后，还应进行
强度校核计算。
普通平键和普通楔键的主要尺寸见表，所选定的键 长应符合标准规定的长度系列。
3
普通平键：按构造分，有圆头（Ａ型）、 平头（Ｂ型）以及单圆头（Ｃ型）三种， 其结构形式如下图所式：
机 械 设 计 上 邓 召 义
2020年10月11日
第六章键-花键-无键连接和销连接
4
特点：
续
A型平键的键槽用端铣刀加工，键在槽中固定 良好，但键槽引起的应力集中较大,其圆头部分 侧面与键槽并不接触，未能充分利用；
圆头平键l=L-b/2，L为键的长度，b为 键的宽度
上 邓 召 义
2020年10月11日
第六章键-花键-无键连接和销连接
7
2.半圆键
机
械
设
半圆键连接如右上图所示。轴上键槽用尺寸与半圆键 计
相同的半圆键槽铣刀铣出，因而键在槽中能绕其几何 中心摆动以适应轮毂中键槽的斜度。半圆键工作时，
上 邓 召
靠侧面来传递转矩。
义
特点：工艺性较好，装配方便；但轴上槽较深对轴的 强度削弱较大。
在轮毂的键槽中。键的顶面与轮毂之间有少量间 机
隙，键靠侧面传递扭矩。
械 设
轮毂与轴通过圆柱表面配合实现轮毂中心与轴心 计
的对中。
上 邓
根据用途不同，平键可分为普通平键、薄型平键、召义 导向平键和滑键四种。
其中:普通平键和薄型平键用于静连接，
机械设计第6章 键、花键、无键连接及销连接
§6-1 键连接 §6-2 花键连接 §6-3 无键连接 §6-4 销连接
§6-1 键连接
一、键连接的功能、分类、结构形式及应用 键主要用来实现轴与轴上零件之间的周向固定，是一种标准零件。 键连接的主要类型有：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。
1．平键连接 平键的两侧面是工作面，上表面与轮 毂的键槽底面间则留有间隙。
§6-1 键连接
假定载荷在键的工作面上均匀分布。普通 平键连接的强度条件为:
键联接5
F 2T 103 P [ P ] kl kld
导向平键连接和滑键连接接的强度条件为：
2T 103 p [ p] kld h 式中： k 2 l L b （圆头平键）
b l L 2
一、型面连接 型面连接是用非圆截面的轴与相同轮廓的毂孔配合而构成的连接，用 以传递运动和转矩，它是无键联接的一种型式。
由于型面联接要用到非圆形孔，以前其加工困难，限制了型面联接 的应用。 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注 塑出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。 应用较多的是带切口圆形和正六边形型面。
圆柱销
圆锥销
内螺纹圆锥销
槽 销
开尾圆锥销
销轴和开口销
销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢），许用应力[t]=80MPa，许用 挤压应力[p]与键联接的挤压应力相同。
§6-2 花键连接
一、花键连接的类型、特点、和应用
花键连接是由外花键和内花键组成。将具有均布的多个凸齿的轴置于 轮毂相应的凹槽中所构的联接。其工作面是键齿侧。
花键连接是多齿传递载荷，故比平键联接的承载能力高，定心性和导 向性好，对轴的削弱小(齿浅、应力集中小)； 花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接；
(完整版)键连接与销连接
第一节键连接安装在轴上的齿轮、带轮、链轮等传动条件，其轮毂与轴的连接，主要有键连接、花键连接、销链接等。
一·键连接键连接主要用作轴上零件的周向固定并传递转矩；有的使轴上零件沿轴向移动时起导向作用。
按照结构特点和工作原理，键连接可分为平键连接、半圆键连接和楔键连接等。
常用的为平键连接。
1·平键连接平键连接的截面结构如图5-1所示，平键的下面与轴上键槽贴紧，上面与轮毂键槽顶面留有间隙。
两侧面为工作面，依靠键与键槽之间的挤压力传递转矩。
平键连接加工容易、装拆方便、对中性良好，用于传动精度要求较高的场合。
根据用途可将其分为如下三种：（1）普通平键连接如图5-2所示，普通平键的主要尺寸是键宽b、键高h和键长L。
端部有圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种形式。
A型键定位好，应用广泛，C型键用于轴端，A、C型键的轴上键槽用立铣刀切制，端部的应力集中较大。
B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出，轴上应力集中较小，但对于尺寸较大的键，要用紧定螺钉压紧，以防松动。
（2）薄型平键连接薄型平键与普通平键比较，在键宽b相同时，键高h较小。
因此，薄型平键连接对轴和轮毂的强度削弱也小，用于薄壁结构和特殊场合。
（3）导向平键连接当轴上零件与轴构成移动副时，可采用导向平键连接（图5-3）。
导向平键较普通平键长，为防止键体在轴中松动，用两个螺钉将其固定在轴上键槽中，键的中部设有键螺孔，以便拆卸。
若轴上零件沿轴向移动距离较长，可采用图5-4所示的滑键连接。
2·平键连接的选用步骤如下：（1）根据键连接的工作要求和使用特点，选择键连接的类型。
（2）按照轴的公称直径d，从国家标准（表5-4）中选择平键的截面尺寸b×h.（3）根据轮毂长度L1选择键长L，静连接取L=L1-(5-10)mm.键长L应符合标准长度系列。
（4）校核平键连接的强度：键连接的主要失效形式较弱工作面的压溃（静连接）或过度磨损（动连接），因此应按照挤压应力Qp进行条件性的强度计算，校核公式为Qp=4T/dtl ≤[QP ]（5-1）式中T-传递的转矩，N·mm；d-轴的直径，mm;h-键高，mm;l-键的工作长度，见图5-2中所示，mm;[Qp]-键连接的许用挤压应力，见表5-2，计算时应取连接中较弱材料的值，MPa.如果强度不足，在结构允许时可以适当增加轮毂的长度和键长，或者间隔180°布置两个键。
第7章键花键无键联接销连接
定位销
按用途分 连接销
安全销
类
型
圆柱销
按形状分
圆锥销 槽销
潘存云教授研制
江苏科技大学专用
不易松动， 能承受振动 和变载荷, 不铰孔，可 屡次装拆。
作者： 潘存云教授
§7－3 销连接
作用：固定零件之间旳相对位置，并可传递不大旳载荷。
定位销
按用途分 连接销
安全销
类
型
圆柱销
按形状分
圆锥销 槽销
潘存云教授研制
潘存云教授研制
一种胀紧套
两个胀紧套
2) Z2型胀套 Z1型胀套中，与轴或毂孔贴合旳套筒都有纵向 间隙，以利于变形和胀紧。拧紧连接螺钉，便 能够将轴和毂涨紧。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
潘存云教授研制
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
胀套连接旳优点： 定心好、装拆以便，引起旳应力集中较小，承载
能力较高，而且有安全保护作用。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
§7－3 销连接
作用：固定零件之间旳相对位置，并可传递不大旳载荷。
定位销
按用途分 连接销
安全销
潘存云教授研制
类
型
圆柱销
按形状分
特点：为过盈配合，经屡次拆 装后，定位精度会降低；有u8、 m6、h8、h11四种直径偏差可供 选择，以满足不同要求。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
§7－3 销连接
作用：固定零件之间旳相对位置，并可传递不大旳载荷。
定位销 按用途分 连接销
类 型
潘存云教授研制
按形状分
连接销：用来实现两零件之间旳 连接，可用来传递不大旳载荷。 其类型可根据工作要求选定，其 尺寸可根据连接旳构造特点按经 验或规范拟定。必要时再按剪切 和挤压强度条件进行校核计算。
(完整版)机械设计键、花键及销联接
第六章：键、花键和销联接主要内容键连接类型与结构平键连接的设计花键连接、销连接及型面连接的基本概念重点难点键连接的类型与结构平键连接的选用和强度校核§ 6 – 1 键联接【功能】主要用于实现轴与轴上零件之间的周向固定，并且传递转矩。
其中有些类型的键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
【设计内容】键是标准件。
我们的任务是：选择键的类型、尺寸；键槽的公差和表面粗糙度；必要时校核键联接的强度。
一. 键联接的类型及特点1．平键联接【工作原理】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。
键的上表面与轮毂的键槽底面间则留有间隙。
优点：结构简单、装拆方便、对中性较好，在冲击、变载下不易松脱，应用广泛。
常用于精度和转速较高或承受冲击、变载的场合。
缺点：不能承受轴向力，对轴上零件不能起到轴向固定的作用。
平键分为：普通平键，薄型平键—静联接；导向平键，滑键—动联接1）普通平键A型（圆头）—指状铣刀加工键槽，轴向固定较好；键的圆头部分不能充分利用，键槽端部应力集中较大。
B型（平头）—圆盘铣刀加工键槽。
克服了上述缺点，但键在键槽中的轴向固定不好。
C型（单圆头）—用于轴端与轴上零件的联接。
2）薄型平键键较薄，厚度约为普通平键的60% 70% ，也分为圆头、平头和单圆头。
【特点】传递的转矩较小【应用】常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
3）导向平键导向平键较长，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上零件可沿导向键作轴向移动。
为了便于装拆，在键上设有起键螺纹孔。
4）滑键当所需导向键太长时，由于制造困难，宜采用滑键。
滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴槽中移动。
2．半圆键联接【工作原理】与平键相同，同样是工作面受挤压。
【特点】键可以在键槽中摆动，以适应键槽的斜度；工艺性好，装配方便。
对轴的强度削弱较大。
【应用】适用于轻型机械；尤其是锥形轴端联接。
3．楔键联接【工作原理】键的上下面是工作面。
键和键槽均具有1：100的斜度。
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t1
A型
h b L
C× 45˚或r1
B型
C型
R=b/2
L L
标记实例： 圆头普通平键(A型): 键16×100 GB1096-79 方头普通平键(B型): 键B16×100 GB1096-79 单圆头普通平键(C型) : 键C16×100 GB1096-79 济大机械学院
d+t1
轴的直径
d
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§6－2 花键连接
一、花键连接的类型、特点和应用 组成： 外花键、内花键。 结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。 优点： 直接而均匀制出齿与槽 1)均匀受力；
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2)对轴的削弱程度小; 因齿槽浅，齿根应力集中小 3)承载能力高;齿数多、接触面积大 4)轴上零件与轴的对中性好；高速、精密机器 5)导向性好; 6)可用磨削方法提高加工精度。 缺点：齿根仍有应力集中、需专 用设备制造，成本高。
工作面
潘存云教授研制 潘存云教授研制
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3、楔键连接 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。 缺点：定心精度不高。 应用：只能应用于定心精度不高，载荷 平稳和低速的联接。
安装时用 力打入
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工作面
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类型：普通楔键、钩头楔键。
钩头用来拆卸
拆卸空间
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4、切向键连接
在重型机械中常采用切向键----一对楔键组成。
工作面
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窄面
工作面 斜度1:100
当双向传递扭矩时，需要两对切向键分布成120~130 ˚ 。
d
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二、平键连接的强度校核 键的材料：σB≥ 370 MPa的碳素钢，常用45钢。
键的截面尺寸b、h按轴的直径d由标准中选定， 键的长度L可按轮毂长度而定。 平键连接的主要失效形式：压溃、磨损(动连接)、剪断。 1、平键连接的强度 T 4T 挤压应力： σp = (d/2)(h/2)l = d h l ≤[σp ] MPa b A型 b l=L-b h/2
键的尺寸 C或r L t 1.2 1.8 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 5.0 5.5 6.5 7.0 7.5 9.0 t1 6~20 0.16~0.25 6~36 8~45 10~56 0.25~0.4 14~70 18~90 22~110 28~140 0.4~0.6 36~160 45~180 50~200 0.6~0.8 56~220 63~250
滑移距离较大时，平键过长，制造困难，故可采用滑键。
固定螺钉
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起键螺孔
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双勾头滑键 结构特点：两端有勾头，键固定在轮毂上，键短、槽长。
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单圆勾头滑键
结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。
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表6-1 普通平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79） b b b t d h d-t
d 自 6~8 >8~10 >10~12 >12~17 >17~22 >22~30 >30~38 >38~44 >44~50 >50~58 >58~65 >65~75 >75~85 济大机械学院 b h 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 7 10 8 12 8 14 9 16 10 18 11 20 12 22 14
§6－1 键连接
一、键连接的类型和特点 作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动 和转矩，或实现零件的轴向固定或移动。 类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。 1、平键连接
间隙 工作面
特点：定心好、装拆方便。
普通平键 种类 导向平键 滑键
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轴
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普通 圆头(A型) 用键槽铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。 平键 平头(B型) 用盘铣刀加工，轴的应力集中小。 结构 单圆头(C型) 用于轴端 盘铣刀
A型
B型
C型
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普通平键应用最广。 薄型平键的高度为普通平键的60~70%，也分圆头、平 头、单圆头三种。传递扭矩能力低，常用于薄壁结构、 空心轴等径向尺寸受限制的场合。
普通平键联接
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导向平键 结构特点：长度较长，需用螺钉固定。 为便于装拆，制有起键螺孔。
零件可以在轴上移动，构成动连接。
60~90 30~45
钢
50
l k
40
l近似为公称长度
30
b N T y≈d/2
2)半圆键连接强度计算
用于静连接，失效形式为表面压溃
2T σp = kld
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≤[σp]
MPa
d
若强度不足时，可采用双键连接。考虑到载荷分布 的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。 双键布置规则： 平键： 按180˚布置； 半圆键：同一条母线上； 楔键： 夹角成90˚ ~120˚ 切向键：夹角成1200~1300 一般键长不宜超过(1.6~1.8)d。 120˚ ~130˚
续表6-1 键 槽 半径r
1 1.4 0.08~0.16 潘存云教授研制 1.8 2.3 2.8 0.16~0.25 3.3 3.3 3.3 3.8 0.25~0.4 4.3 4.4 4.9 5.4 0.4~0.6
2、半圆键连接 优点：定心好，装配方便。 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。
2、渐开线花键 分为α=30 ˚ ，α=45 ˚两种，对应的齿顶高分别为： ha*=0.5m, ha*= 0.4m
d d
l L
B型
b l=L
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对于导向平键连接，主要失效是过度磨损，应限制压强： 4T ≤[p ] p= dhl
许用值
表6-2 键连接的许用挤压应力、许用压力 载 荷 性 质 轮毂材料 静载荷 轻微冲击 冲
钢 铸铁 125~150 70~80 100~120 50~60
击
[ σp ]
[p ]
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潘存云教授研制
应用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的连接。 矩形花键 ----制造容易，应用最广。 类型 渐开线花键 ----用于高强度连接。 三角形花键 ----用于薄壁零件连接。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
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1、矩形花键 齿高不同 轻系列：轻系列的承载能力较小，多用于静连接和 轻载连接； 中系列：中系列用于中等载荷的连接。 定心方式：小径定心----精度高，稳定性好，可磨削 加工。