第十一章 轴和键销
《机械基础》教案电子教案
韶关市振华中等职业学校教案科目：_《机械基础》_____教师：__叶爱国__________班级：__19数控_________学期：2019-20120第二学期（网课）课时教案第周时间：2020年3 月4-6 日第周时间：2020年3月10日第周时间：2020年3 月13 日第周时间：2020年3 月13 日第周时间：2020年3 月17 日图1-1液压千斤顶工作原理图1—杠杆手柄2—小油缸3—小活塞4，7—单向阀5—吸油管6，10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止阀12—油箱通过对上面液压千斤顶工作过程的分析，可以初步了解到液压传动的基本工作原理。
液压传动是利用有压力的油液作为传递动力的工作介质。
压下杠杆时，小油缸2输出压力油，是将机械能转换成油液的压力能，压力油经过管道6及单向阀7，推动大活塞8举起重物，是将油液的压力能又转换成机械能。
大活塞8举升的速度取决于单位时间内流入大油缸9中油容积的多少。
由此可见，液压传动是一个不同能量的转换过程。
1、简化模型在液压传动中，人们利用没有固定形状但具有确定体积的液体来传递力的运动。
下图是一个经过简化的液压传动模型。
图中有两个直径不同的液压缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。
如图活塞5上有重物W则当活塞1上施加的力F达到一定大小时，就能阻止重物W下降。
多媒体课件演示通过对机床工作台液压传动系统的分析使学生建立压力决定于负载的概念指出这是本章的重点：适当放慢速度，要求学生学会。
重点内容结合板书便于学生记笔记。
加深理解和记忆。
第周时间：2020年3 月20 日第周时间：2020年3 月20 日5分钟100分钟复习旧课讲解作业一、导入新课人的心脏是怎样工作的？二、新课液压泵——液压系统的动力元件，它把电动机或其他原动机输出的机械能转换成液压能。
其作用是向液压系统提供压力油。
液压泵工作原理三、液压泵的类型及图形符号1．按结构：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵2.按输油方向：单向泵、双向泵3.按输出流量：定量泵、变量泵4. 按额定压力：低压泵、中压泵、高压泵图像符号四、常用液压泵1.齿轮泵：外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵2. 叶片泵：单作用式叶片泵和双作用式叶片泵3. 柱塞泵：径向柱塞泵（淘汰）和轴向柱塞泵4. 螺杆泵：转子式容积泵和回转式容积泵在公屏提问视频连线学生提出自己的看法联想生活中常见泵看视频PPTPPT慕课视频复习知识点，为下讲做好铺垫引入新课通过图像了解液压泵的工作原理。
《机械基础》课程标准
《机械基础》课程标准一、基本信息课程名称：机械基础总学时：95适用对象 : _____ 机械加工专业中专二年级学生__开课学期：第三学期至第四学期二、编写说明（一）课程的性质本课程是机械加工专业的专业必修课，让学生联系实践进行理论学习，让学生掌握机械基础知识，同时培养学生的机械分析能力，为这些专业的学生学习后续专业课程提供一个专业基础知识平台。
（二）课程教学目标和基本要求知识目标：通过该课程的教学，使学生熟悉机械传动原理、特点；掌握通用机械零件的工作原理、特点、结构及标准；掌握常用机构的工作原理、运动特性；初步具有分析一般机械功能和运动的能力；初步具有使用和维护一般机械的能力；简单了解机械传动及液压传动等内容。
能力目标：（1）通过学习，学生能基本达到在无老师指导的情况下，能独立分析机械的组成、使用维护、简单机械零件的设计；（2）具有分析常用机构运动特性的能力；（3）初步具有简单设计机械及传动装置的能力；（4）具有应用标准、手册、图册等有关技术资料的能力（5）初步具有把理论计算与结构设计、结构工艺等结合起来解决设计问题的能力具有机械设计实验技能（6）具有对常用机构及通用机构零部件进行维护的能力综合素质：（1）加强学生创新设计能力的培养（2）培养学生自我学习能力（3）培养学生使用工具能力（4）培养学生与人协助的能力（三）课程的重点和难点本课程的讲授跨两个学期，分为《基础知识》、《机械传动》、《机械零部件》和《液压、气压传动》四部分。
本课程重点是基础知识模块； 掌握机械传动 , 培养分析问题和解决问题的能力；难点是基础知识模块。
《基础知识》的重点章节是第七章、第八章。
难点章节是第七章。
《机械传动》的重点章节是第一章、第二章、第四章、第五章。
难点章节是第五章。
《机械零部件》的重点章节是第十章、第十一章、第十二章。
难点章节是第十一章。
《液压、气压传动》的重点章节是第十三章。
难点章节是第十三章。
（四）课程教学方法与手段《机械基础》教学以启发式教学法为主， 在教学中要多开展实践教学的教学活动。
其他常用机构(九)、轴(十)、键销连接(十一)测试题(附答案)
其他常用机构（九）、轴（十）、键销连接（十一）（答案）一、选择题1、下列各轴中，哪一种轴是转轴( B )A. 自行车前轮轴（固定心轴） B．减速器中的齿轮轴（转轴）C．汽车的传动轴（传动轴） D．铁路车辆的轴（转动心轴）2、轴肩与轴环的作用是什么( A )A．对零件轴向定位和固定 B．对零件进行周向固定C．使轴外形美观 D．有利于轴的加工3、平键标记：键B12X30 GB1096—79中，12X30表示什么（ C ）A．键宽×键高 B．键高×键长C．键宽×键长 D．键宽×轴径4、半圆键联接当采用双键时两键应 D 布置。
A.在周向相隔90ºB.在周向相隔120ºC.在周向相隔180ºD.在轴向沿同一直线5、当轴上零件受较大轴向力且与其它零件距离较远时，其轴向定位的方法应当为A＿A．轴肩与圆螺母 B.轴肩与套筒 C.圆螺母与弹性档圈 D.轴肩与弹性档圈6、接受载情况，轴有三种，以自行车前中后三轴为例＿D＿的说法是正确的A.前中后三轴都是心轴B.前中为心轴后轴为转轴C.前后为心轴，中轴为传动轴D.前后为心轴，中轴为转轴7、轴上零件的轴向固定，最常见的是用A＿＿固定的方法A.轴肩与轴环B.圆螺母C.弹性挡圈8、下列联接中属于紧键联接的是＿C＿＿＿A.平键联接B.半圆键联接C.楔键联接D.花键联接9、以下键联接中，对轴上零件有轴向固定作用的是＿B＿A.平键联接B.楔键联接C.半圆键接D.花键联接10、半圆键多用于＿A＿联接A.锥形轴辅助性B.变载、冲击性C.可滑动性D.轴端11、平键联接采用＿B＿制配合A.基孔B.基轴C.无基准件12、汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是__ C ____。
A. 心轴B.转轴C. 传动轴13、A型普通平键的形状是 B 。
A.单圆头B.圆头C.方头14、下面哪种机构不是换向机构（ A ）。
（完整版）第十一章键、销及其连接的测试题（附答案）
（完整版）第十一章键、销及其连接的测试题（附答案）第十一章键、销及其连接的测试题姓名分数一、选择题1、切向键联接的斜度是做在 C 上的。
A．轮毂键槽底面 B．轴的键槽底面C．一对键的接触面 D．键的侧面2、平键标记：键B16×70 GB1096-79，B表示 C 平键，16×70表示 F 。
A．圆头 B．单圆头 C．方头 D．键宽×轴径E．键高×轴径 F．键宽×键长 G．键高×键长3、采用两个平键联接时，一般设在相隔D ；采用两个切向键时，两键应相隔 C 。
A．0° B．90° C．120°—135° D．180°4、普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 D 。
A．沿轴向固定并传递轴向力B．沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C．安装与拆卸方便 D．沿周向固定并传递转矩5、能构成紧连接的两种键是 C 。
A. 楔键和半圆键B. 半圆键和切向键C. 楔键和切向键D. 平键和楔键6、设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据C 由标准中选择。
A. 传递转矩的大小B. 传递功率的大小C. 轴的直径D. 轴的长度7、花键连接的主要缺点是 B 。
A. 应力集中B. 成本高C. 对中性与导向性差D. 对轴削弱8、在键的连接中工作面是上、下两个面的是（）A.普通平键B.锲键C.半圆键（B）9、一普通平键的标记为：键12×80GB1096－2003此键的类型为（）A.圆头普通平键B.方头普通键C.半圆头普通平键（A）10、普通平键按键的形状不同分为三种类型其中A型普通平键端部形状为（）A.圆头B.方头C.半圆头（A）11、在普通平键中应用最广的是（）A.A型B.B型C.C型（A）12、对中性好、常用于轴端为锥形表面连接中的键是（）A.普通平键B.半圆键C.切向键（B）13、具有结构简单、工作可靠、装拆方便和标准化等特点的连接是（）A.胶接B.焊接C.键连接（C）14、平键连接中、键的上表面与轮毂键槽底面应（）A.紧密配合B.留有一定间隙C.过渡配合（B）15、在键的连接中、多齿承载、承载能力高且齿浅、对轴的强度削弱小的键连接是（）A.普通平键B.花键C.切向键（B）16、平键连接配合常采用（）A.基轴制B.基孔制C.视实际情况而定（A）17、销连接的主要作用是（）A.定位B.装配时的辅助零件C.安全装置（A）18、若将平键加长、可用作（）A.滑键B.切向键C.导向平键（C）19、楔键连接中，键侧与键槽有一定的（）。
《机械基础》第十一章 键、销及其连接同步练习
第十一章键、销及其连接同步练习一、单项选择题1.键是一种用于连接轴和零件的机械连接元件。
键的作用是( )A.传递扭矩和转动B.传递线性运动C.固定零件D.减震和减速2.键的类型主要包括平键、圆键和切向键。
以下哪种键适用于传递较大的扭矩( )A.平键B. 圆键C.切向键D.以上都可以3. 键的选择应考虑轴和零件的什么因素( )A. 直径B.材料C. 长度D. 所有选项都对4.键槽是用于安装键的凹槽。
键槽的宽度应该比键的宽度大还是小( )A.大B.小C.相等D.不相关5.键的材料选择应考虑键的工作条件和所需的强度。
以下哪种材料通常用于制造键( )A.铝B. 铜C.钢D.塑料6.以下哪种连接形式适用于要求较高的传递扭矩和转动精度的场合( )A.滑键连接B. 压键连接C.两者都适用D.都不适用7.键的连接方式是通过键槽和键来实现的。
键的安装应该在轴和零件的哪个位置进行( )A.中心位置B.两端位置C.任意位置D.不确定8.键的设计中，键的宽度和高度应根据什么因素确定( )A.材料B.直径C.扭矩D.转速9.键的和选择对于轴和零件的非常重要。
正确选择和设计合适的键有助于什么( )A.提高生产效率B.减少零件成本C.提高传动效率和稳定性D. 提高外观质量10.在键连接中，键的材料有什么性能( )A.耐高温B.耐磨性C. 导热性好D.透明性好二、判断题1.（）键是用来固定连接轴和轴套的零件。
2.（）一般情况下，键的选用应尽量使剪切应力作用在键的断面上，而不作用在键与轴、轴套的连接面上。
3.（）键的工作原理是通过摩擦力使轴和轴套固定。
4.（）键连接是一种常用的非永久性连接方式，可以方便地卸和装配。
5.（）销是一种常用的连接零件，用于连接两个零件传递力和转矩。
三、简答题1.请简要解释一下什么是键连接及其作用。
2.销连接和键连接的区别，它们各自适用于什么样的情况。
第十一章键、销及其连接同步练习及答案&解析一、单项选择题1. 键是一种用于连接轴和零件的机械连接元件。
《机械基础》(教程全集)11、12章
2.轴上零件的轴向固定 轴上零件的轴向位置必须固定，以承受轴向力或不产生轴向移动。 轴向定位和固定主要有两类方法：一是利用轴本身部分结构，如轴
肩、轴环、锥面、过盈配合等；二是采用附件，如套筒、圆螺母、 弹性挡圈、轴端挡圈、紧定螺钉、楔键和销等，详见表11-2。
3.轴上零件的定位 图11-9定位轴肩的结构尺寸 轴上零件利用轴肩或轴环来定位是最方便而有效的办法，如图11-8
11.3轴的结构设计 轴的结构设计主要是确定轴的结构形状和尺寸。由于影响轴结构的 因素很多，故其结构设计具有较大的灵活性和多样性，但一般来说 需满足如下要求： 1)为节省材料、减轻质量，应尽量采用等强度外形和高刚度的剖面 形状； 2)要便于轴上零件的定位、固定、装配、拆卸和位置调整； 3)轴上安装有标准零件(如轴承、联轴器、密封圈等)时，轴的直径 要符合相应的标准或规范； 4)轴上结构要有利于减小应力集中以提高疲劳强度； 5)应具有良好的加工工艺性。多数情况采用阶梯轴，因为它既接近 于等强度，加工也不复杂，且有利于轴上零件的装拆、定位和固定。
图11-4 曲轴
图11-5 挠性轴
a)结构图b)实物图
直轴按形状又可分为光轴、阶梯轴和空心轴三类。 (1)光轴光轴的各截面直径相同。它加工方便，但零件不易定位(图1 1-6a)。
(2)阶梯轴轴上零件容易定位，便于装拆，一般机械中常用(图11-6 b)。 (3)空心轴图11-7所示为空心轴。它可以减轻质量、增加刚度，还可
图11-2传动轴
图11-3转轴
11.1.2按轴线的几何形状分类 按轴线的几何形状不同，轴可分为直轴、曲轴和挠性轴三类。 曲轴(图11-4)常用于往复式机械(如曲柄压力机、内燃机)中，以 实现运动的转换和动力的传递。挠性轴是由几层紧贴在一起的钢 丝层构成的(图11-5)，它能把旋转运动和转矩灵活地传到任何位 置，但它不能承受弯矩，多用于转矩不大、以传递运动为主的简 单传动装置中。机械中最常用的是直轴，它是本章研究的对象。
11键、销及其连接
沿轴和轮毂孔周向均匀分布的多个键齿相互啮合而 成的连接，称为花键连接。分外花键和内花键
应用特点：承载能力高且齿浅，对轴的强度削弱小； 对中性及导向性能好；加工需专用设备，成本高。 按齿形不同分：矩形花键连接、渐开线花键连接 矩形花键：形状简单，加工方便，定心精度高、定心稳 定性好，应力集中较小、承载能力较大，应用广泛。 渐开线花键：制造精度较高、齿根强度较高、应力集中 小、承载能力大、定心精度高，用于载荷较大、定心精 度要求较高、尺寸较大的场合。 四、楔键和切向键连接 1、楔键 1）分类：有普通楔键和钩头楔键两种。 2）上、下表面为工作面侧面与键槽不接触。 3）结构：1:100 单向斜度 4）应用特点：（1）靠键打入键槽，挤压连接，传扭；
制配合，按键宽配合的松紧程度不同，分为
连接、和
连接三种。导向平键宜采用
4．圆头普通平键 b h L =20mm×12mm×56mm 的标记为
。
5．销分
和
两大类。销连接主要用于
、
，还可用作
中
的被切断零件。
6．根据直轴所受的载荷不同，可将其分为
、
和
三类。
7．轴上用来支承加转零件的部位称为
支承的部位称为
。
3．齿轮减速器中一齿轮副传动比 i =4，齿轮模数 m =2mm，主动齿轮齿数 z1 =28。 试估算确定输出轴的直径。
118
112
课堂教学安排
教学过程 复习旧知
内容新授
主要教学内容及步骤 1、键的分类 2、平键的配合种类 3、由键的功用导入销连接
§11-2 销连接
功用：主要用于定位，即固定零件间的相对位置； 组合加工和装配时的辅助零件； 轴与毂之间的连接或其他零件的零件连接； 安全销。
轴毂连接(键花键无键联接销联接)
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，构成动联接。
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
起键螺孔
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。
单圆勾头滑键 结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。
t
A型
h b L
高度较小，承载能力较低，多用于载荷较轻，直径较小的静联 接。特别适用于薄壁零件的联接。
二、花键联接强度计算 失效形式：工作面被压溃（静联接）； 工作面过渡磨损（动联接） 一般只验算挤压强度和耐磨性。 设各齿压力的合力作用在平均半径rm处，取不均匀系 数ψ =0.7~0.8，则花键联接所能传递的扭矩为： 静联接： T =ψzhlrm[σp ] 动联接： T =ψzhl rm[p ] rm=(D+d)/4 l为接触长度； h为齿面工作高度； h =(D – d)/2 –2C C为齿顶倒圆半径；
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。
配合部 分形状
柱体 锥体
----只能传递扭矩 ----能同时传递扭矩和轴向力，用于不 允许有间隙和要求高可靠性的场合。
型面联接的特点： 1)装拆方便，对中性好；
安装时用 力打入 工作面
类型：普通楔键、钩头楔键。
钩头是用来拆卸用的
拆卸空间
在重型机械中常采用切向键----一对楔键组成。
窄面 工作面
d 斜度1：100
装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生 的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要 两对切向键分布成120~130 ˚ 。
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花键分类
按齿廓形状分：矩形、渐开线形、三角形
（1）矩形花键
（2）渐开线花键
矩形花键联接为小径定心，
定心方式为齿侧定心，各
定心精度高，定心稳定性好 齿均匀承力，强度高，使用寿
命长。
二、销连接
(一)销的功用 销主要用于零件之间的定位，也可用于零
件之间的联接，但只能传递不大的扭矩。
配作的销孔
圆柱销
圆柱销 配作的销孔
特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。
(3)楔键
斜度1：100 普通楔键 钩头楔键
安装时用 力打入
拆卸空间
轮毂斜度 1：100
楔键分为普通楔键和钩头楔键。 两侧面相互平行，上、下面为工作表面，有1：100斜度 工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，适用于低速转动的场合。
不能从另一端将键打出的场合
(4)切向键
结构：两个斜度为1：100的楔键沿斜面拼合而成，上、
下两面为工作面，自两端打入。
特点：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120°～130°。
(5)花键
花键 (spline)联 接1
花键连接由轴上加工出的外花键和毂上加工出的内花键组成。其工作 面是键齿侧。
(二)销的基本形式
销联接
销的基本形式有：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。
圆柱销
圆锥销
内螺纹圆锥销
(三)销的主要作用
定位销——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。
联接销——主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不 大的载荷
安全销——主要用于安全保护装置中的过载剪断元件 ，右图
§1-3 键、销及其联接
一、键的功用、种类
（一）键的功用
实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩。有
些用于实现轴上零件之间的轴向固定或轴向移动。
主动齿轮
键1
键2
轴
传动齿轮
（二）键联接的类型
主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键、花键
平键
半圆键
钩头楔键
花键
齿轮
(1)平键
分为普通平键和导向平键、滑键 普通平键分A型、B型、C型。
销套
安全销
(四)销的类型
圆锥销
用于固定零件，传递动力，1：50锥度，可自锁， 定位精度较高，允许多于装拆，且便于拆卸
圆柱销 用于定位、连接，不能多于装拆
（否则定位精度下降）
开口销 用于锁紧，其它紧固件
开口销
垫圈 零件
螺栓 槽形螺母ห้องสมุดไป่ตู้
开口销
开口销
开槽螺母 销孔
普通平键
A型
B型
C型
导向平键与滑键
用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接。
导向键：键不动，轮毂轴向移动 移动量不大
滑键：键随轮毂移动 移动量较大
平键特点：两侧面为工作面，对中性良好，结构简单， 拆卸方便，但不能轴向固定轴上的零件。
工作面
(a)
(b)
(2)半圆键
上表面为一平面，下表面为半圆形，两侧面相互平行， 两侧面为工作面，键在轴槽中能绕槽底圆弧曲率中心摆动。