键、花键联接特点和形式
花键联接
花键联接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——适用于动、静联接。
一、类型、特点和应用1、特点：1）齿较多、工作面积大、承载能力较高；2）键均匀分布，各键齿受力较均匀；3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱小；4）轴上零件对中性好；5）导向性较好；6）加工需专用设备、制造成本高。
2、花键类型按齿形分：①矩形花键已标准化——制造容易、应用广泛，分轻、中、重、矩形花键定心方式：内径定心（新标准）—定心精度高，定心稳定性好，配合面均要研磨，磨削消除热处理后变形，加工较复杂，且硬度可高些。
当HRC>40，用外径定心不适合时，或D>120mm （工艺上不经济或达不到要求时），单件生产时采用。
外径定心—轴、孔加工简单（孔拉削）精度高，HRC过高，拉削加工困难（一般HRC<40），但现在可通过高频淬火提高硬度，拉削以后再热处理，加工性能变好，一般均可用外径定心。
侧面定心—定心精度不高，但载荷分布均匀，承载能力高，但零件易移动，侧面易磨损，使对中性变坏。
适于定心要求不高的重载联接（静联接）。
外径定心，内径定心，尺侧定心矩形花键连接②渐开线花键（GB34781-83）渐开线花键齿廓为渐开线，可用齿轮机床加工，工艺性较好，制造精度高，齿根圆角大，应力集中小，易于对心。
但加工花键孔用渐开线拉力制造复杂，成本高，适宜于传递大扭矩，大直径轴。
渐开线花键齿形：①α=30°和α=45°；②ha=0.5m（m为模数）；③不根切最小齿数Ｚmin=4(一般Ｚ≥１０)定心方式：齿形定心——能自动定心，有利于各齿均载，应用广，优先采用。
3、三角形花键内花键齿为三角形外花键齿为渐开线（α=45°）加工方便，定心方式：齿侧定心三角形花键——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。
二、花键联接的设计计算设计：选花键类型→按轴径D定花键尺寸（矩形：Z—D×d×b）→验算联接强度失效形式：①键齿的压溃（静联接）；②磨损（动联接）；③齿根剪断∴一般进行挤压强度或耐磨性验算设：工作载荷沿键的工作长度l 均匀分布。
键和花键联接
第四章键和花键联接§4-1 键联接轴毂联接：轴与轮状零件的轮毂的联接。
L---键的公称长度，mm。
b---键宽，mm。
[]σ---许用挤压应力，MPa，表（6-1）。
p计算后若发现键的余量很大，可减小L或选较小尺寸的键。
若发现强度不足：若轮毂可加长，增加L ；若允许键的尺寸加大，增大键的尺寸；并非增大L---增大传力，由于误差，当d l 25.2≥时，再增大L ，并不能增大承载能力。
()d l 8.1~6.1max ≤若用单键不足，可用双键180布置或三键120布置。
这样布置，制造方便，对受力有利，对中性好。
计算时，二键、三键因受力不均，每键只75%承受载荷。
平键联接标注示例：A 型，b=16mm,h=10mm,L=100mm 键16*100 GB1096—79B 型 键B 16*100 GB1096—79C 型 键C 16*100 GB1096—79 （2） 薄型平键薄型平键与普通平键的区别是：键高是普通平键的60~70%，也分A 、B 、C 型，但传递扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及径向尺寸受限制的场合。
当被联接零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时，须用导向平键或滑键组成动联接。
（3） 导向平键导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，轴上传动零件可沿键作轴向滑移。
若零件滑移距离较大时，所需导向平键长度过大，制造困难，宜用滑键。
型号：A 、B 型，适用与移动距离不大的场合。
（4） 滑键轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，所以键在键槽中能绕其几何中心摆的配合，只适用与对中性要求不高，低速、轻载、载荷平稳的场合。
为便于拆卸，楔键最好用于轴端。
若用于轴中部又不能先装键时，轴上键槽至少应为2L。
钩头楔键拆卸较方便，但注意加安全罩。
失效：相互楔紧的工作面被压溃。
所以应校核各工作面的抗挤压强度。
强度计算：()[]MPa fd b bl T p p σσ≤+=610*123§4-2 花键联接花键联接由外花键和内花键组成。
键连接的分类及特点
键连接的分类及特点
1. 平键连接呀，那可是很常见的一种呢！就像你和你最好的朋友一样，关系稳稳的。
比如轴和齿轮的连接，平键就是它们之间可靠的“友谊桥梁”。
2. 半圆键连接呢，虽然不那么常用，但关键时刻也很顶用啊！好比球队里的替补队员，平时可能不显眼，需要的时候能发挥大作用。
像一些轻负荷的连接就会用到它。
3. 锲键连接可就厉害了哦！它就像大力士，能承受很大的力。
像大型机械的一些关键部位可能就有它的身影，给人一种很踏实的感觉呢。
4. 切向键连接呀，这种比较特别一点啦！就好像是独特的存在，不常见但有它的专门用途。
在一些特定场合，它能提供稳固的连接。
5. 花键连接呢，那可真是精致又好用呀！就如同一件精美的工艺品，不仅好看还实用。
很多精密仪器的连接都能看到它哦。
6. 钩头楔键连接，它相对就比较小众咯！但也有它自己独特的地方呀，有点像隐藏的高手。
7. 导向平键连接，这就像是一个指引方向的小能手呀！在需要有导向作用的地方，它总是能发挥作用。
比如某些滑动部件的连接。
我的观点结论：键连接的种类真不少，每种都有自己的特点和用处，在不同的场合都能发挥重要的作用呢！。
6 第六章 键和花键连接解析
采用双键时，不能相隔180°,应位于轴的同一母线上。
3、楔键联接
1： 100
工作面
方头楔键 钩头楔键 普通楔键：上、下面为工作表面，有 1 ：100斜度（侧面有 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 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2倍才能装入。且要罩安全罩
2000 T 动联接（耐磨性条件）： P = ≤ [P] ψzhldm
（表6-3）
T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm）dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm） [σ p ]：许用挤压应力，查表 [p]：许用压力，查表。
§6—3 无键联接
普通平键的主要尺寸 （表6-1）
失效形式：压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者） 磨损（动联接） 键的剪断（较少） 1、平键联接的强度校核 a)
N 1000 T / 挤压强度条件为：σP = = kl kl
d
2
=
2000 T
kld
≤ [ σ ]P
允许传递的扭矩： T =
1 kld[ σ ] P 2
3、定心方式： 矩形——内径定心； 渐开线——齿面定心； 其它 定心 方式
4、渐开线花键特性： （1）齿对称布置，受载均匀； （5）可用于“动”、“静”；
（2）齿浅，应力集中↓；
（3）承载↑； （4）定心好；
（6）渐开线较矩形根部↑，承
载↑， 定心精度高，宜用于载
荷大、尺寸大场合。
三角形花键——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，应用较少
键花键联接
开口销
销孔的加工
No Image
4T [ ] 1:100斜面
材料
键的材料采用强度极限σB不小于600MPa 的碳素钢，通常用45钢。当轮毂用非铁金 属或非金属材料时，键可用20或Q235钢。
选择
键的截面尺寸应按轴径d从键的标准中 查取；键的长度L可参照轮毂长度从标准 中选取。必要时应进行强度校核。
失效形式
平键联接的主要失效形式是工作面的 压溃和磨损(对于动联接)。除非有严重过 载，一般不会出现键的剪断。
花键联接
轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接称为花 键联接。齿的侧面是工作面。
特点：由于是多齿传递载荷，所以花键联接比平键联 接具有承载能力高，对轴削弱程度小(齿浅、应力集中 小)，定心好和导向性能好等优点。
应用：它适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移 的联接。
分类
花键联接可以做成静联接，也可以做成动 联接，一般只验算挤压强度和耐磨性。
方头键用盘形铣刀加工，轴的应力集中较小。 单圆头键常用于轴端。
A型
B型
C型
普通平键
A型
B型
C型
导向平键
导向平键较长，用螺钉固定在轴槽中，为 便于装拆，在键上制出起键螺纹孔。
其实现轴上零件的轴向移动，构成动联接。 如变速箱的滑移齿轮采用导向平键。
键联接设计内容 (1)选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求 (2)尺寸选择：按轴径d选键的截面尺寸b×h(查标准) (3)键长选择：L=轮毂长-（5～10）mm（查标准） (4)强度校核：
Dd
分类
矩形花键，可查得大径D、小径d、键宽 B(以上单位为mm)和齿数z，设各齿压力的 合力作用在平均半径rm处，载荷不均匀系数K ＝0.7～0.8，则联接所能传递的扭矩：
(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。
花键基础知识
（2）渐开线花键联接
特点：渐开线花键的齿廓为 渐开线，分度圆压力角有30 及45两种。后者齿数多、模 数小，多用于轻载和直径小的 静联接，特别适用于轴与薄壁 零件的联接。
可以利用制造齿轮的加工 方法来加工，工艺性较好。
应用：它常用于载荷较大，定心精度要求高及尺寸较大的联接。
键、花键
第一节 键联接
键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上零件， 起周向固定零件的作用，在轴与轴上零件间传递运动 或扭矩；而导键、滑键、花键还可作为轴上移动零件 的导向装置。
一、键联接的类型和工作原理 1．平键联接
平键的两侧面是工作面， 上表面与轮毂上的键槽底部之 间留有间隙，键的上、下表面 为非工作面。工作时靠键与键 槽侧面的挤压来传递扭矩，故 定心性较好。 根据用途，平键又可分为 普通平键 导向平键 滑键
2.花键联接的类型 按齿形不同，分为矩形花键渐开线花键两种。 （1）矩形花键联接 按键齿高不同分轻、中两个系列 。轻系列常用于轻载或 静联接，中系列多用于载荷较大或动联接。矩形花键的基本 尺寸系列见GB1144－87。 定心方式 小径、齿宽和大径等三种 。 国家标准规定为小径定心 。 应用 应用广泛。如飞机、汽车、拖 拉机、机床制造业及一般机械 传动装置等。
第二节
花键联接
一、花键联接的特点与类型选择
花键联接是将具有均布的多个凸齿的轴置于轮毂相应的凹 槽中所构成的联接。其工作面是键齿侧。
1.花键联接的特点
花键联接是多齿传递载荷，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)；
花键联接一般用于定心精度要求高和载荷较大的地方。 花键加工需用专门的设备和工具，成本较高。
第六章键连接和花键连接选用
3.螺钉联接 4.紧定螺钉联接
图6-13 双头螺柱联接 拧入深度H，当螺孔材料为：
钢或青铜H≈ 铸铁H=(1.25~1.5) 铝合金H=(2~2.5) =(0.3~0.5)d =(0.7~1.2)d
A.tif
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
一、键联接的类型、特点和应用
2.半圆键联接
图6-2 导向平键和滑键联接 a)导向平键联接 b)滑键联接
第六章键连接和花键连接选用
一、键联接的类型、特点和应用
3.楔键联接和切向键联接
图6-3 半圆键联接 a)结构图 b)应用场合
第六章键连接和花键连接选用
一、键联接的类型、特点和应用
图6-4 楔键联接
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
(8)牙型斜角β 轴向剖面内，螺纹牙型两侧边与螺纹轴线的垂线间的夹 角。 (9)螺纹接触高度h 内、外螺纹相互旋合后，螺纹接触面的径向距离。
第六章键连接和花键连接选用
一、螺纹的形成及主要参数
表6-4 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸
第六章键连接和花键连接选用 Nhomakorabea一、螺纹的形成及主要参数
表6-4 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
表6-5 螺纹联接件的结构特点及应用
第六章键连接和花键连接选用
二、螺纹联接件与螺纹联接的基本类型及应用
表6-5 螺纹联接件的结构特点及应用
第六章键连接和花键连接选用
第六章键连接和花键连接选用
二、平键联接的选择和计算
图6-6 平键联接的压溃计算
第六章键连接和花键连接选用
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●静联接的强度条件：
强度条 p2件 T d1k30lp
b.动联接
失效形式：工作面过度磨损
●动联接的强度条件：
强度条 p2件 T130p
dkl
T 传递转矩 , N m
k 键与轮毂的接触高度 , k 0 .5 h
h 键高
b 键宽
l 键的工作长度
圆头 l L b
方头 l L
半圆头 l L b 2
两个半圆键——同一条母线上 两个楔键——900~1200布置
●计算时按1.5个键计入
§6-2 花键联接
一．类型（内外之分）. 1．矩形花键：轻系列用于静联接、轻载
中系列用于中等载荷
☆定心方式：小径定心 内、外花键均可用磨削的方法加工。
2．渐开线花键：
α=30°时齿顶高0.5m，用于较大载荷，静动皆可 α=45°时齿顶高0.4m，对轴的削弱比30°的小，用于 载荷较小直径较小的静联接、特别是薄壁零件。
3．楔键：普通楔键、钩头楔键—静联接
工作面为上下两面 ，侧面与键槽间要有间隙
☆☆能承担单向轴向力，既起周向定位作用，也起单向 轴向定位作用 。但会引起偏心和偏斜，主要用于定心 精度要求不高和低转速的场合。
1：100
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
4．切向键—静联接
由一对斜度为1：100的楔键组成，其工作面是由一 对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。单个时只 能传递单向转矩，传递双向转矩时必须用方向相反的 双键且夹角为120°。一般用于直径大于100cm的 轴上，如大型带轮、飞轮
不起轴向定位作用，不能承担轴向力。 (1)普通平键—静联接（轮毂在轴上不移动）
圆头(A型) 方头(B型) 单圆头(C型)
(2)薄型平键—静联接 （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）
(3)导向平键—动联接（轮毂在轴上移动）
(4)滑键—动联接
工作面
(1)普通平键—静联接
圆头(A型) 方头(B型) 单圆头(C型)：用于轴端
工作面为两侧面 顶面与轮毂间要有间隙
工作面
(2)薄型平键—静联接（高度为普通平键的60～70%） （薄壁结构、空心轴、尺寸受限制处：承载能力较低）
圆头(A型) 方头(B型) 单圆头(C型)：用于轴端
薄型平键的分析与普通平键一样
(3)导向平键—动联接：零件滑移距离较小时 用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行
☆定心方式：齿型定心
二．花键联接的强度计算
失效形式：静联接——工作面被压溃
动联接——工作面过度磨损
强度条件p
2T103
zhldm
p
p 2T103 p
zhldm
（公式解释见下页）
载荷分布不均系数 z 花键齿数 l 齿的工作长度 h 齿侧面的工作高度
矩形花键
渐开线花键
d m 平均直径 矩形花键
渐开线花键
p 许用挤压应力 p 许用压力
, 一般 0 . 7 ~ 0 . 8
h D d 2c 2
30 0 时 h m
45 0 时 h 0 . 8 m
dm
D d 2
d m d f d f 分度圆直径
三．花键联接的特点（与平键相比） 1．承载能力强 （受力较均匀，应力集中小） 2．导向性好 3．对中性好 4．互换性好 5．加工复杂，成本高
工作面为两侧面，顶面与轮毂间要有间隙
(4)滑键—动联接：零件滑移距离较大时 滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在键槽中滑行 工作面为两侧面，顶面与轮毂间有间隙（图上未画出）
2．半圆键—静联接
具有自调整性，装配工艺性好但键槽对轴的强度削 弱较大，用于轴端、轻载场合
工作面为两侧面 ，顶面与轮毂间要有间隙
装拆
本章结束
★★无键联接 1·型面联接
装拆方便；对中性好；应力集中小但加工复杂
光滑的非圆形截面
等距曲线
摆线
椭圆形
六角形
正方形
带切口圆形
三角形
2. 胀紧联接
☆☆销联接（销孔需要铰制，槽销除外）
1·销按作用可分为：定位销、联接销、安全销 2·销按形状可分为：圆柱销、圆锥销、槽销等
★定位销用来固定零件之间的相对位置，是加 工、装配时的重要辅助零件，一般不受载，数 目一般不少于2个。 ★联接销用来联接零件，可传递不大的载荷，类 型由工作要求决定，必要时作强度计算。 ★安全销在机器过载时被剪断，作为安全装置。
工作面
二．键联接的设计
1．类型选择：根据键联接的特点、使用要求、工作条件
来选择。
2．尺寸选择：
⑴由轴径d确定键剖面尺寸b×h。
⑵由轮毂宽度L’ 确定键长L。
L
d
★★一般L'=(1.5~2)d， 且 L≤L’，L为标准系列。
L’
3．强度计算 (1)平键联接
a.静联接
失效形式：工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）
d 轴径
p 键 , 轴 , 轮毂三者中最弱材料的 p 键 , 轴 , 轮毂三者中最弱材料的
许用挤压应力 许用压力
(2)半圆头键联接
失效形式：工作面压溃、 剪切破坏（很少发生）
计算公式与平键静联接一样，但k应查标准，l≈L
4·增加联接强度的措施 a. 增加键长： L≤(1.6~1.8)d b. 采用双键联接： ●注意布置：两个平键——1800布置
键、花键联接特点和形式
第六章 键、花键联接
§6-1 键联接 §6-2 花键联接 §6-3 其它联接形式
轴毂联接的功用： 对轴上零件进行周向固定，并传递转矩。
轴毂联接的分类：
1·键联接 2·花键联接 3·无键联接 4·销联接
§6-1 键联接
一．类型：（有四种）
1．平键（静联接、动联接）：只起周向定位作用