键的连接选择和校核
键的选择及平键的强度校核
一.键的选择 →(工作要求) 键的类型→按轴径 d选 键的b × h→选键长L(标准 ; 短于轮毂寛度) 表6-1 二.平键的强度校核
1.静联接 →压溃→挤压强度
p
2T 103 kld
p
2.动联接
→磨损→压强
p 2T 103 p
kld
圆头: l =L-b 平头: l =L 单圆头: l =不同时，如何选取？
（一般不会发生键的剪断，故一般不作剪断强度校核）
键的尺寸大小取决于轴径 d，不同轴径 d键的大小不同 一个键的强度不够可采用双键，但只按 1 . 5个计算
键的选择计算一般步骤 工作要求→ 键的类型
依轴径 d → 键的b × h
（查标准）
轮毂寛度B→ 选键长L (L＜B并套标准 ) 强度校核
键与花键(第7章)
C
dm d
D
挤压强度条件：
P
2000 T z hl dm
[ ]P
动联接（耐磨性条件）： P 2000 T [P] z hl dm
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）
4、切向键 两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打 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
工作面
毂
轴
1:100
二、键联接的选择和强度校核
1、选择 类型尺寸： （b×h）×L
由轴径d 由轮毂宽
从标准中选b×h 选键长L（系列值）
由结构确定，而 不是由强度确定。
弹 性 环 的 材 料 为 高 碳 钢 或 高 碳 合 金 钢 （ 65 ， 70 ， 55Cr2 、 60Cr2）并经热处理。锥角一般为12.5~17°，另外要求内、外 环锥面配合良好。
l
L
特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好， 但加工要求较高，应用受限制。
D d
§7—4 销联接
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。
2000T kld
[ ]P
允许传递的扭矩：
T
1 2
kld[
]P
T——扭矩（Nmm）k——工作高度 k=h/2
d——轴径（mm）
l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L C型键：l=L-b/2
L——公称长度
b）剪切强度条件
N 1000T / d 2 2000T [ ]
机械设计习题卡06解答
一、填空题1．键连接的主要类型有平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。
2．普通平键按构造分，有圆头（ A 型）、平头（ B型）及单圆头（ C 型）三种。
3．平键连接的工作面是两侧面，依靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩；楔键连接的工作面是键的上、下面，依靠键的楔紧作用来传递转矩。
4．普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，导向平键连接的主要失效形式是工作面的过渡磨损。
5．在设计中进行键的选择时，键的截面尺寸根据轴的直径而定，而键的长度则根据轮毂的长度而定。
二、单项选择题1．键连接的主要用途是使轴和轮毂之间C 。
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．沿周向固定并传递扭矩D．安装与拆卸方便2．设计键连接时键的截面尺寸通常根据 D 按标准选择。
A．所传递转矩的大小B．所传递功率的大小C．轮毂的长度D．轴的直径3．在载荷性质相同时，导向平键连接的许用压力取得比普通平键连接的许用挤压应力小，这是为了 A 。
A．减轻磨损B．减轻轮毂滑移时的阻力C．补偿键磨损后强度的减弱D．增加导向的精度4．设计键连接的几项主要内容是：a、按使用要求选择键的适当类型；b、按轮毂长度选择键的长度；c、按轴的直径选择键的剖面尺寸；d、对连接进行必要的强度校核。
在具体设计时，一般顺序是： C 。
A．b→a→c→d B．b→c→a→d C．a→c→b→d D．c→d→b→a5．平键连接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应 D 。
A．把键长L增大到1.5倍B．把键宽b增大到1.5倍C．把键高h增大到1.5倍D．安装一对平键6．普通平键连接的承载能力一般取决于 D 。
A．轮毂的挤压强度B．键工作表面的挤压强度C．轴工作面的挤压强度D．上述三种零件中较弱材料的挤压强度7．C型普通平键与轴连接，键的尺寸为b×h×L＝14×9×65，则键的工作长度为A 。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(键、花键、无键连接和销连接)【圣才出品
6.1 复习笔记一、键连接1．键连接概述（1）功能：键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩；有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
（2）主要类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。
①平键连接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扭矩。
平键具有结构简单、装拆方便、对中性好的优点，但是平键连接不能承受轴向力，不能用于轴向固定。
其按用途可分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键。
a.普通平键按构造分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）；b.薄型平键与普通平薄的主要区别是键的高度约为普通平键的60～70%。
但薄型平键传递转矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合；c.导向平键长度较长，需用螺钉固定，为便于装拆，制有起键螺孔；d.滑移距离较大时，所需导向平键过长，制造困难，此时可采用滑键。
②半圆键连接半圆键工作时，靠其侧面来传递转矩。
优点：工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接；缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用于轻载静连接中。
楔键的上下两面是工作面，键的上表面和与它相配合的轮毂键槽地面均有1：100的斜度。
工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向的轴向载荷。
由于楔键楔紧后，轴与轮毂的配合易产生偏心和偏斜，因此主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。
④切向键连接切向键是由一对斜度为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。
当需要传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者之间的夹角为120°～130°。
2．键的选择和键连接强度计算（1）键的选择键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的横截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。
键的长度L一般可由轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂长。
（2）平键连接强度计算平键连接（静连接）的主要失效形式工作面被压溃，通常只按工作面上的挤压应力进行条件性强度计算导向平键连接和滑键连接（动连接）的主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性强度计算式中，l 为键的工作长度，圆头平键ｌ=L -b ，平头平键l =L ；为键、轴、轮毂三者p σ⎡⎤⎣⎦中最弱材料的许用挤压应力；[p ]为键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力。
键的设计
七．连接的选择和计算低速轴Ⅲ上键和联轴器的设计计算1. 对连接齿轮与轴的键的计算（1）：选择键连接的类型和尺寸一般7级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接。
由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A）型。
根据d=55（mm）从表6-1中查的键的截面尺寸为：宽度b=16（mm），高度=10(mm)，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=55.5（mm）（比轮毂宽度小些）（2）：校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压用力[错误！未找到引用源。
]=100错误！未找到引用源。
，取中间值，[错误！未找到引用源。
]=110MPa 。
键的工作长度l=L-b=55.5-16=39.5（mm），键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5错误！未找到引用源。
由式（6-1）可得：错误！未找到引用源。
]=110MPa所选的键满足强度要求。
键的标记为：键16×40GB/T 1096—20032. 对联轴器及其键的计算b*h=12*8 d1=42 L=72所以l=L-b=72-12=60 k=0.5h=4错误！未找到引用源。
81.23<110 MPa所选的键满足强度要求。
键的标记为：键12×46GB/T 1096—2003中间轴Ⅱ上键的设计计算1. 对连接小齿轮与轴的键的计算（1）：选择键连接的类型和尺寸一般7级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接。
由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A）型。
根据d=45（mm）从表6-1中查的键的截面尺寸为：宽度b=14（mm），高度h=9(mm)，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=61（mm）（比轮毂宽度小些）（2）：校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压用力[错误！未找到引用源。
]=100错误！未找到引用源。
，取其平均值，[错误！未找到引用源。
]=110MPa 。
键的工作长度l=L-b=61-14=47（mm），键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5错误！未找到引用源。
键连接的选择与校核计算
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。
钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.
F位销：
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.
G吊钩：
在机盖上直接铸出吊钩，用以起吊或搬运较重的物体.
减速器机体结构尺寸如下：
名称
符号
计算公式
=2×65.42 /4×18×35MPa
=51.92MPa< =110MPa
可见连接的强度足够，确定选用键10×8×28
3．齿轮4与轴Ⅳ的键连接
1) 由轴III的设计知初步选用键18×11×68， = =345.92
2) 校核键连接的强度
键、轴和轮毂的材料都是钢，由课本查得许用应力 =100-120MPa，取 =110MPa。键的工作长度 =L-b=68mm-18mm=50mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5×11mm=5.5mm。由式 可得
结果
箱座壁厚
10
箱盖壁厚
9
箱盖凸缘厚度
12
箱座上部凸缘厚度
15
箱座底凸缘厚度
25
地脚螺钉直径
M24
地脚螺钉数目
查手册
6
轴承旁联接螺栓直径
M12
机盖与机座联接螺栓直径
=（0.5~0.6）
M10
轴承端盖螺钉直径
=（0.4~0.5）
10
视孔盖螺钉直径
=（0.3~0.4）
8
定位销直径
=（0.7~0.8）
8
， ， 至外机壁距离
=2×345.92 /5.5×50×60MPa
=41.93MPa< =110MPa
键连接的选择和校核
§7键联接的选择和校核一、Ⅱ轴大齿轮键 1．键的选择选用普通 圆头平键 A 型,轴径d=40mm ,查[1]103P 表6-1，得宽度b=12mm,高度h=8mm, 2．键的校核键长度小于轮毂长度mm mm 10~5且键长不宜超过d 8.1~6.1，前面算得大齿轮宽度 45 ,根据键的长度系列选键长L=36mm 。
(查[1]103P 表6-1) 键，轴，轮毂的材料都为钢，查[1]6-2得许用挤压应力[οp ]=100~120Mpa,取[οp ]=100Mpa.键的工作长度l =L －b=36－12=24mm, 键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm由式[1]6-1得οp =33210299.201042440T kld ⨯⨯⨯=⨯⨯=51.67Mpa 所以所选用的平键强度足够。
§10减速器箱体设计及附件的选择和说明一、箱体主要设计尺寸二、附属零件设计 1窥视孔和窥视孔盖 其结构见[2]表14-4 p 133, 其尺寸选择为：5,4,8,7,110,125,140,150,165,180321321==========R n d b b b l l l δ2.通气塞和通气器 通气器结构见[2]表14-9,p136主要尺寸：M16x1.5,D=22,D 1=19.8,S=17,L=23,l=12,a=2,d1=5 3.油标、油尺由于杆式油标结构简单，应用广泛，选择杆式油标尺，其结构见[2]表14-8p135其尺寸选择为:M124.油塞、封油垫其结构见[2]表14-14 p139其尺寸选择为:M20X1.55.起吊装置选择吊耳环和吊钩结构见[2]表14-12 p1376.轴承端盖、调整垫片查[2]表14-1 p132。
机械设计习题卡06答案
一、填空题1．键连接的主要类型有平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。
2．普通平键按构造分，有圆头（ A 型）、平头（ B型）及单圆头（ C 型）三种。
3．平键连接的工作面是两侧面，依靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩；楔键连接的工作面是键的上、下面，依靠键的楔紧作用来传递转矩。
4．普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，导向平键连接的主要失效形式是工作面的过渡磨损。
5．在设计中进行键的选择时，键的截面尺寸根据轴的直径而定，而键的长度则根据轮毂的长度而定。
二、单项选择题1．键连接的主要用途是使轴和轮毂之间C 。
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．沿周向固定并传递扭矩D．安装与拆卸方便2．设计键连接时键的截面尺寸通常根据 D 按标准选择。
A．所传递转矩的大小B．所传递功率的大小C．轮毂的长度D．轴的直径3．在载荷性质相同时，导向平键连接的许用压力取得比普通平键连接的许用挤压应力小，这是为了 A 。
A．减轻磨损B．减轻轮毂滑移时的阻力C．补偿键磨损后强度的减弱D．增加导向的精度4．设计键连接的几项主要内容是：a、按使用要求选择键的适当类型；b、按轮毂长度选择键的长度；c、按轴的直径选择键的剖面尺寸；d、对连接进行必要的强度校核。
在具体设计时，一般顺序是： C 。
A．b→a→c→d B．b→c→a→d C．a→c→b→d D．c→d→b→a5．平键连接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应 D 。
A．把键长L增大到1.5倍B．把键宽b增大到1.5倍C．把键高h增大到1.5倍D．安装一对平键6．普通平键连接的承载能力一般取决于 D 。
A．轮毂的挤压强度B．键工作表面的挤压强度C．轴工作面的挤压强度D．上述三种零件中较弱材料的挤压强度7．C型普通平键与轴连接，键的尺寸为b×h×L＝14×9×65，则键的工作长度为A 。