键花键无键连接和销连接
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。
机械设计第八版键花键无键联接销连接
> 65~75 20 12 > 75~85 22 14
宁夏大学专用
键旳尺寸
续表6-1 键槽
C或r
L
t
t1 半径r
0.16~0.25
6~20
6~36 8~45
1.2 1 1.8 1.4 0.08~0.16
潘存云教授研制
2.5 1.8
10~56 3.0 2.3
0.25~0.4 0.4~0.6
14~70 3.5 2.8 18~90 4.0 3.3 22~110 5.0 3.3 28~140 5.0 3.3 36~160 5.5 3.8 45~180 6.5 4.3 50~200 7.0 4.4
潘存云教授研制
(3)载能力高; 因齿槽浅，齿根应力集中小 齿数多，总接触面积大
(4)轴上零件与轴旳对中性好；对高速及精密机器很主要
(5)导向性好; 对动连接很主要
(6)可用磨削措施提升加工精度 及连接质量。
缺陷：齿根仍有应力集中，需专 用设备制造，成本高。
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
应用：定心精度要求高、载荷大，或经常滑移旳连接。
间隙
特点：定心好、装拆以便。
一般平键 种类
导向平键
潘存云教授研制
轴
工作面
潘存云教授研制
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
一般 圆头(A型) 用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。
平键 平头(B型) 用盘铣刀加工，轴旳应力集中小。
构造 单圆头(C型) 用于轴端
盘铣刀
A型
B型
C型
潘存云教授研制
一般平键应用最广。
作者： 潘存云教授
二、平键连接旳强度校核
第六章 键、花键、无键联接和销联接(1)
（一）型面联接
§5—3 无 键 联 接
是利用非圆截面的轴与相应轮廓的毂孔配合而构成的连接。
特点：没有应力集中源，对中性好，承载能力强，装。
（二）胀紧联接 利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载
保护作用。
弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（65，55Cr2、60Cr2） 并经热处理。锥角一般为12.5~17°。
失效形式：①键齿的压溃（静联接） ②磨损（动联接） ③齿根剪断
挤压强度条件：
P
2000T z hl dm
[ ]P
动联接（耐磨性条件）：
P 2000T [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）
键的两个窄面是工作面，其中一个面在通过轴心线的平面内， 工作面上的压力沿轴的切线方向作用，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°。
二、键的选择和键联接的强度校核
1．键的选择
键:45钢,σB < 600 MPa ⑴ 类型选择：
根据键连接的结构、使用特性及工作条件。 选择时应考虑的情况：
键和滑键三种。 普通平键的端部形状：
圆头（A型）、方头（B型）、单圆头（C型）。
1）普通平键 用于静联接，轴与轮毂间无相对轴向移动
构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩 轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插刀加工。
2）薄型平键 键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接
2）d↑ 3）L↑，但轮毂↑受力不利 4）改用花键
06 键、花键、无键联接和销联接
d
T
k 0.5h
b l L （C型） 2 P : 键、轴、轮毂三者许用压力的最小值，MPa。P106表6-2
l L b（A型）
l L（B型）
2. 键联接的强度计算
导向平键连接和滑键连接（动连接）
主要失效形式: 工作面被压溃；通常按工作面上 的挤压强度进行校核计算。 强度条件
锥体 ----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
特点：
1) 装拆方便，对中性好；
2) 联接面上没有键槽和尖角，减少了应力集中；
3) 可传递较大的扭矩； 4) 切削加工有难度，不易保证配合精度。目前应用还不广泛。
（一）型面联接
常用联接型面有：
D
带切口的圆形 方形 六边形 等距曲线
§6－1 键联接 §6－2 花键联接 §6－3 无键联接
§6－4 销联接
基本要求
1、熟悉键联接的类型、特点；
2、掌握平键联接的工作原理、结构特点，平 键的剖面尺寸和长度的确定方法及平键联接 强度校核的计算方法； 3、了解花键联接的齿形、特点、工作原理； 4、对销联接、无键联接作一般性了解。
重点内容
§6-3 无键联接
轴与毂的联接不用键或花键
型面联接 胀紧联接
（一）型面联接
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联接。 以前因加工非圆形孔困难，限制了其应用。
但随着成型工艺的发展，促进了型面联接的 应用。
（一）型面联接
配合部 分形状
柱体 ----只能传递扭矩
尺寸选择
平键的截面尺寸 b×h： 根据轴径 d 由标准中查得； 键长 L：应略短于轮毂的长度，并符合标准中规定的 尺寸系列。 导向平键的键长 L----按轮毂的长度及其滑动距离而定。
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。
第6章 键联接解读
安全销
类
型
圆柱销
按形状分
特点： 靠过盈配合固定在销孔中，经多次拆装后，定
位精度和可靠性会降低。
§6－4 销连接
定位销
按用途分 连接销
安全销
拆装
类
方便
型
圆柱销
用于
圆锥销
盲孔
按形状分
特点：
有1:50的锥度， 可反复多次拆装。
螺母锁紧 抗冲击
§6－4 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
§6-1 键连接
薄型平键与普通平键的主要区别：
键的高度约为普通平键的70%~ 60%，因而传递 扭矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径 向尺寸受到限制的场合。
普通平键应用最广。
导向平键 滑键
----用于动连接 如变速箱内的滑移齿轮
固固定定螺螺钉钉
潘存云教授研制
起起键键螺螺孔孔
导向平键
特点： ● 长度较长，需用螺钉固定。 ● 可实现轴上零件的轴向移动，
30 ~ 45
钢
50
40
30
§6-1 键连接
（1） 平键连接强度计算
（2） 半圆键连接强度计算
按工作面的挤压应力进行强度校核计算
---只用于静连接，失效形式为工作面被压溃 注意：
● 接触高度 k 应根据键的尺寸从标准中查取。
● 工作长度近似地取其等于键的公称长度：l = L。
l k
b F
T
y≈d/2
F
F d
h
d
2
b h
k= 2
d
T
§6-1 键连接
普通平键连接的挤压强度条件：
机械设计第六章教案
第六章键、花键、无键连接和销连接课堂类别：理论教学目标：通过本次课的学习，使学生掌握平键、花键联接设计计算方法，了解其它联接的类型与特点教学重难点：重点：平键、花键联接强度计算难点：无教学方法与手段：1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发2.教学手段：课件演示、视频课件主要教学内容及过程一、键联接的类型与构造松键联接——靠侧面挤压，圆用方向剪切承载，工作前不打紧1）平键；2）半圆键；3）花键平键——普通平键；导键与滑键。
普通平键：A型、B型、C型紧键联接：1）楔键联接；2）切向键联接1、平键普通平键——用于静联接—即轴与轮毂间无相对轴向移动，构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工轮毂槽用拉刀或插刀加工。
3）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——键不动，轮毂轴向移动动联接——键随轮毂移动，滑移距离大时采用滑键由（轴径）d 查手册 b （宽）×h （高）×L （长）→强度验算2、半圆键————用于静联接（松联接）轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。
特点：工艺性好，装配方便，尤其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、楔键联接——紧联接普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100斜度（侧面有间隙），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。
二、键联接的强度校核失效形式： 压溃（键、轴、毂中较弱者——静联接）磨损（动联接）键的剪断（较少）1、平键联接的强度校核。
普通平键：a) 则其挤压强度条件为：P d P kldT l k T l k N ][2000/10002σσ≤=⋅=⋅= Mpa ][P σ——许用挤压应力 Mpa T ——扭矩（Nmm ）k ——工作高度 k =oh/2l ——工作长度 d ——轴径（mm ）b ）剪切强度条件：导向平键、滑键（动联接）][1023P kldT P ≤⨯= Mpa[P]——许用比压][2000/10002ττ≤===bldT bl T bl N d ][τ——键的许用剪应力（N/mm 2）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、静联接类型、特点和应用1、特点：2、花键类型 ①矩形花键 ③渐开线花键 ③三角形花键二、花键联接的设计计算无键联接：用非圆剖面的轴与毂孔构成的联接——称成型联接型面联接 轴和毂孔有柱形的和圆锥形的。
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
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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
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第六章键-花键-无键连接和销连接
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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，
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机 械 设 计
上 邓 召 义
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综述
在进行强度校核计算后，如果强度不够，可采用 双键连接。这时一方面应考虑键的合理布置:
机 械 设 计
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第六章键-花键-无键连接和销连接
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滑键：当零件需滑移的距离较大时，因所需导向 平键的长度过大，制造困难，故宜采用滑键。 特点：滑键固定在轮毂上，轴上零件带键在轴 上的键槽(较长)中作轴向移动。 应用：用于轴上零件轴向移动量较大的场合。
机 械 设 计
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上 邓 召 义
2
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
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第六章键-花键-无键连接和销连接
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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； B型平键的轴槽用盘铣刀加工，轴的应力集中 较小 C型常用于轴端与毂类零件连接
普通平键连接：采用常见的材料组合和按标准
选取尺寸的，其主要失效是工作面被压溃，而一 般不会出现键的剪断。因此，通常只按工作面上 的挤压应力进行强度校核计算。
机 械 设 计
导向键连接和滑键连接：其主要失效形式是
工作面的过度磨损。因此，通常按工作面上的压 力进行条件性的强度校核计算
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第六章键-花键-无键连接和销连接
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2.半圆键
机 械 设 计
半圆键连接如右上图所示。轴上键槽用尺寸与半圆键 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， 靠侧面来传递转矩。 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。 用途：一般用于轻载静连接，适用于轴的锥形端部与 轮毂的连接
机 械 设 计
薄型平键：与普通平键的主要区别是键的高度约 为普通平键的60%-70%，结构型式相同，但传递 转矩的能力较低。薄型平键主要用于薄壁结构、 空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。
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第六章键-花键-无键连接和销连接
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导向平键：当被连接的毂类零件在工作中必须在轴上作 轴向移动时，则可采用导向平键。导向平键是一种较长 的平键，结构型式如下图： 特点：键用螺钉固定在轴上，键与轮毂键槽为间隙配 合，轴上零件能做轴向移动。为了拆卸键的方便，设 有起键螺钉孔，以便拧入螺钉使键退出键槽。 用途：用于轴上零件轴向移动量不大的场合，如变速 箱中的滑移齿轮。
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4.切向键连接
特点：由两个斜度为1：100的楔键组成。其上下 两面（窄面）为工作面，其中之一面在通过轴心 线的平面内。工作面上的压力沿轴的切线方向作 用，能传递很大的转矩。 注意：一个切向键只能传递单向的转矩;传递双向 转矩时，须用互成120°～130°角的两个切向键 应用：用于载荷很大，对中要求不严的场合。由 于键槽对轴削弱较大 ，常用于直径大于100mm的 轴上。如大型带轮及飞轮，矿用大型绞车的卷筒 及齿轮等与轴的连接。
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3.楔
(xie)
键连接
特点：键的上下两面是工作面。键的上表面和毂 槽的底面各有1：100的斜度，装配时需打入，靠 楔紧作用传递转矩；能轴向固定零件和传递单向 的轴向力。但使轴上零件与轴的配合产生偏心与 偏斜。 用途：用于精度要求不高、转速较低时传递较大 的、双向的或有振动的转矩。有钩头的用于不能 从另一端将键打出的场合。钩头供拆卸用，应注 意加保护罩。
机 械 设 计
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。
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2. 键连接强度计算
平键连接传递转矩时，连接中各零件的受力如 下页右图所示。
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(二)键的选择和键连接强度计算
1. 键的选择 键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。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； 键的尺寸则按符合标准规格的强度要求来选定。 键的主要尺寸为其截面尺寸(键宽b×键高h)与长度L。 键的截面尺寸b×h按所在轴段直径d从标准中选定。 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； 而导向平键的长度则按零件所需滑动距离而定。
第六章键-花键-无键连接和销连接
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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k－键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度 l－键工作长度(见图)，圆头平键l=L-b，平头平键l=L，单 圆头平键l=L-b/2，L为键的长度，b为 键的宽度 d－轴的直径，单位为mm [σp]－键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力 [p] －键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力(MPa)； [σp]和 [p] 值见表
平键连接的工作原理：
平键的下半部分装在轴上的键槽中，上半部分装 在轮毂的键槽中。键的顶面与轮毂之间有少量间 隙，键靠侧面传递扭矩。 轮毂与轴通过圆柱表面配合实现轮毂中心与轴心 的对中。
机 械 设 计
根据用途不同，平键可分为普通平键、薄型平键、 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， 导向平键和滑键用于动连接。
(一)键连接的功能、分类、结构型式及应用
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 移动导向。键的连接按键的结构形式可分为：
机 械 设 计
§6-1键连接
上 邓 召 义
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第六章键-花键-无键连接和销连接
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1.平键连接