6第六章 键和花键
6第六章 键和花键参考答案
第六章键和花键的互换性及其检测一．判断题（正确的打√，错误的打×）1．平键联接中，键宽与轴槽宽的配合采用基轴制。
（√）2．矩形花键的定心尺寸应按较高精度等级制造，非定心尺寸则可按粗糙精度级制造。
（√）3．矩形花键定心方式，按国家标准只规定大径定心一种方式。
（×）二．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）1．花键的分度误差，一般用（ B ）公差来控制。
A．平行度；B．位置度；C．对称度；D．同轴度。
2.对键槽应提出 C 形位公差要求A.平面度；B.位置度；C.对称度；D.平行度三．填空题1．单键分为平键半圆键楔键三种，其中以平键应用最广。
2．花键按键廓形状的不同可分为矩形花键渐开线花键三角形花键。
其中应用最广的是矩形花键。
3．花键联结与单键联结相比，其主要优点是定心精度高，导向性好，承载能力强四、问答题1平键连接为什么只对键（键槽）宽规定较严的公差？答：特点：依靠键的侧面与键槽的侧面的接触传递运动与动力。
主要几何参数：键宽、键长、键高，槽宽、深、长。
因平键连接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面互相连接来传递运动和扭矩的，因此，键宽和键槽宽b是决定配合性质的主要互换性参数，是配合尺寸，应规定较严格的公差。
2平键连接的配合采用何种基准制？花键连接采用何种基准制？答:平键是标准件，平键连接的配合采用基轴制配合，花键连接采用基孔制。
3矩形花键的主要参数有哪些？定心方式有哪几种？哪种方式是常用的？为什么？答：矩形花键的主要参数有：大径D 小径d 键宽和键槽宽B定心：确定配合轴线。
定心方式有三种：按大径D定心、按小径d定心、按键宽B定心小径d定心最常见，由于花键结合面的硬度要求较高，需淬火处理，为了保证定心表面的尺寸精度和形状精度，淬火后需进行磨削加工。
从加工工艺性看，小径便于用磨削方法进行精加工，因此，国标规定采用小径d定心，对定心小径d采用较小的公差等级。
(2)装配图上的标记： 6×26×H6/g6×30×H10/a11×6×H7/f7零件图上的标记：内花键：6 ×26H6× 30H10× 6H7外花键：：6× 26g6× 30a11× 6f74 有一齿轮与轴的连接用平键传递扭矩。
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，
机械设计作业6答案
安全销：作安全装置中的过载剪断元件。
6—26一般联接用销、定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同？
答：联接销：根据联接的结构特点按经验或规范确定，必要时再按剪切和挤压强度条件校核计算。
定位销：通常不受或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于两个。
第六章键、花键、无键联接和销联接
一、选择题
6—1普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间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、沿周向固定并传递周向力D、安装与拆卸方便
6—2设计键联接时，键的截面尺寸b×h通常根据D按标准选择；键的长度通常根据
C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
6—5当轴作单向回转时，平键的工作面在D，楔键的工作面在键的A。
A、上、下两面B、上表面或下表面C、一侧面D、两侧面
6—6能构成紧联接的两种键是C。
A、楔键和半圆键B、半圆键和切向键C、楔键和切向键
6—7一般采用B加工B型普通平键的键槽。
A、指状铣刀B、盘形铣刀C、插刀
6—8平键联接能传递的最大转矩T，现要传递的转矩为1.5T时，则应A。
两楔键相隔90°～120°布置，若夹角过小，则对轴的局部削弱过大；若夹角过大，则两个楔键的总承载能力下降。当夹角为180°时，两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载能力。因此，两个楔键间的夹角既不能过大，也不能过小。
两个半圆键布置在轴的同一母线上，半圆键在轴上的键槽较深，对轴的削弱较大，不宜将两个半圆键布置在轴的同一横截面上。
解：1、B型普通平键联接
①键的尺寸
第六章 键、花键的公差及测量
第6章键、花键的公差及测量学习目标：通过本章的学习能掌握普通平键和花键的几何参数及其公差配合，重点掌握平键联接公差配合的选用，会正确标注图样上平键联接的公差及表面粗糙度。
6．1 概述键和花键都是机械传动中的标准件，广泛应用于轴与齿轮、链轮、皮带轮或联轴器等可拆卸传动件之间的连接，以传递扭矩、运动兼作导向。
例如变速箱中变速齿轮与轴之间通过平键联接，如图6-1（a）所示，通过花键孔与花键轴的联接如图6-1（b）所示。
（a）平键联接(b) 花键联接图6-1 键联接示意图6．1．1 单键联接单键按其结构形状不同分为四种：平键、半圆键、楔键、切向键。
如图6-2所示。
（a）平键（b）半圆键（c）钩头锲键图6-2 单键四种单键连接中，以普通平键和半圆键应用最为广泛。
平键又分为分为普通平键和导向平键，如图6-3所示，普通平键一般用于固定联接，导向平键用于可移动的联接。
普通平键对中性好，制造、装配均较方便；如图6-4所示，半圆平键用于传递较小转矩的轻载联接，常用于圆锥配合。
（a）普通平键（b）导向平键图6-3 平键联接图6-4 半圆键联接如图6-5所示，普通平键根据其两端形状又有A型（两端圆）、B型（两端平）、C型（一端圆、一端平）之分。
(a) 普通A型平键(b) 普通B型平键(c) 普通C型平键图6-5 普通平键6．1．2 花键联接当需要传递较大扭矩时,单键联接已不能满足要求,因而单键联接发展为花键联接。
与单键联接相比较具有许多优点，定心精度高、导向性好、承载能力强。
花键联接可固定联接也可滑动联接，在机床、汽车等机械行业中得到广泛运用。
花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴），按截面形状又有矩形花键、渐开线花键、梯形花键三角形花键等，（如图6-6所示）。
其中矩形花键应用最广。
（a ）矩形花键联接 （b ）渐开线花键联接 （c ）渐开线花键图 6-6 花键联接本章主要讨论普通平键和矩形花键的公差配合及精度检测。
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
(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。
第六章-键和花键连接解析ppt课件
平键的加工
平键的装配
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)
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——键不动，轮毂轴向移动
滑键——键随轮毂移动
特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作 用可靠，多用于高精度联接。但只能周向固定，不 能承受轴向力
的联接，应用较少
二、花键联接的设计计算
设计：选花键类型→
按轴径定花键尺寸→ 验算联接强度
齿数多 对轴强度削弱小 适用于轻载或薄壁零件
失效形式： ①键齿的压溃(静联接) ②磨损(动联接) ③齿根剪断
设：工作载荷沿键的工作长度l均匀 分布。且各齿面上压力的合力N 作用在平均直径dm处，如图
静连接：
挤压强度条件：
圆柱销靠过盈配合 固定在销孔中，经多次装 拆会降低定位精度和可靠性。
圆锥销具有1:50 的锥度，安装方便，定 位精度高。
开尾圆锥销在联接时 的防松效果好，适用于有冲 击、振动的场合的联接。
端部带螺纹的 圆锥销可用于盲孔或 拆卸困难的场合；
销轴用于两零件的 铰接处，构成铰链联接。
销轴通常用于开口销锁定， 工作可靠，装拆方便。 槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽， 将槽销打入销孔后，由于材料的弹性使销挤压在 销孔中，不易松脱，因而能承受振动和变载荷。
1、平键联接的强度校核
a) 挤压强度条件为： 允许传递的扭矩：
T——扭矩(N∙mm ) 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
第6章 键、花键、无键 联接和销联接
二. 键的选择
1. 类型的选择：据联接的结构、使用特性、工作条件来选择。选 择时应考虑的因素有：
1）需传递扭矩的大小； 2）是否有相对运动； 3）滑动距离的长短； 4）联接中对心性的要求； 5）是否有轴向定位； 6）键在轴上的位置（中、端）等。 2. 尺寸的选择：
由轮毂的长度定：略 小于轮毂的长度 所选长度应符合国标 中规定的长度系列。
1： 100
工作面
方头楔键
钩头楔键
圆头楔键
4.切向键： 两个楔键成对布置在轴断面的切线上，一个切向键
可承受很大的单向转矩。当要传递双向转矩时，需 采用两个切向键。
工作面
工作面：相互平行的两个窄面 工作原理：靠工作面的挤压力和轴与轮毂的摩擦力传递转矩 特点及应用： 对轴的强度削弱较大。一般用于轴径大于100mm的轴 上 。
4）滑键
2.半圆键联接
工作面：键的两侧面 工作原理：靠键与键槽的互压传递转矩。 特点及应用：工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度 削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。
工作面
3.楔键
工作面：键的上下表面 工作原理：靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向 的轴向力，起单向轴向固定。 特点及应用：联接可靠，但对中精度差。适用于定心精度 要求不高，低转速的场合。
3
式中：—载荷系数， = 0.70.8；
l
--为齿的工作长度，mm；
假设各齿的压力的合力作用在平均半径dm处： d D d m
h--为齿的工作高度, 30 时h m 45 时h 0.8m ，
2
§6-3 无键联接
1.形面联接：光滑的非圆形截面 装拆方便；对中性好；应力集中小，但加工复杂。
2T 103 p [ p] kld L
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第六章键和花键的互换性及其检测
一．判断题（正确的打√，错误的打×）
1．平键联接中，键宽与轴槽宽的配合采用基轴制。
（）
2．矩形花键的定心尺寸应按较高精度等级制造，非定心尺寸则可按粗糙精度级制造。
（）
3．矩形花键定心方式，按国家标准只规定大径定心一种方式。
（）
二．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）
1．花键的分度误差，一般用（）公差来控制。
A．平行度；B．位置度；C．对称度；D．同轴度。
2.对键槽应提出形位公差要求
A.平面度；
B.位置度；
C.对称度；
D.平行度
三．填空题
1．单键分为、和三种，其中以应用最广。
2．花键按键廓形状的不同可分为、、。
其中应用最广的是。
3．花键联结与单键联结相比，其主要优点是。
四、试解释图示花键的标注
五、问答题
1 平键连接为什么只对键（键槽）宽规定较严的公差？
2 平键连接的配合采用何种基准制？花键连接采用何种基准制？
3 矩形花键的主要参数有哪些？定心方式有哪几种？哪种方式是常用的？为什么？
4 有一齿轮与轴的连接用平键传递扭矩。
平键尺寸b ＝ 10mm，L = 28mm。
齿轮与轴
的配合为φ35H7/h6，平键采用一般连接。
试查出键槽尺寸偏差、形位公差和表面粗糙度，并分别标注在轴和齿轮的横剖面上。
5 某机床变速箱中有6级精度齿轮的花键孔与花键轴连接，花键规格6×26×30×6，
花键孔长30mm，花键轴长75mm，齿轮花键孔经常需要相对花键轴做轴向移动，要求定心精度较高，试确定：
1)齿轮花键孔和花键轴的公差带代号，计算小径、大径、键（键槽）宽的极限尺寸。
2)分别写出在装配图上和零件图上的标记。