花键、无键连接和销连接
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键、花键、无键连接和销连接
截面尺寸（一般以键宽b×键高h表示）和键长L
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。
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。
第六章-键-花键-无键连接和销连接教学内容
56~220 7.5
63~250 9.0
续表6-1 键槽
t1 半径r
1 1.4 0.08~0.16 1.8 2.3
2.8 0.16~0.25 3.3 3.3 3.3 3.8 0.25~0.4 4.3 4.4
4.9 0.4~0.6
5.4
三.键连接的强度计算
1.平键连接的强度计算
失效形式：1）键与键槽的弱者被压溃（静连接） 2）键与键槽工作面的磨损（动连接）
1. 类型的选择：据连接的结构、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,滑动距离的长短；
3）连接中对心性的要求；
4）是否有轴向定位； 5）键在轴上的位置（中、端）等。
由轮毂的长度定：等于或 者略小于轮毂的长度
所选长度应符合国标中规
Hale Waihona Puke 定的长度系列。2. 尺寸的选择： 主要尺寸 bh与长度L
120o ~130o
d
材料（σB≥ 600MPa ）：45钢、20钢、Q235钢
键连接的设计：
已知：减速器中直齿圆柱齿轮只能装在轴的两个支撑点间， 齿轮和轴的材料都选择锻钢，用键构成静连接。齿轮的精度为7级， 装齿轮处的轴颈d=70mm，齿轮轮毂宽度为100mm，需传递的转矩 T=2200N.m载荷有轻微冲击。试设计此键连接。
一.键连接的功用和类型
功用 1)实现轴和轴上零件之间的周向固定；
2)传递扭矩； 3)有些键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
键连接的类型、工作原理及特点
❖普通平键
❖平键 ❖薄型平键
实现静连接
❖导 向 键：用于轴向移动位移不大的情况 实现动连接
63~250 9.0
续表6-1 键槽
t1 半径r
1 1.4 0.08~0.16 1.8 2.3
2.8 0.16~0.25 3.3 3.3 3.3 3.8 0.25~0.4 4.3 4.4
4.9 0.4~0.6
5.4
三.键连接的强度计算
1.平键连接的强度计算
失效形式：1）键与键槽的弱者被压溃（静连接） 2）键与键槽工作面的磨损（动连接）
1. 类型的选择：据连接的结构、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,滑动距离的长短；
3）连接中对心性的要求；
4）是否有轴向定位； 5）键在轴上的位置（中、端）等。
由轮毂的长度定：等于或 者略小于轮毂的长度
所选长度应符合国标中规
Hale Waihona Puke 定的长度系列。2. 尺寸的选择： 主要尺寸 bh与长度L
120o ~130o
d
材料（σB≥ 600MPa ）：45钢、20钢、Q235钢
键连接的设计：
已知：减速器中直齿圆柱齿轮只能装在轴的两个支撑点间， 齿轮和轴的材料都选择锻钢，用键构成静连接。齿轮的精度为7级， 装齿轮处的轴颈d=70mm，齿轮轮毂宽度为100mm，需传递的转矩 T=2200N.m载荷有轻微冲击。试设计此键连接。
一.键连接的功用和类型
功用 1)实现轴和轴上零件之间的周向固定；
2)传递扭矩； 3)有些键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
键连接的类型、工作原理及特点
❖普通平键
❖平键 ❖薄型平键
实现静连接
❖导 向 键：用于轴向移动位移不大的情况 实现动连接
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
键花键无键联接销联接
15
2. 键连接强度计算
(1) 平键联接旳强度计算
一般平键联接旳主要失效形式是 工作面被压溃，一般只按工作面 (键、轴、毂中旳弱者)上旳挤压 应力进行强度校核。
假定载荷在键旳工作面上均匀分 布，则一般平键连接旳强度条件 为：
p
F A
2T d
kl
103
2T 103 kld
[ ]p
16
对于导向平键联接和滑键连接，主要失效形式是工作面旳过分 磨损，因而一般按工作面上旳压力进行条件性旳强度校核计算：
≤[σp ]
MPa
18
注意：
❖ 键旳材料采用抗拉强度不不大于 600MPa 旳钢，一般为45 号钢；
❖ 强度校核不满足时，可采用双键，且强度校核中只按1.5个 键计算(两键载荷分配不均）；
❖ 两平键应沿周向相隔180布置，两半圆键应布置在轴旳同 一条母线上，两楔键应在周向相隔90 ~120 ；
❖ 允许随轮毂加长而合适增长键长，以提升单键承载能力， 但传递转矩时键上载荷沿键长分布不均，故一般采用旳键 长不宜超出 (1.6~1.8)d。
13
切向键旳特点
❖ 用一种切向键只能单向传动，双向传动时必须使用两个切 向键；
❖ 切向键旳承载能力很大，适于传递大旳转矩； ❖ 切向键键槽对轴旳减弱较大，常用于直径不小于 100mm
旳重型机械旳轴上。考虑到受力均衡，两个键槽一般相隔 120°-130o； ❖ 切向键能引起轴上零件与轴旳配合偏心，只能用于轴上零 件对中精度要求不高旳场合。
类 型
潘存云教授研制
按形状分
联接销：用来实现两零件之间旳联 接，可用来传递不大旳载荷。其类 型可根据工作要求选定，其尺寸可 根据联接旳构造特点按经验或规范 拟定。必要时再按剪切和挤压强度 条件进行校核计算。
2. 键连接强度计算
(1) 平键联接旳强度计算
一般平键联接旳主要失效形式是 工作面被压溃，一般只按工作面 (键、轴、毂中旳弱者)上旳挤压 应力进行强度校核。
假定载荷在键旳工作面上均匀分 布，则一般平键连接旳强度条件 为：
p
F A
2T d
kl
103
2T 103 kld
[ ]p
16
对于导向平键联接和滑键连接，主要失效形式是工作面旳过分 磨损，因而一般按工作面上旳压力进行条件性旳强度校核计算：
≤[σp ]
MPa
18
注意：
❖ 键旳材料采用抗拉强度不不大于 600MPa 旳钢，一般为45 号钢；
❖ 强度校核不满足时，可采用双键，且强度校核中只按1.5个 键计算(两键载荷分配不均）；
❖ 两平键应沿周向相隔180布置，两半圆键应布置在轴旳同 一条母线上，两楔键应在周向相隔90 ~120 ；
❖ 允许随轮毂加长而合适增长键长，以提升单键承载能力， 但传递转矩时键上载荷沿键长分布不均，故一般采用旳键 长不宜超出 (1.6~1.8)d。
13
切向键旳特点
❖ 用一种切向键只能单向传动，双向传动时必须使用两个切 向键；
❖ 切向键旳承载能力很大，适于传递大旳转矩； ❖ 切向键键槽对轴旳减弱较大，常用于直径不小于 100mm
旳重型机械旳轴上。考虑到受力均衡，两个键槽一般相隔 120°-130o； ❖ 切向键能引起轴上零件与轴旳配合偏心，只能用于轴上零 件对中精度要求不高旳场合。
类 型
潘存云教授研制
按形状分
联接销：用来实现两零件之间旳联 接，可用来传递不大旳载荷。其类 型可根据工作要求选定，其尺寸可 根据联接旳构造特点按经验或规范 拟定。必要时再按剪切和挤压强度 条件进行校核计算。
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。
键花键无键联接销连接课件
圆柱销连接
总结词
圆柱销连接是一种常见的销连接方式，其结构简单、易于安装和拆卸。
详细描述
圆柱销连接通常由圆柱形的销和孔组成，通过将销插入孔中实现连接。这种连 接方式适用于轻载、低速和间歇性工作的场合，如家具连接是一种具有自锁功能的销连接方式，其结构紧凑、能承受较大的载荷 。
耐磨性
对于需要频繁使用的联接销，应选择耐磨性 较好的材料，以提高使用寿命。
耐腐蚀性
在可能接触腐蚀性介质的环境中，应选择耐 腐蚀性强的材料。
成本与可加工性
在满足性能要求的前提下，应尽量选择成本 较低且易于加工的材料。
尺寸确定
根据使用需求确定尺寸
根据具体的使用场景和需求，如传递 扭矩的大小、联接销的长度等，来确 定联接销的尺寸。
增材制造
利用增材制造技术，如3D 打印，实现复杂结构的高 精度制造，降低生产成本 。
智能材料
研究和发展智能材料，提 高产品的自适应性和耐用 性，满足更广泛的应用需 求。
应用拓展
航空航天
医疗器械
在航空航天领域，键花键无键联接销 连接技术将应用于更高级别的零部件 和结构中，提高安全性和可靠性。
在医疗器械领域，该技术将应用于人 工关节、牙科植入物等高精度医疗设 备中，提高人体适应性和使用寿命。
汽车工业
在汽车工业中，该技术将应用于发动 机、变速器和底盘等关键部件，提高 性能和降低重量。
市场前景
全球市场需求
随着工业4.0和智能制造的推进，全球市场对键花键无键联接销连 接技术的需求将持续增长。
竞争格局
市场竞争将逐渐加剧，技术领先的企业将获得更多的市场份额和利 润空间。
政策支持
政府将加大对技术创新和高端装备制造业的支持力度，推动键花键 无键联接销连接技术的快速发展和应用。
上海工程技术大学机械设计A复习题第六章键花键无键连接和销连接
指铣刀
盘铣刀
8
导向平键 用螺钉固定在轴上键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键轴 向滑移。 导向平键 用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行
9
滑键 滑键固定在轮毂上，零件滑移距离较大。
10
双钩头滑键
潘存云教授研制
11
单圆钩头滑键
潘存云教授研制
潘存云教授研制
12
2）半圆键连接 优点：工艺性较好，装配方便，具有自调整性，适 用于锥形轴端和轮毂的连接。 缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，只用 于轻载静连接中。
19
普通平键连接的强度条件
P
2000T kld
4000T hld
[ P ]
导向平键和滑键的强度条件
p 2000T 4000T [ p] kld hld
半圆键连接的强度条件和普通平键相同
20
键与轮毂键槽的接触高度：k=0.5h 键的工作长度：
圆头平键 l=L-b，平头平键 l=L，单圆头平键 l=L-0.5b 许用挤压应力和许用压力
5
1）平键连接 普通平键（静连接） 薄型平键（高度为普通平键的60～70%） 导向平键（动连接） 滑键：固定在轮毂上
特点：结构简单，装拆方便，对中性较好，应用广泛。
6
普通平键
工作面为两侧面 顶面与轮毂间要有间隙
圆头（A型）
平头（B型）
单圆头（C型）
7
圆头平键：用指铣刀加工，轴向固定良好，键的圆头部 分与轮毂上键槽不接触，承载能力不充分，轴上键槽应 力集中较大。 平头平键：用盘铣刀加工
52.9MPa [ P ] 55MPa
选择该键连接满足强度条件。
3）选择齿轮处键的类型及尺寸 选A型平键。根据轴径d=90mm，查表6-1（P106）得， 键的截面尺寸，b=25mm， h=14mm，取键长L=80mm。键 标记为： GB/T 1096-2003 键 25×14×80。 4）校核齿轮处键的连接强度 齿轮和轴的材料为钢，查表6-2（P106），取 [σp]=110MPa。
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，
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二、键的选择和强度校核
1．键的尺寸选择 平键的尺寸主要是键的截面尺寸b×h及键长L。b×h根据轴径d由标准中查 得，键的长度参考轮毂的长度确定，一般应略短于轮毂长，并符合标准中规定 的尺寸系列。
2．平键联接的失效和强度校核 普通平键联接：主要失效形式是工作面的压溃，有时也会出现键的剪断，
但一般只作联接的挤压强度校核。
圆柱销：经多次拆装后，定位精度会降低；有m6、h8两种直径偏差可供选择，以满足 不同要求。
圆锥销：有1:50的锥度，可反复多次拆装。
槽销：不易松动，承受振动和变载荷，不铰孔，多次装拆。 钻孔 铰孔
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
端部带螺纹的圆锥销：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。
是锻钢，用键构成静连接。齿轮的精度为7级，装齿轮处的轴径d=70mm，齿轮
轮毂宽度为100mm，需传递的转矩T=2200N·m，载荷有轻微冲击。试设计此键
连接。
一般8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)
参考轴的直径d=70 mm，截面尺寸为：b=20，h=12，L=90 mm(比轮毂宽度
取[σp]=110MPa
单键
p
4000T hld
4000T 14 88 80
[ P ] 110
T 2710N m
双键
p
4000T hld
4000T 14 88 80
1.5[P ] 1.5110
T 4066N m
图示气缸盖用6个普通螺栓连接,已知气缸压力p=2MPa，D=80mm,取
p
F kl
F T d /2
l L b（圆头平键）
l L （平头平键）
l L b（单圆头平键） 2
单位：T为N·m，k、l、h为mm
kh 2
p
4000T hld
[ P ]
[σP]为键、轴、轮毂最弱材料的许用挤压应力
导向平键和滑键：主要失效形式是工作面过度磨损，通常按工作面上的压 力进行条件性的强度校核计算。
小些)
取[σp]=110MPa，工作长度l=L-b=70
p
4000T hld
4000 2200 12 70 70
149.7 [P ]
改用双键
p
149.7 1.5
99.8
[ P ]
键的标记为：GB/T 1096键20×12×90
6-2花键连接
(一)花键连接的类型、特点和应用 组成： 外花键、内花键。
一、型面连接 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。锥面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。
优点：装卸方便，对中性好，没有应力集中，传递扭矩大。 缺点：加工复杂，磨削需专用机床。
二、胀紧连接 轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧连接套，在轴向力的作用下，同时胀紧
第六章 键、花键、无键连接和销连接
考纲考点
• 识记：（1）各种键和销连接连接的类型、特点；（2）无键连接的类型及特点； • 理解：（1）理解平键连接的工作原理、结构特点，各种键的失效形式和安装方式； • 运用：（1）键连接强度计算。（2）键连接以及无键连接的标准件选用。
6-1 键连接和花键连接
一、键连接的类型
轴与毂产生压紧力，靠摩擦力传递转矩和轴向力的一种静连接。
Z1型胀套
Z2型胀套
6-4销连接
销联接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮 毂或其他零件的联接。
定位销：固定零件之间的相对位置，是组合加工和装配时的重要辅助零件。通常不受载 荷或只受很小的载荷，不作强度校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于2个。
5－4 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。 A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接 5－5 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用__________。 A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接
1 1674 3
3627N
内花键
(1)矩形花键
按齿高的不同，标准中规定了两个系列。 轻系列：承载能力较小，多用于静连接和轻载连接； 中系列：用于中等载荷的连接。 定心方式：小径定心，可磨削，精度高，稳定性好。
(2)渐开线花键
压力角为30°和45°两种。
与渐开线齿轮相比，花键齿短，齿根宽，不产生 根切的最小齿数较少。
定心方式：齿形定心，具有自动定心作用， 受力均匀。
结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。
优点： (1)均匀受力；
(2)对轴的削弱程度小；
(3)承载能力高；
(4)轴上零件与轴的对中性好； (5)导向性好；
外花键
(6)可用磨削方法提高加工精度及连接质量。
缺点：齿根仍有应力集中，需专用设备制造，成本高。
应用：定心精度要求高、载荷大，或经常滑移的连接。
薄型平键的高度为普通平键的60％~70%，也分圆头、平头、单圆头三种。 传递扭矩能力低，常用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的场合。
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，构成动连接。
滑键 结构特点：两端有钩头，键固定在轮毂上，键短，槽长。
2. 半圆键连接 优点：定心好，装配方便。因半圆键能在轴槽中摆动以适应轮毂槽底面。 缺点：对轴的削弱较大，只适用于轻载连接。 适用：锥形轴端的连接。
特点：制造工艺性好，精度高，齿根强度高， 易于定心。常用于传递大扭矩和大轴径的场合。
α=45 ˚的花键工作面高度较小，承载能力较低， 多用于载荷较轻，直径较小的静连接。特别适 用于薄壁零件的连接。
相同切向力，压力角大，法向力大， 接触应力大，承载能力低
(二)花键联接强度计算
主要失效形式仍是工作面被压溃（静联接）或工作面过度磨损（动联接）。 假定载荷在键的工作面上均匀分布，且压力的合力F作用在平均直径dm处，并引 入载荷分配不均匀系数ψ。
连接销：用来实现两零件之间的连接，可用来传递不大的载荷。其类型可根据 工作要求选定，其尺寸可根据连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进行校核计算。
安全销：作为安全装置中的过载剪切元件。安全销在过载时被剪断，因此，销 的直径应按剪切条件确定。为了确保安全销被剪断而不提前发生挤压破坏，通 常可在安全销上加一个销套。
3. 楔键连接和切向键连接 结构特点：键的上表面有1:100的斜度，轮毂槽的底面也有1:100的斜度。 缺点：定心精度不高。 应用：定心精度不高，载荷平稳和低速连接。
4．切向键
由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向 转矩时，用互成120°～130°的两个键。
习题
5－6 在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 A.增加拧紧力 B.增加扳手力臂 C.使用测力矩扳手或定力矩扳手
5－7 螺纹联接防松的根本问题在于__________。
A.增加螺纹联接的轴向力
B.增加螺纹联接的横向力
C.防止螺纹副的相对转动
D.增加螺纹联接的刚度
5－8 螺纹联接预紧的目的之一是__________。 A.增强联接的可靠性和紧密性 B.增加被联接件的刚性 C.减小螺栓的刚性
6-3 在一直径为d=80的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂宽度L=1.5d，工 作时有轻微冲击。试确定平键的连接的尺寸，并计算其允许传递的最大转矩。
L=1.5d=1.5×80=120mm 平键尺寸：b=22，h=14，L=110
选用圆头普通平键(A型) 工作长度l=L-b=110-22=88
静联接： 动联接：
p
2T 103
zhldm
p
p 2T 103 p
zhldm
上两式中: 0.7 ~ 0.8
[σp]、[p]为许用挤压应力和许用压力
矩形花键 h D d 2C 2
渐开线花键 a=30°，h=m a=45°，h=0.8m
Dd dm 2
dm di (分度圆直径)
6-3无键连接
p
4000T hld
[ p]
[p]为键、轴、轮毂最弱材料的许用压力
若强度不足时，可采用双键连接。考虑到载荷分布的不均匀性，校核强度 时按1.5个键计算。
双键布置规则： 平键： 按180˚布置； 半圆键：同一条母线上； 楔键： 夹角成90˚ ~120˚
120˚
120˚
两个平键，一般沿周向相隔180°布置，对轴的削弱均匀，两键的挤压力 对轴平衡，无附加弯矩，受力状态好。
作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递 扭矩，或实现零件的轴向固定或移动。
类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。
1. 平键连接
特点：定心好、装拆方便。
种类
普通平键 导向平键
普通平 键结构
圆头(A型) 用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。 平头(B型) 用盘铣刀加工，轴的应力集中小。 单圆头(C型) 用于轴端
F0 F FΣ
p πD2 4
2 π 802
4
1674N
Z
6
6
2、求总拉力 F2 F2 F1 F 1.5F F 2.5F 4185N
3、求螺栓小径
d1
1.3 4 F2
πσ
1.3 4 4185 6.58m m π 160
4、求螺栓的预紧力 F0
F0
F2
Cb Cb Cm
F
4185
螺纹传动习题练习