键花键和销连接

―键、轴、毂三者中最弱
P
材料的许用挤压应力
p
―键、轴、毂三者中最弱 材料的许用挤压力
F 2T p p kl kld
〔σp〕、〔p〕见教材P.107.表5—1
T ― 扭矩 T =F×y≈F × d/2
（2）半圆键联接强度计算
主要失效： 工作面被压溃 只需作挤压强度计算
3) 校核键联接的强度
键、轴和轮毂的材料都是钢，由表5-1 查得许用挤压应力 [σ]p =100 ～120 MPa，取其平均值，[σ]p = 110MPa。键的工 作长度l = L–b = (90 – 20) mm = 70 mm，键与轮毂键槽的接触 高度k = 0.5 h = 0.5×12 mm ≈ 6 mm。由式(5-1)可得
2T P P kld
☆ K从标准中查； ☆
lL
【例题】
已知减速器中某直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支 承点间，齿轮和轴的材料都是锻钢，用键构成静联接。齿 轮的精度为7级，装齿轮处的轴径d = 70 mm，齿轮轮毂宽 度为100 mm，需传递的转矩T = 2200 N⋅mm，载荷有轻微 冲击。试设计此键联接。
导向平键用于动连接
4）滑键连接
当轮毂在轴上移动距离较 大时，则采用滑键连接。 导向平键和滑键连接主要 失效形式是：工作面的磨损。 平键的标记方法:“键的头 部内型”“键宽b” ד键 长L”“国标号” 例：键8×100GB/T1096—2003
普通平键和薄型平键的 连接性质―静连接；
盘形铣刀 端铣刀
b
h
B d
L
b
h L ※ 标注： 键 bh GB/T1096—2003
2. 键连接的强度计算
（1）平键连接强度计算 平键连接的主要失效形式
F T
k
F y
静连接（普通平键连接）―挤压破坏
动连接（导向键、滑键）―磨损
o
静连接强度条件：
2T F P P kld kl
动连接强度条件：
1
工作面
楔键的传力方式―靠键的 楔紧传力,同时能承受轴向 力和单向轴向固定。
楔键连接的最大缺点： 楔紧后，轴和轮榖的 配合产生偏心。 楔键连接不宜的场所： 高速、定心精度高。
4.切向键连接
切向键的组成： 由一对1:100的楔键组成
切向键的工作面： 由一对楔键沿斜面拼合 后相互平行的两个窄面。
工作面
解：1) 选择键的类型
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)。
2) 确定键的尺寸
根据轴径d = 70 mm，从教材P.107.表5-2 中查得键的截面 尺寸为：宽度b = 20 mm，高度h = 12 mm。由轮毂宽度并 参考键的长度系列，取键长L = 90 mm(比轮毂宽度小些)。
2 1 T
轴孔 轮缘 轮毂
轮辐
☆普通平键、薄型平键、导向平键和滑键的工作面均为键的侧面 ☆普通平键、薄型平键的失效形式为：剪断和挤压； ☆导向平键和滑键的失效形式为：磨损。
工作面
工作面
☆当同一轴段需装两个平键时，两键须相隔180° 平键1
双 为 工作面，传递扭矩，不能传 递轴向力； 优点：键能绕其几何中心摆 动以适应榖槽的斜度； 工艺性好，装配方便。
2T 103 2 2200 103 p MPa 149.7 MPa 100～120MPa kld 6 70 70
可见联接的挤压强度不够。考虑到相差较大，因此改用双 键，相隔180°布置。考虑到两键上载荷分配的不均匀性，双 键在强度校核中只按1.5 个键计算，或者认为双键工作长度l =(1.5×70) mm=105 mm。由式(6-1)可得：
工作面
☆ 轴单向转动时，可安一个 切向 键；
☆ 双向转动时，相隔1200~1300 安装两个切向键。
切向键的缺点：
键槽对轴的强度削弱较大
切向键的适用的场所： 大型传动（重载）。如 大型带轮、矿山设备等。
二、键的选择、键连接的强度计算 1.键的选择 ※ 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； 3）滑动距离的长短； 4）连接中对心性的要求； 5）是否有轴向定位； 6）键在轴上的位置（中、端）等。
※ 尺寸的选择： 主要尺寸 bh与长度L
bh由轴的直径按标准选,见P107表5-2
L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。
缺点：轴上键槽较深，对轴 的强度削弱较大。 适用场所―轻载，锥形轴端 与轮毂的连接。 注意：同一轴段若需装两个 半圆键时，只能装在同一母 线上，而不能相隔1800安装。
√
×
L
3.楔键连接
楔键的上下面分别与毂和轴上的键槽的底面贴合，为工作面。
普通楔键
钩头楔键
楔键的工作面
工作面 2
o2
工作面
工作面
o1
§5-1 键连接
一、键连接的功用、类型和结构设计特点
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移动。
键连接的类型、工作原理及特点
普通平键 薄型平键 实现静连接 实现动连接
平键
类 型
导 向 键：用于轴向移动位移不大的情况 滑 键： 用于轴向移动位移大的情况
导向键和滑键的连接性 质―动连接。
A型键与B型键的差异 ① 外形差异 ② 加工方式差异 ③ 轴向固定性差异 ④ 对轴强度影响的差异
轴向固定好 应力集中大
l Lb
轴向固定差 应力集中小
⑤工作长度差异
b L
lL
平键连接的工作原理
平键的两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底 面间有间隙（如图），工作时靠轴槽、键及毂槽 的侧面受挤压来传递转矩。
2T 103 2 2200 103 p MPa 99.8MPa 100～120MPa （适合） 1.5kld 1.5 6 70 70
半圆键
楔 键
切向键
键是标准件
构成紧连接
1、平键连接
平键有普通平键、薄型平键、导向平键和滑键。
1）普通平键
2）薄型平键
A型键 B型键
A键（圆头）
C型键,常用于轴端 其高度约为普通平键的60%、 70%，传递能力较低，常用 于薄壁结构、空心轴等。
B键（平头）
C键（单圆头）
键与轴
3）导向平键连接