第6章 键、花键联接习题解答
机械设计键与花键连接习题含答案(OK版)
一、填空题[1]键“B18×80”的含义是__________B型_键宽18键长80_____________________。
[2]平键联接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为 1.5T，则应_安装一对平键_____________。
[3]设计键联接的几项主要内容是：a按轮毂长度选择键的长度, b按要求选择键类型, c按内径选择键的剖面尺寸, d进行必要强度校核。
具体设计时一般顺序为___bcad__________________。
[4]选择普通平键时，键的截面尺寸(b×h)是根据______轴颈_直径___________查标准来确定的,普通平键的工作面是_____两侧面__________。
[5]平键联接靠键和键槽的_______侧面挤压_____传力，高度方向有_______间隙________，不会影响轴与轴上零件的对中。
[6]键连接可分为_____平键___、________斜键____、___花键_________、_半圆键_________。
[7]键的剖面尺寸（b×h）是根据_________轴颈直径_____________从标准中选取出来的。
[8]普通平键联接中，平键的截面尺寸是由______轴颈直径___________________确定的；而平键的长度是由_________轮毂宽度_____________确定的，并应满足标准长度系列且小于轮毂与轴的配合段的长度。
[9]在平键联接工作时，是靠键和键槽侧面的_____挤压_______传递转矩的。
[10]平键连接可分为_________普通平键____________、_______导键滑键_____________等。
[11]平键联接中的静联接的主要失效形式为_______较弱零件的工作面被压溃____________，动联接的主要失效形式为_______磨损_____________；所以通常只进行键联接的________挤压___________强度或_______耐磨性________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。
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
C×45˚或r
A型
B型
C型
h
R=b/2
b
L
L
L
圆头（A型）: 键16×100 GB1096—2003 方头（B型）: 键B16×100 GB1096—2003 单圆头C型）: 键C16×100 GB1096—2003
18
2）键连接强度计算 失效形式 静连接： ➢工作面压溃 ➢键被剪断 动连接： 工作面过度磨损
40
6-4（P115）图6-27所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分 别用键与减速器的低速轴相连接。试选择两处键的类型及 尺寸，并校核其连接强度。已知：轴的材料为45钢，传递 的转矩T=1000 N.m，齿轮用锻钢制成，半联轴器用灰铸 铁制成，工作时由轻微冲击。
解：1）选择联轴器处键的类型及尺寸 选A型平键。根据轴径d=70mm，查表6-1（P106）得，
[σp] 和[p]—键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压 应力和许用压力
表6-2（P106） 键连接的许用挤压应力和许用压力
21
双键连接布置
平键：周向相隔180˚ 半圆键：轴的同一条母线上 楔键：周向相隔90˚～120˚ 切向键：周向相隔120˚～130˚ 强度校核：双键按1.5个键计算
120˚～130˚ d
42
挤压应力
P
4000T hld
20001000 14 55 90
57.7MPa
[
P
]
110MPa
选择该键连接满足强度条件。
43
பைடு நூலகம்25
2. 花键连接强度计算
1）静连接
失效形式：工作面被压溃
强度条件
P
2000 T
zhldm
[ P ]
机械设计第6章键花键无键联接销连接全解
潘存云教授研制
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工作面
类型：普通楔键、钩头楔键。
钩头是用来拆卸用的
拆卸空间
潘存云教授研制
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在重型机械中常采用切向键——一对楔键组成。
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窄面 工作面
斜度1:100
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d
装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生 的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要 两对切向键分布成120~130 ˚ 。
潘存云教授研制 潘存云教授研制
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。 矩形花键 类型 ——制造容易，应用最广。 渐开线花键 ——用于高强度连接。 三角形花键 ——用于薄壁零件连接。
潘存云教授研制
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(1)矩形花键 按齿高的不同，矩形花键的齿型尺寸在标准中规定了两个系列， 轻系列：轻系列的承载能力较小，多用于静连接和 轻载连接； 中系列：中系列用于中等载荷的连接。 定心方式：小径定心——精度高，稳定性好。
击
[ σp ]
[p ]
60~90 30~45
钢
50
l k
40
l近似为公称长度
30
b F T d y≈d/2
2)半圆键连接强度计算
用于静连接，失效形式为表面压溃
潘存云教授研制
2T σp = kl d
≤[σp ]
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120˚ ~130˚
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。 按用途分
无键联接和销联接（习题及答案）.
第6章键、花键、无键联接和销联接一、选择题1．平键是(由A、B中选1) _______，其剖而尺寸—般是根据(由C、D、E、F中选1) _______按标准选取的。
A标准件 B非标准件 C传递转矩大小 D轴的直径 E轮缎长度 F轴的材料2．在下列轴—级联接中，定心精度最高的是_______。
A平键联接 B半圆键联接 C楔键联接 D花键联接3．平键长度主要根据_______选择，然后按失效形式校核强度。
A传递转矩大小 B轴的直径 C轮毂长度 D传递功率大小4．半圆键联接当采用双键时两键应_______布置。
A在周向相隔90° B在周向相隔120° C在周向相隔180° D在轴向沿同一直线5．对于采用常见的组合和按标准选取尺寸的平键静联接，主要失效形式是____，动联接的主要失效形式则是_____：A工作面的压溃 B工作面过度磨损 C键被剪断 D键被弯断6．一般情况下平键联接的对中性精度_______花键联接。
A相同于 B低于 C高于 D可能高于、低于或相同于7．两级圆柱齿轮减速器的中间轴上有两个转矩方向相反的齿轮，这两个齿轮宜装在________A同一母线上的两个键上 B同—个键上 C周向间隔180°的两个键上 D周向间隔120°的两个键上8.普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间________。
A沿轴向固定并传递轴向力B沿轴向可作用相对滑动并具有导向作用C 沿周向固定并传递转矩 D安装与拆卸方便9.设计键联接的几项主要内容是：a)按轮毂长度选择键的长度 b) 按使用要求选择键的主要类型 c) 按轴的直径选择键的剖面尺寸 d) 对联接进行必要的强度校核。
在具体设计时，一般顺序是_______。
A b→a→c→dB b→c→a→dC a→c→b→dD c→d→b→a常用来制造键的材料是___________。
低碳钢（2）中碳钢（3）高碳钢（4）合金钢10.轴的键槽通常是由________加工而得的。
键6答案
姓 学
-3-
任课教师 批改日期
机械设计作业集 出正确的结构图（在原图上双楔键联接
（c）传递双向转矩的切向键联接
（d）楔键联接
（e） 半圆键联接
（f）圆锥销定位
题 6—29 图
6—30 已知图示的轴伸长度为 72 mm，直径 d=40 mm 配合共查为 H7/k6，采用 A 型普通平键 联接。试确定图中各结构尺寸、尺寸公差、表面粗糙度和形位公差（一般键联接） 。
名 号
任课教师 批改日期
学
-1-
机械设计作业集 型式，他们的使用特点各是什么？与之相配的轴槽是如何加工的？其工作长度和公称长度之间各 有什么关系？ 答：A 型：轴槽由指状铣刀铣出，圆头键在键槽中固定牢固，键槽应力集中较大，圆头部两侧面 不工作，工作长度与公称长度之间的关系：l=L－b。 B 型：轴槽由盘状铣刀铣出，方头键在键槽中常用螺钉紧固，键槽应力集中较小，工作长度： l=L。 C 型：轴槽由指状铣刀铣出，一头圆一头方用于轴端与毂类零件联接，安装方便。工作长度： l=L－b/2。 6—21 半圆键联接与普通平键联接相比，有什么优缺点？它适用于什么场合？ 答：轴槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，键在槽中能绕几何中心摆动以适应轮毂中键 槽的斜度。 优点：工艺性较好，装配方便 ，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。 缺点：轴槽较深，对轴的强度削弱较大。 一般只用于轻载静联接中。 6—22 为什么采用两个平键时，通常在轴的圆周上相隔 180°位置布置；采用两个楔键时，常 相隔 90°～120°；而采用两个半圆键时，则布置在轴的同一母线上？ 答：两平键相隔 180°布置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加弯矩， 受力状态好。 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。 6—23 在材料和载荷性质相同的情况下，动联接的许用压力比静联接的许用挤压力小，试说 明原因。 答：因为动联接的失效形式为过度磨损，而磨损的速度快慢主要与压力有关。压力的大小首先应 满足静强度条件，即小于许用挤压应力，然后，为了使动联接具有一定的使用寿命，特意将许用 压力值定得较低。若动联接的相对滑动表面经过淬火处理，其耐磨性得到很大的提高，可相应地 提高其许用压力值。 6—24 花键联接的主要失效形式是什么？如何进行强度计算？ 2T 10 3 p 答：静联接——工作面被压溃，按工作面上的挤压应力进行强度计算， p zhld m
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。
机械设计键与花键连接习题含答案OK版
一、填空题[1]键“B18X80”的含义是_________ B型_键宽18键长80。
⑵平键联接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为 1.5T,则应_安装一对平键[3]设计键联接的几项主要内容是：a按轮毂长度选择键的长度,b按要求选择键类型，c按内径选择键的剖面尺寸, d 进行必要强度校核。
具体设计时一般顺序为___bcad。
[4]选择普通平键时，键的截面尺寸（bXh）是根据轴颈.直径______________ 查标准来确定的,普通平键的工作面是两侧面。
[5]平键联接靠键和键槽的_____ 侧面挤压_____ 传力，高度方向有间隙,不会影响轴与轴上零件的对中。
[6]键连接可分为___ 平键___、______ 斜键 ___ 、___花键________ 、_半圆键_______ 。
[7]键的剖面尺寸（b X h）是根据轴颈直径___________________ 从标准中选取出来的。
[8]普通平键联接中，平键的截面尺寸是由_____ 轴颈直径 _________________ 确定的；而平键的长度是由________ 轮毂宽度____________ 确定的，并应满足标准长度系列且小于轮毂与轴的配合段的长度。
[9]在平键联接工作时，是靠键和键槽侧面的挤压传递转矩的。
[10]平键连接可分为_______ 普通平键 ___________ 、_____ 导键滑键____________ 等。
[11]平键联接中的静联接的主要失效形式为____________ 较弱零件的工作面被压溃，动联接的主要失效形式为磨损；所以通常只进行键联接的挤压强度或耐磨性计算。
[12]普通平键用于静联接，其失效形式是______ 工作面压溃 ______ ，而滑键及导向平键为动联接，其失效形式是_____ 过度磨损。
二、判断题[1]楔键的两侧面是工作面。
（）[2]平键、半圆键和花键均以键的两侧面为工作面。
（）[3]平键联接的工作表面为键的两个侧面和上下两个底面。
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作业一
4T 4 1000000 p 45.4MPa p 50 60MPa ～ dhl 70 12 (125 20)
故挤压强度够。 键的标记：键20×125 GB/T1096-1979 二.齿轮处： 1.选择键的类型和尺寸 选用普通平键联接，A型。 根据d=90mm，查手册，得：b×h=25×14 根据L毂=90mm，L键=L毂-（5～10）且符合标强度
作业一
4T 4 1000000 p 57.7MPa p 100 120MPa ～ dhl 90 14 (80 25)
故挤压强度够。 键的标记：键25×80 GB/T1096-1979
作业一
第六章 键、花键、无键联接和销联接
习题解答：
作业一
6-4.图示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速 轴相联接。试选择两处键的类型及尺寸，并校核其联接强度。已
知：轴的材料为45钢，传递的扭矩T=1000Nm，齿轮用锻钢制
成，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。 解：一.半联轴器处： 1.选择键的类型和尺寸 由于减速器有定心精度要求，应选用普通平键联接，若选A型。 根据d=70mm，查手册，得：b×h=20×12 根据L毂=130mm，L键=L毂-（5～10）且符合标准系列，得： L键=125mm 2.校核挤压强度