键、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。
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，
第六章 键、花键、无键、连接和销连接
3.安全销：直径由机器过载剪断条件确定。
4）滑键
用于滑移距离较长
2.半圆键连接
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：连接可靠，但对中精度差。适用于定心精度 要求不高，低转速的场合。
第六章 键、花键、无键
连接和销连接
基本要求:
1) 掌握键连接的主要类型及应用特点、键的类型和尺寸的 选择方法，并能对平键连接进行强度校核计算。 2) 掌握花键连接的类型、特点、工作原理。
重点：
平键连接的类型、特点、类型选择、尺寸确定、失效形式
和强度校核计算。
难点：
平键连接的类型选择、尺寸确定、失效形式和强度校核计 算。
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 。
二. 键的选择
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； 3）滑动距离的长短； 4）连接对中性的要求； 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：
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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。 2.圆锥销: 具有1：50的锥度，在受横向力时可以自锁。安装 方便、定位精度高，可多次装拆不影响定位精度。
三、端部形式的不同：
缺点：楔紧后轮和轴产生偏 心，不适合定心精度要求高 或高速的场合。
靠摩擦力和挤压传递转矩
钩头便于拆卸
拆卸空间
工作面
钩头楔键
4. 切向键连接
由两个斜度为1:100的楔键组成。工作面为窄面 一个切向键只能传递一个方向的转矩; 传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。 窄工作面
潘存云教授研制
1．平键连接 ①结构要点：
工作面是两侧面 上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙
键的上、下表面为非工作面不承受轴向力
②按用途分类
普通平键、薄型平键、导向平键、滑键
静连接
动连接
普通平键
薄型平键
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(传递转矩不大时选用)
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 重要的键连接在选出键的类型和尺寸后，还应进行强度计算。
2．平键连接的强度计算
普通平键连接（静连接）
主要失效形式是工作面被压溃。 除非严重过载，一般不会出现键的剪断。 因此，通常按工作面上的挤压强度进行校核计算。
假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接的强度条件为
F 2T 103 p [ p ] kl kld
k ——键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，此处h为键的高度，mm； l ——键的工作长度，mm，圆头平键l =L-b，平头平键l =L， 这里L为键的公称长度；b为键的宽度； [σ P]——键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，MPa；表6-2
分度圆压力角有30°和45°两种， 齿顶高分别为0.5m和0.4m，m为模数。
与渐开线齿轮相比：
1.渐开线花键的齿较短；
2.齿根较宽； 3.不发生根切的最小齿数较少。
当传递的转矩较大且轴径也大时宜采用渐开线花键连接。
定心方式为齿形定心。当齿受载时，齿上的径向力能起到 自动定心作用，有利于各齿均匀承载。
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
§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。 一、键连接的分类、结构型式及应用 平键连接
分类
半圆键连接 楔键连接 导向键连接
二、花键连接强度计算 1. 失效形式： 工作面被压溃（静连接） 工作面过度磨损（动连接） 2. 强度条件： 静连接： 动连接：
2T 103 p p zhld m
2T 103 p p zhld m
H花键齿侧高度，矩形：h=(Dd)/2-2C,D外花键大径，d内花键小 径，C倒角尺寸；淅开 线:α=30,h=m,α=45,h=0.8m Dm:平均直径，矩形（D+d）/2, 浙开线：dw=di
轴上零件在轴上 作距离较短的相 对滑动
滑键
滑键固定在轮毂上，距离较长的相对滑动
2．半圆键连接 工作面是两侧面
键能在轴上的键槽中绕其圆 心摆动， 以适应轮毂上键槽 的斜度，安装方便。 常用与锥形轴与毂的连接
缺点：轴槽对轴的强度削弱较大，适宜轻载连接。
3. 楔键连接
楔键的上表面有1：100斜度
楔键的上、下表面为工作面
导向平键连接和滑键连接（动连接）
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强度校核计算。
导向平键和滑键的强度条件：
2T 103 p p kld
[p]——键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力，MPa。表6-2
当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180º布置。 两个半圆键应布置在轴的同一条母线上；两个楔键则应布置在 沿周向相隔90~120º。考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在 强度校核中可按1.5个键计算。
键的标记
键22 90GB1096 - 2003
键的工作长度为
l L b 90 22 68mm
k h 7 mm 2
键与轮毂键槽，取许用挤压应力
[σ p ] 110MPa
根据普通平键连接的强度条件 公式 2T 103
σp kld [σ p ]
渐开线花键
按齿高的不同，矩形花键的齿形尺寸 在标准中规定了两个系列。
轻系列的承载能力较小，多用于轻载连接；
中系列用于中等载荷的连接。
定心方式为小径定心，即外花键和内花键的小径为配合面。 特点: 1.定心精度高； 2.定心的稳定性好； 3.能用磨削的方法消除热处理引起的变形。
渐开线花键的齿廓为渐开线，
2. 校核键挤压强度
2T 103 p p kld
k 0.5h 0.5 12 6 l L b 90 20 70mm
2T 103 2 2200 103 p MPa 149.7 MPa kld 6 70 70
： 查表6 2, 轻微冲击， 静连接， 钢， 所以 100 ~ 120MPa 采用双键，并相隔180°，键长按1.5l计算
变形求得键连接传递的最大转矩为
Tmax
kld[σ p ] 2000
7 68 80 110 2094N m 2000
缺点： （1）齿根仍有应力集中； （2）需用专门设备加工； （3）成本较高。
因此花键连接选用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接。
花键连接的设计要点: 1.花键连接的齿数、尺寸、配合等均应按标准选取。 2.花键连接可用于静连接或动连接。 3.花键按其齿形可分为；矩齿形花键和渐开线花键两类。
矩齿形花键
例题：设计键连接（P108）
齿轮与轴的材料为钢，用键构成静连接，装齿轮处的轴径 d=70mm，齿轮轮毂宽为100mm，传递转矩T=2200Nm， 载荷有轻微冲击。
解：1. 选择键的类型和尺寸
8级以上齿轮选平键，齿轮不在轴端，选A型平键 d=70, P106表6-1,选b×h=20×12 轮毂宽100mm,选键长L=90mm
1.端部带螺纹的圆锥销:可用于盲孔或拆卸困难的场合。 2.开尾圆锥销:适用于有冲击、振动的场合。 3.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 使销挤紧在销孔中，不易松脱，因而 能承受振动和变载荷。
销的设计计算
（1）定位销通常不受载荷或只受很小的载荷，故不作强度校核 计算。其直径可按结构确定，数目一般不少于2个。销装入每一 被连接件内的长度，约为销直径1～2倍。 （2）连接销的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。 （3）安全销在机器过载时应被剪断，因此，销的直径应按过载 时被剪断的条件确定。
式中: 载荷分配不均系数 0.7 ~ 0.8
§6－3 无键连接
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。
装拆方便，对 中性好；应力 集中小；加工 复杂。
等距曲线 摆 线 椭圆形 六角形
正方形
带切口圆形
三角形
二、胀紧连接
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。
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。
无键联接
键联接4
选择时应满足： 传递转矩时 传递轴向力时
胀紧联接
T T
Fa Fa
2T 传递联合作用的转矩和轴向力时 FR Fa2 d
p p
p p
2T 103 2 2200 103 p MPa 99.8MPa p kld 6 105 70
键的标记：键20×90 GB/T 1096-2003
§6－2 花键连接
一、花键连接的类型、特点和应用
花键连接是由外花键和内花键组成。
内花键
外花键
花键连接的特点 ：
6-2 在一直径的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮（如下图）， 轮毂宽度，工作时有轻微冲击。试确定平键的尺寸，并计算其 允许传递的最大扭矩。
[解] 根据轴径 d 80 mm ，
根据轮毂长度
，
查表得所用键的剖面尺寸为 b 22 mm
h 14 mm
L 90 mm
L' 1.5d 1.5 80 120 mm 取键的公称长度
花键连接是平键连接在数目上的发展。
与平键相比，花键的优点:
（1）因为在轴上和毂孔上直接而匀称地制出较多的齿与槽， 故连接受力较为均匀； （2）因槽较浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较小； （3）齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷； （4）轴上零件与轴的对中性好（这对高速及精密机器很重要）； （5）导向性较好； （6）可用磨削的方法提高加工精度及连接质量。