第五章键花键销和成形联接
键、花键、无键连接和销连接
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。
机械基础教材第五章连接与紧固知识教案
第五章连接与紧固5.1连接件与标准件 5.2键连接与销连接【章节名称】连接件与标准件键连接与销连接【教学目标与要求】一、知识目标1.掌握连接件与标准件的定义。
2.了解键的功用、类型和平键的标注方法。
二、能力目标1.能够区分连接件与标准件2.能读懂普通平键标准和销的含义和连接的型式。
三、素质目标了解键和销的作用及常用键的表示方法。
了解花键的工作特点。
四、教学要求1.掌握连接件与标准件的定义。
2.了解的普通平键和销安装固定的常用方法及拆卸时应注意的问题。
【教学重点】普通平键和销的标记方法。
【难点分析】普通平键配合公差的选择。
【教学方法】讲练法，实用工具演示，比较法。
【教学资源】1.机械基础在线开放课程．“中国职教MOOC”频道，高等教育出版社。
2.实物工具。
【教学安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、作业讲评讲解上次课所做作业中存在的共同问题。
注意表扬有进步的同学。
二、导入新课为了满足机械在功能、结构、制造、安装、运输、维修、工效、经济等方面的要求，组成机械的各零件之间是通过各种制约关系组合在一起的，各零件之间的这种制约关系就称为连接。
零件与零件之间是靠什么方法连接在一起？常用的连接方法有键、销、螺纹、弾性连接和联轴器与离合器。
这都是可拆连接。
三、新课内容（一）连接件与标准件在机械中起连接作用的零件称为连接件或紧固件。
常用的连接件有螺纹紧固件、键和销等。
由于这些零件用量较大，为了加速设计进度、便于专业化生产、降低成本，国家对这些零件的结构、形式、尺寸、画法、标记等作了统一规定，制定了国家标准，实施了标准化，因此，这类零件也称为标准件。
广义的标准件，除标准化连接件或紧固件之外，还包括传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。
对于标准件，在设计和使用时，只需根根据其代号和标记，便可以查出全部形状尺寸。
标准件，常被称为“工业之米”，是机械产品需求量极大的基础元器件之一。
汽车整车以及总成的总装过程，主要是应用紧固件联接各种零部件的过程。
第五章键联接的互换性
配合尺寸:大径D,小径d,键宽B
尺寸公差与配合
形位公差
基轴制，公称尺寸为小径d 固定联结、滑动联结、紧滑动联结
小径的形位公差满足包容要求 大批量：键侧规定位置度, 满足最大实体要求 小批量：键侧规定对称度, 独立要求
表面粗糙度
花键规格的标记
第五章 键联接的互换性
B B
花键的表面粗糙度
精加工 磨削
加工表面 小径 大径 键侧
内花键 Ra不大于 1.6 6.3 6.3
外花键 0.8 3.2 1.6 砂轮磨小径时 顺便磨键侧
第五章 键联接的互换性
花键配合尺寸与定心方式 小径定心
配合尺寸:大径D,小径d,键宽B
A A A
b
L
h
d-t1
D+t2
A
第五章 键联接的互换性
平键联结互换性
尺寸公差与配合 形位公差 表面粗糙度
第五章 键联接的互换性
平键联结尺寸公差与配合
—公称尺寸b×h —配合尺寸b —基轴制,键公差带h8
D10 轴槽公差带 键公差带 轮毂槽公差带
+ 0 -
H9 JS9 h8 N9 h8 P9 h8 P9
3.2
A
0.02 M A M
A
E
第五章 键联接的互换性
花键的形位公差
小批量：键侧规定对称度, 不能用最大实体要求 小径遵守包容要求
6×7H11 EQS 0.015 A 3.2 6×7d10 EQS 0.015 A
0.8
28H7 E
3.2 A
6.3
28h7 E
A
第五章 键联接的互换性
13、第五章、螺纹联接和键联接(提高螺纹联接强度措施、键及花键联接算)
可用竖心杆、细长杆、柔性螺 栓联接。如左图示。
2、增大被联接件刚度C2的方法有： 增大凸缘刚性，采用高硬度垫 片，改善被联接件的结构，如增加 支撑筋板，加大必要的尺寸等。
二、改善螺纹牙间载荷分布不均现象 如右上图示：工作中螺栓牙抗拉伸 长，螺母牙受压缩短，伸与缩的螺 距变化差以紧靠支承面处第一圈为 最大，应变最大，应力最大，其余 各圈依次递减，旋合螺纹间的载荷 分布如图所示。所以采用圈数过多 的加厚螺母，并不能提高联接的强 度。如右下图示。
一、键联接
主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键
1、平键联接
1）普通平键 用于静联接，即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。
普通平键： 圆 头：A型（常用），键顶上 面与毂不接触有间隙； 平 头 ：B型—常用螺钉固定； 半圆头：C型（端铣刀加工），
花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布 而成。花键齿侧面为工作面——适用于动、静联接 。
d D
一、类型、特点和应用 1、特点： 1）齿较多、工作面积大、承载能力较高； 2）键均匀分布，各键齿受力较均匀；
3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少； 4）轴上零件对中性好； 5）导向性较好； 6）加工需专用设备、制造成本高。 2、花键类型 按齿形分：
改善螺牙载荷分布不均匀的方法有： a) 悬置螺母 b) 环槽螺母 c)内斜螺母 d)环槽内斜
10° ~15°
10° ~15°
三、避免附加弯曲应力
由于设计、制造及安装等因素的影响，会造成螺栓受到偏心载荷而产 生的附加弯矩，使螺栓联接强度降低。为避免这些现象，可采取下列 措施： 减小应力集中的影响： 1）加大过渡处圆角(图1) 2）改用退刀槽 3）卸载槽，(图2) 4）卸载过渡结构。（图3）
机械基础第5章连接
P
D
1．在如图所示的压力容器使用了何种连接？该连接起 什么作用？ 2．除以上连接，在工程中还有哪些机械连接？
技能高考机械类专业考试大纲
1.识记内容
（1）螺纹主要类型、特点、应用。 （2）键、销连接分类、特点与应用。 （3）常用联轴器功用、类型、特点和应用。 （4）常用离合器功用、类型、特点和应用。
§5.1 键连接与销连接
2．平键的选择 平键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。 （1）类型选择 一般应考虑传递转矩大小，轴上零件沿轴向是否有移动 及移动距离大小，对中性要求和键在轴上的位置等因素，并 结合各种键的特点加以分析选择。 （2）尺寸的选择 普通平键的键宽b和键高h按键所在的轴径d查标准选定。 键的长度 L 可根据轮毂L1的长度确定，键长L=L1-（5～10） mm。导向平键应按轮毂的长度及滑动距离而定。键的长度还 须符合标准规定的长度系列。普通平键和键槽的尺寸见表。
§5.4 联轴器和离合器
联轴器和离合器通常用来连接两轴并在其间传递运动和 转矩，有时也可以作为一种安全装置用来防止被连接件承受 过大的载荷，起到过载保护的作用。用联轴器连接轴时只有 在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。而离合器连 接的两轴可在机器工作时方便地实现分离与接合。
§5.4 联轴器和离合器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§5.1 键连接与销连接
1．平键连接 （1）平键的工作原理 平键的两侧面是工作面。上表面与轮毂上的键槽底部之间留 有间隙。工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。 （2）平键的特点 平键连接的优点是结构简单，对中性好，装拆、维护方便； 缺点是不能承受轴向力。
§5.1 键连接与销连接
（3）平键的分类 平键分为普通平键、导向平键和滑键。普通平键分成A型（双 圆头）、B型（方头）、C型（单圆头）。其中A型平键应用最为广 泛，C型平键常用于轴端与毂类零件的连接。
键花键销成形联接
第7章 键、花键、销、成形联接基本要求：１.了解键联接的主要类型及应用特点，无键联接、销联接的类型、特点及应用2 . 理解花键联接的类型、特点和应用，花键联接强度校核计算方法。
３．掌握平键的类型及尺寸的选择方法，以及平键联接的失效形式和强度计算。
7.1 键联接7.1.1键联接的分类和构造（键为标准件）1． 平键和半圆键联接（1） 平键联接。
键的侧面是工作面（图7.1），靠键和键槽互压传递转矩。
按用途平键分为：普通平键、导向平键和滑键三种。
普通平键用于静联接，按结构分为：圆头、方头和一端圆头一端方头。
见图7.1。
导键联接和滑键联接用于动联接见图7.2－7.3。
（2） 半圆键联接。
半圆键用圆钢切制或冲压后磨制。
轴上键槽用半径与键相同的盘状铣刀铣出，故键在槽中能绕其几何中心摆动以适应毂上键槽的斜度。
半圆键联接见图7.4。
用于静联接，键的侧面是工作面。
工艺性较好，缺点是键槽较深。
主要用于轻载及圆锥形轴头的辅助联接。
（3） 平键和半圆键联接的共同特点：键的侧面是工作面，定心性好，制造容易，装拆方便。
缺点是不能实现零件的轴向固定，不能传递轴向力。
2． 斜键联接－只用于静联接，常用的：楔键和切向键。
（1） 楔键联接。
图7.6 。
上下面是工作面，键的上表面具有1：100⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-⎪⎩⎪⎨⎧紧联接－斜键半圆键滑键－动联接动联接导向平键型）半圆头（型）方头（型）圆头（普通平键平键松联接键联接 C B A的斜度，靠键、轴、毂之间的摩擦力和键所受的偏压传递转距；也可传递单向轴向力。
（2） 切向键联接。
图7.7。
上下面是工作面，必须有一个面在包含轴线的平面内，压力沿轴的切向作用，靠挤压传递转距。
若要传递双向转距，需用两个切向键按120～130布置。
（3） 楔键联接的共同特点：定心性差，在冲击、振动及变载下联接易松动。
可以使零件轴向固定，传递单向轴向力。
键、花键、无键联接和销联接的自学指导
键、花键的自学指导1 主要内容及学习要求主要内容为键及花键联接的类型、结构、特点和应用，失效形式和强度计算。
键、花键和销大多已标锥化，因此学习的主要要求是：(1)了解键联接的主要类型、特点和应用。
掌握键的类型及尺寸的选择方法，并能对平键联接进行强度校核计算。
(2)了解花键联接的主要类型、特点和应用。
掌握花键联接强度校核计算方法。
(3)对无键联接、销联接的主要类型、特点及应用有一定的了解。
2 重点及学习注意事项重点是键与花键的类型、尺寸选择和强度校核方法。
自学本章时应该注意；(1)进行键联接的强度校核计算时，要正确取定键的工作长度，并应按键、轴、毂三者最弱材料来选取许用应力，而键一般是用抗拉强度极限бB≥600Mpa的精拔钢制造的(2)键的侧面所受不是均布载荷,计算时是按均布考虑的;花键所受的载荷也不可能均匀地分配到各个花键齿上,故考虑一个载荷分配不均系数Ψ;每个花键齿本身工作面上的载荷也是不均匀分布的,面上不均匀分布列入许用应力考虑.(3)载荷分布不均匀现象是个普遍规律,绝对均匀的载荷分布是不存在的,因此,对以后将要学到的各个零件,都有个妥善处理载荷分布不均匀的问题,不过处理的方法可随具体情况的不同而异罢了.3 思考题(1)如何选取普通平键的尺寸b×h×L?它的公称长度L与工作长度l之间有什么关系?(2)圆头、方头及单圆头普通平键各有何优缺点?各是什么型的普通平键?分别用在什么场合?轴上的键槽是如何加工的?(3)普通平键联接有那些失效形式?主要失效形式是哪些? 如何进行强度校核?许用应力按键、轴、毂三者那一个来取?如经校核强度不足时,可采取哪些措施?(4)当用一个平键联接而强度不足时,可否在同一段轴、毂上采用两个平键联接?它们在布置上和强度计算上有何区别?(5)平键和楔键在结构和使用性能上有何区别?为何平键应用较广?(6)导向平键联接和滑键联接有何区别?各在什么场合使用?(7)花键联接和平键联接相比有哪些优缺点? 渐开线花键联接和矩形花键联接相比各有哪些优缺点?各用什么定心?(8)花键联接强度计算中为什么要引入载荷分配不均系数Ψ?它的取值范围如何?影响取值大小的主要因素是什么?如经校核判定强度不足时,可采取哪些措施?(9)平键和楔键的工作面各是那个面?。
键、花键和销连接
销的主要用途是固定零 件之间的相互位置，并可 传送不大的载荷。
1）类型选择：键的类型应根据键联接的结构、使用特性及工作条件来选择。 2）尺寸选择： 键的剖面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。
项目五 汽车常用连接
任务二 键、花键和销连接
。
【任务实施】
（1）确定联轴器段的键 （2）确定齿轮段的键
项目五 汽车常用连接
任务二 键、花键和销连接
。
三、花键联接
轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的联接称为花键联接。
项五 汽车常用连接
任务二 键、花键和销连接
。
一、键联接的类型
l. 平键联接
项目五 汽车常用连接
任务二 键、花键和销连接
。
导向平键
滑键
2. 半圆键联接
项目五 汽车常用连接
任务二 键、花键和销连接
。
3. 楔键联接和切向键联接
项目五 汽车常用连接
任务二 键、花键和销连接
。
二、平键联接的强度校核
1. 键的材料 2. 键的选择 3. 强度校核
06第五讲 花键、销、焊接
由于型面联接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接 的应用。 在家用机械、办公机械等中，采用了大量的压铸、注塑零件。要注塑 出各种各样的非圆形孔是毫无困难的，故型面联接的应用获得了发展。应 用较多的是带切口圆形和正六边形型面。
无键联接
Байду номын сангаас型面联接
无键联接
二、胀紧联接 胀紧联接是在毂孔与轴之间装入胀紧联接 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联接。 胀套的尺寸选择： 各型胀套已标准化，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。 选择时应满足： 传递转矩时 传递轴向力时
花键联接1
花键联接
一、花键联接的特点 花键联接由具有纵向键齿的外花键（花键 轴）和内花键（花键孔）组成。键齿侧面是工 作面。可用于静联接，也可用于动联接。 特点：承载能力高，对中性和导向性 好，对轴的削弱小。但结构复杂，成本 较高。 一般用于定心精度要求高、载荷较大的场合。
花键联接 矩形花键： 渐开线花键 三角形花键
铆接焊接与胶接铆接利用铆钉把两个以上的被铆件联接在一起的不可拆联接双盖板对接缝a铆钉被剪断b板边被剪坏c钉孔接触面被压坏e板边被撕裂二铆缝的受力及破坏形式设计计算要点思考题花键联接按牙型如何分类
花键联接、 第六讲 花键联接、销、铆、焊、过盈联接
花键联接 销联接 无键联接 铆接
花键联接1
花键联接
花键的形成
式中: ψ = 0.7 ~ 0.8 键的工作高度为：
花键联接
花键联接3
[ ]
D−d − 2C 2 渐开线花键 α=30°，h=m
矩形花键
h=
α=45°，h=0.8m
[σp]、[p]为花键联接的许用挤压应力和许用压强，见表6－3。
云天课件-中职《机械基础》第五章 连接(栾学钢、赵玉奇、陈少斌)
P.113
用途：适用于载荷、转速有变化，两轴有偏移的场合。
十字滑块联轴器
齿式联轴器
第四节 联轴器与离合器 一、常用联轴器
2. 无弹性元件的挠性联轴器
P.113
万向联轴器
第四节 联轴器与离合器 一、常用联轴器
3. 非金属弹性元件的挠性联轴器
P.113
弹性套柱销联轴器
弹性柱销联轴器
4. 金属弹性元件的挠性联轴器
对离合器的要求：接合迅速、分离彻底、动作准确、调整方便。 1. 嵌合式离合器
第四节 联轴器与离合器 三、常用离合器
2. 摩擦式离合器
P.116
本章小结
P.116
键（平键、半圆键和楔键）连接、花键（矩形、渐开线）连接及销（定位 销、连接销、安全销）连接都属于轴毂连接。键连接 的主要失效形式是压溃 （静连接）或过度磨损（动连接），故分别按照挤压应力或压强进行性的强度 计算。 螺纹连接包括螺栓（普通螺栓、铰制孔用螺栓）连接、双头螺栓连接、螺
螺纹连接：由内螺纹和外螺纹组成的螺旋副。
P.104
螺纹连接的特点：结构简单、紧凑，轴向力大，自锁性好，装拆方便，
类型多样。
普通螺纹 连接螺纹 螺纹应用 种类 传动螺纹 梯形螺纹 方牙螺纹 锯齿螺纹 管螺纹
粗牙螺纹
细牙螺纹
第二节 螺纹连接 一、 螺纹及其主要参数
1. 螺纹连接的结构：由内螺纹和外螺纹组成的螺旋副。
准化。 联轴器联接 两轴只有在机器停车后，经拆卸才能使其分离（正常不分离）。 离合器联接 两轴一般可在机器运转中随时使它们分离与结合。 制动器 是用来减低机械速度或使机械停止运动的装置，有时也用作限速
装置。
联轴器
离合器
制动器
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第六章 键，花键，无键联接和销联接
一．选择题
6-1普通平键联结的主要用途是使轴与轮毂之间______。
(1) 沿轴向固定并传递轴向力 (2) 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用
(3) 沿周向固定并传递转矩 (4) 安装与拆卸方便
6-2键的剖面尺寸通常是根据_____按标准选择。
(1)传递转矩的大小 (2)传递功率的大小 (3)轮毂的长度 (4) 轴的直径
6-3键的长度主要是根据______来选择。
(1) 传递转矩的大小 (2) 轮毂的长度 (3) 轴的直径
6-4常用来制造键的材料是_____。
(1) 低碳钢 (2) 中碳钢 (3) 高碳钢 (4) 合金钢
6-5能够构成紧键联结的两种键是______。
(1) 楔键和半圆键 (2) 平键和切向键 (3) 半圆键和切向键 (4) 楔键和切向
键
6-6楔键和_____，两者的接触面都具有1：100的斜度。
(1) 轴上键槽的底面 (2) 轮毂上键槽的底面 (3) 键槽的侧面
6-7楔键联结的主要缺点是_____。
(1) 键的斜面加工困难 (2) 键安装时易损坏 (3) 键装入键槽后，在轮毂中产
生初应力 (4) 轴和轴上的零件对中性差
6-8 切向键联结的斜度是做在______上。
(1)轮毂键槽的底面 (2) 轴的键槽底面 (3)一对键的接触面 (4)键的侧面
6-9 平键联结如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔
_______。
(1) 90º (2) 120º (3) 135º （4）180º
6-10 平键联结与楔键联结相对比，它只能传递转矩，不能传递轴向力，这是因为____。
(1) 楔键端部具有钩头 (2) 平键摩擦力小于楔键的摩擦力 (3) 楔键的工
作表面有斜度而键槽没有斜度，接触时可以卡紧 (4)在安装时，楔键可沿轴向楔紧
6-11 半圆键联结的主要优点是_____。
(1) 对轴的强度削弱较轻 (2) 键槽的应力集中较小 (3) 工艺性好，安装方便
6-12 应用较广的花键齿形是______。
(1) 矩形与三角形 (2) 渐开线与三角形 (3) 矩形与渐开线 (4) 矩形，
渐开线与三角形
二．分析与思考题
6-1 薄型平键联接与普通平键联接相比，在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别?
6-2 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?
6-3采用两个平键(双键联接)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；这是为什么?
6-4与平键、楔键、半圆键相配的轴和轮毂上的键槽是如何加工的?
6-5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应力小，
试说明其原因。
6-6花键联接的主要失效形式是什么?如何进行强度计算?
6-7在胀紧联接中，胀套串联使用时引入额定载荷系数ol是为了考虑什么因素的影响?
6-8销有哪几种类型?各用于何种场合?销联接有哪些失效形式?
6-9一般联接用销、定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同?
6-10试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。
a)平键联接 b)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