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1、661 1 键联接键联接 第六章第六章 键、花键、无键联接和销联接键、花键、无键联接和销联接662 2 花键联接花键联接 663 3 无键联接无键联接 664 4 销联接销联接 本章主要内容：本章主要内容：1. 1. 键衔接的类型、任务原理、构造方式和键衔接的类型、任务原理、构造方式和运用；运用；平键衔接尺寸确实定方法、失效方式、强度平键衔接尺寸确实定方法、失效方式、强度校校 核方法；核方法； 本章重点内容：本章重点内容： 普通平键衔接及普通平键衔接与楔键衔接普通平键衔接及普通平键衔接与楔键衔接的特的特点有何不同。点有何不同。一键联接的功能、分类、构外型式及运用一键联接的功能、分类、构外型式及
2、运用类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。6-1 键联接键联接作用：实现轴和轴上零件的周向固定以传送扭矩，有作用：实现轴和轴上零件的周向固定以传送扭矩，有 些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴 向挪动。向挪动。 1. 1. 平键联接平键联接特点：特点： 键的两个侧面是任务面，键的两个侧面是任务面，间隙间隙 构造简单、装拆方便、对中性较好。构造简单、装拆方便、对中性较好。侧壁的挤压传送扭矩。侧壁的挤压传送扭矩。任务时依托键与键槽任务时依托键与键槽 不能轴向固定零件。不能轴向固定零件。 6-1 键联接键联接平键平键薄型平
3、键薄型平键普通平键普通平键导向平键导向平键滑键滑键轴轴任务面任务面T平键平键薄型平键薄型平键普通平键普通平键导向平键导向平键滑键滑键-用于静联接用于静联接-用于动联接用于动联接6-1 键联接键联接 普通平键普通平键单圆头单圆头 ( C 型型 )圆圆 头头 ( A 型型 )平平 头头 ( B 型型 )A型型B型型C型型6-1 键联接键联接盘铣刀盘铣刀 -用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。圆头普通平键圆头普通平键-用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。平头普通平键平头普通平键-常用于轴端。常用于轴端。单圆头普通平键单圆头普通平
4、键6-1 键联接键联接普通平键运用最广。普通平键运用最广。薄型平键与普通平键的主要区别：薄型平键与普通平键的主要区别： 键的高度约为普通平键的键的高度约为普通平键的70% 60%70% 60%，因此传送扭，因此传送扭矩的才干较低，常用于薄壁构造、空心轴及一些径向矩的才干较低，常用于薄壁构造、空心轴及一些径向尺寸遭到限制的场所。尺寸遭到限制的场所。起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉潘存云教授研制起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉导向平键导向平键滑键滑键 长度较长，需用螺钉固定。长度较长，需用螺钉固定。特点：特点： 可实现轴上零件的轴向挪动，可实现轴上零件的轴向挪动，构成动联接。构成动联接。如变速箱内
5、的滑移齿轮如变速箱内的滑移齿轮导向平键导向平键-用于动联接用于动联接双勾头滑键双勾头滑键构造特点：两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。构造特点：两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。潘存云教授研制单圆勾头滑键单圆勾头滑键构造特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。构造特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。潘存云教授研制导向平键和滑键的区别：导向平键和滑键的区别：导向平键导向平键-固定在轴槽中，用于轴向挪动量较小的场所。固定在轴槽中，用于轴向挪动量较小的场所。滑键滑键-固定在轮毂上，用于轴向挪动量较大的场固定在轮毂上，用于轴向挪动量较大的场所。所。6-1 键联接键联接2. 半圆键联接半圆键联接优点：工艺性好，装
6、配方便。优点：工艺性好，装配方便。特别适用于锥形轴端的联接。特别适用于锥形轴端的联接。任务面任务面因半圆键能在轴槽中摆动以顺应轮毂槽底面。缺陷：对轴的减弱较大，只适用缺陷：对轴的减弱较大，只适用于轻载联接。于轻载联接。6-1 键联接键联接安装时用安装时用力打入力打入任务面任务面3. 楔键联接楔键联接特点：特点： 键的上下两面为任务面。任务时，依托键的键的上下两面为任务面。任务时，依托键的楔紧作用来传送扭矩。楔紧作用来传送扭矩。 能接受一方向的轴向力。能接受一方向的轴向力。 对中性较差。对中性较差。键楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜。运用：仅适用于定心精度不高和低转速运用：仅适用于定心精度不
7、高和低转速 的场所的场所任务面任务面斜度斜度 1 1：100100装配空间装配空间楔键楔键普通楔键普通楔键钩头楔键钩头楔键6-1 键联接键联接d斜度斜度1 1：100100在重型机械中常采用切向键在重型机械中常采用切向键 - - 一对楔键组成。一对楔键组成。装配时将两楔键楔紧，键的窄面是任务面，所产生的压力沿切向方向分布，窄面窄面任务面任务面任务面任务面特点：特点： 键的窄面为任务面。任务时，靠任务面上的键的窄面为任务面。任务时，靠任务面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传送转矩。挤压力和轴与轮毂间的摩擦力传送转矩。 承载才干很大。承载才干很大。运用：运用： 由于键槽对轴的减弱较大，故常用于直径大
8、于由于键槽对轴的减弱较大，故常用于直径大于 100 mm 100 mm的轴上。如大型带轮、大型飞轮等。的轴上。如大型带轮、大型飞轮等。T4. 切向键联接切向键联接120 130 当传送双向扭矩时，需两对切向键分布成当传送双向扭矩时，需两对切向键分布成120 130 120 130 6-1 键联接键联接T( (二二) ) 键的选择和键联接的强度计算键的选择和键联接的强度计算1. 键的选择键的选择类型选择类型选择尺寸选择尺寸选择-根据联接的特点、运用要求和任务条件选定根据联接的特点、运用要求和任务条件选定剖面尺寸剖面尺寸bhbh键长键长 L L-按轴径按轴径d d 从规范中查取从规范中查取-L-L
9、轮毂长度轮毂长度 表表6-16-1选定的键长应符合规选定的键长应符合规范规定的长度系列范规定的长度系列6-1 键联接键联接导向平键的键长导向平键的键长L-L-按轮毂的长度及其滑动间隔而定。按轮毂的长度及其滑动间隔而定。6-1 键联接键联接6 8 8 10 1012 1217 1722 2230 3038 38442 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 7 10 8 12 8表表6-1 6-1 普通平键和普通楔键的主要尺寸普通平键和普通楔键的主要尺寸轴的直径轴的直径d d 6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90
10、，100，110，125，140，180，200，220，250键的长度键的长度 系列系列L L键宽键宽bb键高键高h h轴的直径轴的直径d d 键宽键宽bb键高键高h h4450 5058 5865 6575 7585 8595 95110 110130149 1610 1811 2012 2214 2514 1816 32 18普通平键和键槽尺寸普通平键和键槽尺寸GB/T1095-2003GB/T1095-2003、GB1096-2003GB1096-2003 A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或r1LLLbhbtd-tbt1d+t1标志实例：标志实例： 圆头普通平键圆头普通平键(
11、A型型): 键键16100 GB/T 1096-2003 方头普通平键方头普通平键(B(B型型): ): 键键B16100 GB/T 1096-B16100 GB/T 1096-20032003单圆头普通平键单圆头普通平键(C(C型型) : ) : 键键C16100 GB/T 1096-C16100 GB/T 1096-20032003db*L2. 键联接的强度计算键联接的强度计算 主要失效方式：主要失效方式：导向平键联接动联接导向平键联接动联接平键联接平键联接普通平键联接静联接普通平键联接静联接-任务面的压溃任务面的压溃-任务面的磨损任务面的磨损平键联接受力情况平键联接受力情况dTFF1 平
12、键联接的强度计算平键联接的强度计算 1 平键联接的强度校核平键联接的强度校核 p p d h l2T=普通平键联接的挤压强度条件：普通平键联接的挤压强度条件：p =Fk ldbdTFFT=Fd2d2k =h2h6-1 键联接键联接-6-1p p d k l2Tp =滑键、导向平键联接的强度条件：滑键、导向平键联接的强度条件：式中：式中： h-键的高度，键的高度， l -键的任务长度，键的任务长度，Ll=L-bl=LbA型型bB型型lp p 、p -p -许用挤压应力、许用压力，见表许用挤压应力、许用压力，见表6-26-2普通平键联接的挤压强度条件：普通平键联接的挤压强度条件：p p d k l
13、2T=p =Fk l6-1 键联接键联接计算根据是磨损，应限制压强：-6-2-6-1 钢钢 125150 100120 6090表表6-2 键联接的许用挤压应力、许用压力键联接的许用挤压应力、许用压力 许用值许用值 轮毂资料轮毂资料静载荷静载荷 细微冲击细微冲击 冲冲 击击载载 荷荷 性性 质质 铸铁铸铁 7080 5060 3045 钢钢 50 40 30p p p p 6-1 键联接键联接2 半圆键联接强度计算半圆键联接强度计算bdTlkFyd/2-只用于静联接，失效方式为任务面被压溃只用于静联接，失效方式为任务面被压溃6-1 键联接键联接1 平键联接强度计算平键联接强度计算 按任务面的挤
14、压应力进展强度校核计算留意：留意： 接触高度接触高度 k 应根据键的尺寸从规范中查取。应根据键的尺寸从规范中查取。 任务长度近似地取其等于键的公称长度：任务长度近似地取其等于键的公称长度：l = L。p MPa p MPa kl d 2Tp =-6-1d 假设强度不时，可采用双键联接。思索到载荷分布假设强度不时，可采用双键联接。思索到载荷分布的不均匀性，校核强度时按的不均匀性，校核强度时按1.51.5个键计算。个键计算。双键布置规那么：双键布置规那么：平键：平键： 按按180180布置；布置；半圆键：半圆键： 同一条母线上；同一条母线上；楔键：楔键： 夹角成夹角成120120 130 130
15、120 130 6-1 键联接键联接花键联接花键联接-多键联接多键联接组成：外花键、内花键组成：外花键、内花键优点：优点：2) 2) 齿槽浅，对轴的减弱、应力集中小齿槽浅，对轴的减弱、应力集中小; ;1) 1) 多齿传送载荷，承载才干高多齿传送载荷，承载才干高; ;4) 4) 轴上零件与轴的对中性好；导向性好轴上零件与轴的对中性好；导向性好; ; 对动联对动联接很重要接很重要3) 3) 可用磨削方法提高加工精度及联接质量。可用磨削方法提高加工精度及联接质量。缺陷：齿根仍有应力集中、需专缺陷：齿根仍有应力集中、需专 用设备制造，本钱高。用设备制造，本钱高。一一 类型、特点和运用类型、特点和运用6
16、-2 花键联接花键联接运用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的联接。运用：定心精度要求高、载荷大、或经常滑移的联接。-制造容易，运用最广。制造容易，运用最广。-用于高强度联接。用于高强度联接。类型类型矩形花键矩形花键 渐开线花键渐开线花键 6-2 花键联接花键联接1. 矩形花键矩形花键轻系列：轻系列：-承载才干较小，多用于静联接和轻载联接；承载才干较小，多用于静联接和轻载联接；按齿高的不同，矩形花键的齿型尺寸在规范中规定了两个系列，中系列：中系列：-用于中等载荷的联接。用于中等载荷的联接。定心方式：小径定心定心方式：小径定心-精度高，稳定性好。精度高，稳定性好。2. 渐开线花键渐开线花键 有
17、有=30 ，=45 两种，对应的齿顶高分别为：两种，对应的齿顶高分别为：定心方式：齿形定心定心方式：齿形定心-具有自动定心作用，受力均匀。具有自动定心作用，受力均匀。 h* = 0.5m h* = 0.4m=30 df=45 df特点：制造工艺性好，制造精度较高，齿根强度高，特点：制造工艺性好，制造精度较高，齿根强度高， 易于定心。常用于传送大扭矩和大轴径的场所。易于定心。常用于传送大扭矩和大轴径的场所。2. 渐开线花键渐开线花键 有有=30 ，=45 两种，对应的齿顶高分别为：两种，对应的齿顶高分别为： h*=0.5m h*= 0.4m=30 df=45 df =45 =45的花键任务面高度
18、较小，承载才干较低，多的花键任务面高度较小，承载才干较低，多用于载荷较轻，直径较小的静联接。特别适用于薄壁用于载荷较轻，直径较小的静联接。特别适用于薄壁零件的联接。零件的联接。二、花键联接强度计算二、花键联接强度计算失效方式：任务面被压溃静联接失效方式：任务面被压溃静联接 任务面过度磨损动联接任务面过度磨损动联接花键联接既可做成静联接，也可做成动联接。花键联接既可做成静联接，也可做成动联接。普通只验算挤压强度和耐磨性。普通只验算挤压强度和耐磨性。6-2 花键联接花键联接6-3 无键联接无键联接 型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与一样轮廓的毂孔配
19、合以传送运动和转矩的可拆联接，一样轮廓的毂孔配合以传送运动和转矩的可拆联接，它是无键联接的一种型式。它是无键联接的一种型式。一型面联接一型面联接凡是轴与毂的联接不用键或花键时凡是轴与毂的联接不用键或花键时-无键联接无键联接配合部配合部分外形分外形柱体柱体锥体锥体-只能传送扭矩只能传送扭矩-能同时传送扭矩和轴向力，用于能同时传送扭矩和轴向力，用于不允许有间隙和要求高可靠性的场所不允许有间隙和要求高可靠性的场所但随着成型工艺的开展，促进了型面联接的运用。 由于型面联接要用到非圆形孔，以前因其加工困难，限制了型面联接的运用。1) 1) 装拆方便，对中性好；装拆方便，对中性好；特点：特点：2) 2)
20、联接面上没有键槽和尖角，减少了应力集中；联接面上没有键槽和尖角，减少了应力集中；3) 3) 可传送较大的扭矩；可传送较大的扭矩；4) 4) 切削加工有难度，不易保证配合精度。目前运用还不广泛。切削加工有难度，不易保证配合精度。目前运用还不广泛。 胀紧联接是在轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧胀紧联接是在轴与毂孔之间装配一个或几个胀紧联接套，在轴向力的作用下，同时胀紧轴与毂产生压联接套，在轴向力的作用下，同时胀紧轴与毂产生压紧力，靠摩擦力传送转矩和轴向力的一种静联接。紧力，靠摩擦力传送转矩和轴向力的一种静联接。二胀紧联接二胀紧联接 构造类型：构造类型：Z1Z1型胀套、型胀套、Z2Z2型胀套型胀套6-
21、3 无键联接无键联接两个胀紧套两个胀紧套一个胀紧套一个胀紧套1) Z1型胀套型胀套2) Z2型胀套型胀套 Z2型胀套中，与轴或毂孔贴合的套筒均有纵向间隙，以利于变形和胀紧。拧紧联接螺钉，便可以将轴和毂胀紧。优点：优点： 定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载定心好、装拆方便，引起的应力集中较小，承载才干较高，并且有平安维护作用。才干较高，并且有平安维护作用。缺陷：缺陷： 由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时运用受构造由于轴与毂孔之间要安装胀套，有时运用受构造尺寸的限制。尺寸的限制。6-3 无键联接无键联接664 4 销联接销联接作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。作用：固定零件之
22、间的相对位置，并可传送不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销按外形分按外形分定位销：用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工定位销：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。通常不受载荷或只受很小的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，故不作强度校核计算，其直径按构造确定，数目载荷，故不作强度校核计算，其直径按构造确定，数目普通不少于普通不少于2 2个。个。664 4 销联接销联接作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销联接销联接销按外形分按外形分联接
23、销：用来实现两零件之间的联接，可用来传送不大联接销：用来实现两零件之间的联接，可用来传送不大的载荷。其类型可根据任务要求选定，其尺寸可根据联的载荷。其类型可根据任务要求选定，其尺寸可根据联接的构造特点按阅历或规范确定。必要时再按剪切和挤接的构造特点按阅历或规范确定。必要时再按剪切和挤压强度条件进展校核计算。压强度条件进展校核计算。作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销平安销平安销联接销联接销按外形分按外形分平安销：作为平安安装中的过载剪切元件。平安销在平安销：作为平安安装中的过载剪切元件。平安销在
24、过载时被剪断，因此，销的直径应按剪切条件确定。过载时被剪断，因此，销的直径应按剪切条件确定。为了确保平安销被剪断而不提早发生挤压破坏，通常为了确保平安销被剪断而不提早发生挤压破坏，通常可在平安销上加一个销套。可在平安销上加一个销套。664 4 销联接销联接作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销平安销平安销联接销联接销按外形分按外形分圆柱销圆柱销 靠过盈配合固定在销孔中，经多次拆装后，定靠过盈配合固定在销孔中，经多次拆装后，定位精度和可靠性会降低。位精度和可靠性会降低。特点：特点：664 4 销联接
25、销联接按用途分按用途分类类型型定位销定位销平安销平安销联接销联接销按外形分按外形分圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销特点：特点：有有1:501:50的锥度，的锥度，可反复多次拆装。可反复多次拆装。螺母锁紧螺母锁紧抗冲击抗冲击拆装拆装方便方便用于用于盲孔盲孔664 4 销联接销联接按用途分按用途分类类型型定位销定位销平安销平安销联接销联接销按外形分按外形分圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销槽销槽销不易松动，不易松动，能接受振动能接受振动和变载荷和变载荷, ,不铰孔，可不铰孔，可多次装拆。多次装拆。 由于资料的弹性使销挤紧在销孔中，不易松脱，因此能接受振动和变载荷。664 4 销销联接联接作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。作用：固定零件之间的相对位置，并可传送不大的载荷。按用途分按用途分类类型型定位销定位销平安销平安销联接销联接销按外形分按外形分圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销槽销槽销销轴销轴开口销开口销销轴用于两零件铰接处销轴用于两零件铰接处, ,构成铰链联接。构成铰链联接。 销轴常用开口销锁定，任务可靠，装配方便。销轴常用开口销锁定，任务可靠，装配方便。664 4 销联接销联接第六章第六章 作业：作业：6-1 6-4
