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1、第六章第六章 键、花键、销和成形连接键、花键、销和成形连接本章学习要求：本章学习要求：1、掌握键连接的类型、结构特点和应用、掌握键连接的类型、结构特点和应用2、重点掌握平键连接的强度计算、重点掌握平键连接的强度计算3、熟悉花键和销连接的特点和类型、熟悉花键和销连接的特点和类型 键和花键连接是最常用的轴毂连接方式，属于可拆连接。主键和花键连接是最常用的轴毂连接方式，属于可拆连接。主要用于轴和轮毂之间的周向固定，并传递转矩。要用于轴和轮毂之间的周向固定，并传递转矩。销连接也常用于轴毂连接，此外，还常用来确定零件之间的销连接也常用于轴毂连接，此外，还常用来确定零件之间的相对位置（定位销），或用作安全
2、保护装置（安全销）。相对位置（定位销），或用作安全保护装置（安全销）。6-6-1 1键连接键连接1 1 平键的两侧面是工作面，平键的两侧面是工作面，靠键与键靠键与键槽侧面的相互挤压来传递转矩。槽侧面的相互挤压来传递转矩。上表面上表面与轮毂上的键槽底面之间留有间隙与轮毂上的键槽底面之间留有间隙。1 1平键连接平键连接6-6-1 1 键键 连连 接接一、键连接的类型、结构及特点一、键连接的类型、结构及特点松连接松连接紧连接紧连接键连接键连接平键平键半圆键半圆键楔键楔键切向键切向键特点：结构简单，装拆方便，对中性好；仅承受周向力，不承受特点：结构简单，装拆方便，对中性好；仅承受周向力，不承受轴向力轴
3、向力 键都是标准件，其尺寸和键键都是标准件，其尺寸和键槽尺寸都有国家标准。槽尺寸都有国家标准。键连接键连接2 2详细说明详细说明平键平键普通平键：普通平键：导向平键导向平键滑键滑键分为分为A型、型、B型、型、C型。型。用于静连接，用于静连接，应用极为广泛应用极为广泛。键键 连连 接接 导向平键固定在轴上的键槽中，用于移动量不大的场合。导向平键固定在轴上的键槽中，用于移动量不大的场合。滑键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴上的键槽中移动，用于移滑键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴上的键槽中移动，用于移动量较大的场合。动量较大的场合。（见图见图61）用于用于动连接动连接。（见图（见图62）特点：安装方便。但
4、对轴的削弱较大。特点：安装方便。但对轴的削弱较大。常用于锥形轴端与轮毂的连接。常用于锥形轴端与轮毂的连接。详细说明详细说明2半圆键连接半圆键连接 键呈半圆形键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中摆动，以适应轮毂上键槽的斜度。上的键槽中摆动，以适应轮毂上键槽的斜度。键连接键连接3 3楔键的上、下面为工作面，键的楔键的上、下面为工作面，键的上表面及轮毂键槽底面均有上表面及轮毂键槽底面均有1:100 1:100 的的斜度。工作时，键的上下面分别与轮斜度。工作时，键的上下面分别与轮毂和轴的键槽底面相互压紧。毂和轴的键槽底面相互压紧。3楔键连接楔键连接详细说明详细说明普
5、通楔键：普通楔键：钩头楔键：钩头楔键：特点：结构简单，装拆方便，能承受单向的轴向力。但对中性很差。特点：结构简单，装拆方便，能承受单向的轴向力。但对中性很差。用于低速、轻载和对中性要求不高的场合。用于低速、轻载和对中性要求不高的场合。键键 连连 接接分为分为A、B、C 三型。三型。便于拆卸。便于拆卸。键连接键连接4 44切向键切向键由两个斜度为由两个斜度为1:100的楔键组成。的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成转矩，传递双向转矩时，须用互成120130角的两个键。角的两个键。详细说明详细说明特点：承载能力很大，但对中性差。特点：承
6、载能力很大，但对中性差。常用于对中精度要求不高的重型机械中。常用于对中精度要求不高的重型机械中。二、键的选择和强度校核二、键的选择和强度校核1键的类型选择键的类型选择（1）需要传递扭矩大小）需要传递扭矩大小（2）连接于轴上的零件是否沿轴滑动以及滑动距离长短）连接于轴上的零件是否沿轴滑动以及滑动距离长短（3）连接的对中性要求（）连接的对中性要求（8级以上齿轮有对中性要求）级以上齿轮有对中性要求）（4）键是否需要有轴向固定的作用）键是否需要有轴向固定的作用（5）键在轴上位置）键在轴上位置键键 连连 接接键的材料为强度极限不高于键的材料为强度极限不高于600MPa的碳钢，常用的碳钢，常用45钢。钢。
7、2键的尺寸选择键的尺寸选择详细说明详细说明平键的截面尺寸平键的截面尺寸 bh：根据轴径根据轴径 d 由标准中查得由标准中查得；导向平键的长度根据轮毂宽度及滑动距离确定。导向平键的长度根据轮毂宽度及滑动距离确定。键键 连连 接接键长键长 L：应略短于轮毂的宽度，并符合标准中规定的尺寸系列。应略短于轮毂的宽度，并符合标准中规定的尺寸系列。3平键连接的强度校核平键连接的强度校核 普通平键连接（静连接）普通平键连接（静连接）导向平键连接和滑键连接（动连接）导向平键连接和滑键连接（动连接）一般只校核挤压强度。一般只校核挤压强度。通常只进行耐磨性计算。通常只进行耐磨性计算。其主要失效形式：工作面的压溃。其
8、主要失效形式：工作面的压溃。其主要失效形式：工作面的过度磨损。其主要失效形式：工作面的过度磨损。键连接键连接5 5静连接的挤压强度静连接的挤压强度条件为条件为:动连接的耐磨性动连接的耐磨性计算条件为：计算条件为：式中：式中：；l：为键的接触长度。为键的接触长度。键键 连连 接接s sp、p：为许用应力和许用压强。为许用应力和许用压强。（见表（见表62）圆头平键：圆头平键：平头平键：平头平键：单圆头平键：单圆头平键：注意：注意：当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180布置。考虑到布置。考虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按两个键的载荷分
9、布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。即：个键计算。即：虽然两个式子形式完全一样，但表示的物理意义不同虽然两个式子形式完全一样，但表示的物理意义不同半圆键的强度计算与平键相同，失效形式为：压溃半圆键的强度计算与平键相同，失效形式为：压溃 但它的但它的k据键的尺寸从标准中查取据键的尺寸从标准中查取 工作长度工作长度l近似等于公称长度近似等于公称长度L。楔键和切向键失效形式主要是工作面压溃，需校核挤压强度。楔键和切向键失效形式主要是工作面压溃，需校核挤压强度。例题例题键键 连连 接接增大长度增大长度L增加键的数量，如采用双键，双键位置要求：增加键的数量，如采用双键，双键位置要求：平键：平键：
10、180对称分布对称分布 半圆键：在同一条母线上半圆键：在同一条母线上 楔键：楔键：90120 切向键：切向键：120130采用花键。采用花键。键键 连连 接接三、提高键连接强度措施三、提高键连接强度措施花键连接花键连接1 16-2 6-2 花键连接花键连接结构：结构：花键连接花键连接由由具有纵向键齿的外花键（花键轴）和内花键（花具有纵向键齿的外花键（花键轴）和内花键（花键孔）组成。键孔）组成。工作原理：键齿侧面是工作面。可用于静连接，也可用于动连接。工作原理：键齿侧面是工作面。可用于静连接，也可用于动连接。特点：受力均匀，承载能力高；对中性和导向性好；特点：受力均匀，承载能力高；对中性和导向性
11、好；对轴的削弱小；工艺性好，互换性好；对轴的削弱小；工艺性好，互换性好；但：齿根仍有应力集中，加工需专门设备，成本较高；但：齿根仍有应力集中，加工需专门设备，成本较高；一、花键连接的特点一、花键连接的特点一般用于定心精度要求高、载荷较大或经常滑移的场合。一般用于定心精度要求高、载荷较大或经常滑移的场合。花键连接花键连接花键类型花键类型矩形花键：键齿形状简单，加工方便，可通过磨削获得高精度。矩形花键：键齿形状简单，加工方便，可通过磨削获得高精度。国家标准采用国家标准采用小径定心小径定心：定心精度高，稳定性好：定心精度高，稳定性好.定心方式有：大径、小径和齿宽三种定心方式。定心方式有：大径、小径和
12、齿宽三种定心方式。按齿高不同按齿高不同轻系列：齿形小，承载能力小，用于静连接和轻系列：齿形小，承载能力小，用于静连接和 轻载场合轻载场合中系列：齿形大，用于中载场合中系列：齿形大，用于中载场合花键连接花键连接矩形花键矩形花键渐开线花键渐开线花键均标准化均标准化花键连接花键连接2 2花键连接花键连接渐开线花键：渐开线花键：结构：齿廓为渐开线结构：齿廓为渐开线定心方式：齿形定心（当齿受载时，齿上的径向力能起到自动定定心方式：齿形定心（当齿受载时，齿上的径向力能起到自动定心作用，有利于各齿均匀受载）心作用，有利于各齿均匀受载）压力角压力角30压力角压力角45渐开线花键渐开线花键压力角压力角=30：齿
13、形高大（齿顶高为：齿形高大（齿顶高为0.5m），承载较大，可用于中），承载较大，可用于中等载荷。等载荷。压力角压力角=45：齿形钝短（齿顶高为：齿形钝短（齿顶高为0.4m），承载能力较低，对连），承载能力较低，对连接件的削弱较少，用于载荷较轻、直径较小的静连接，特别适用于接件的削弱较少，用于载荷较轻、直径较小的静连接，特别适用于薄壁连接。薄壁连接。花键连接特点特点:（1 1）工艺性能好，加工方法同齿轮，精度较高；）工艺性能好，加工方法同齿轮，精度较高；（2 2）齿根强度高，应力集中小，易于定心；）齿根强度高，应力集中小，易于定心；（3 3）与齿轮比：齿较短，齿根宽，不发生根切的齿数少）与齿轮比
14、：齿较短，齿根宽，不发生根切的齿数少应用：用于转矩大，轴较大的场合。应用：用于转矩大，轴较大的场合。二、花键连接强度计算二、花键连接强度计算1 1、强度计算步骤、强度计算步骤（1 1）据连接结构特点、使用要求和工作条件选择类型；）据连接结构特点、使用要求和工作条件选择类型；（2 2）据轴径选花键尺寸：齿数）据轴径选花键尺寸：齿数轴径轴径外径外径宽度、配合；宽度、配合；（3 3）强度计算）强度计算2、失效形式、失效形式 其主要失效形式是工作面被压溃（静连接）其主要失效形式是工作面被压溃（静连接）或工作面过度磨损（动连接）。或工作面过度磨损（动连接）。静连接静连接：动连接动连接：式中式中:花键连接
15、花键连接3 3s sp、p为花键连接的许用挤压应力和许用压强，为花键连接的许用挤压应力和许用压强，见表见表63。矩形花键矩形花键键的工作高度为：键的工作高度为：渐开线花键渐开线花键a a=30，h=ma a=45，h=0.8m花键连接花键连接3、强度计算、强度计算dm：花键的平均直径：花键的平均直径6-3 6-3 销连接销连接按用途不同，一般分为：按用途不同，一般分为：定位销、连接销、安全销定位销、连接销、安全销。按结构形式不同分为：按结构形式不同分为：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等。等。销连接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。销连接主要用于确定零件之间的相互位置，并可传递不大的载荷。也可用于轴和轮毂或其他零件的连接。也可用于轴和轮毂或其他零件的连接。销连接销连接详细说明详细说明详细说明详细说明销的材料为销的材料为35、45钢（开口销为低碳钢）。钢（开口销为低碳钢）。槽槽 销销销轴和开口销销轴和开口销开尾圆锥销开尾圆锥销圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销内螺纹圆锥销内螺纹圆锥销 本章小结1、掌握键连接的类型、结构特点和应用、掌握键连接的类型、结构特点和应用2、重点掌握平键连接的强度计算、重点掌握平键连接的强度计算3、熟悉花键和销连接的特点和类型、熟悉花键和销连接的特点和类型