1、第六章：鍵、花鍵和銷聯接主要內容鍵連接類型與結構平鍵連接的設計-花鍵連接、銷連接及型面連接的基本概念 重點難點鍵連接的類型與結構-平鍵連接的選用和強度校核§ 6-1鍵聯接【功能】主要用于實現軸與軸上零件之間的 周向固定，并且 傳遞轉矩 其中有些類型的鍵還可以實現軸上零件的 軸向固定或軸向移動 。【設計內容】鍵是標準件。我們的任務是：選擇鍵的類型、尺寸；鍵槽的 公差和表面粗糙度；必要時校核鍵聯接的強度。一. 鍵聯接的類型及特點1平鍵聯接【工作原理】鍵的兩側面是工作面，工作時，靠鍵與鍵槽側 面的擠壓來傳遞轉矩。鍵的上表面與輪轂的鍵槽底面間則留有間 隙。優點：結構簡單、裝拆方便、對中性較好

2、，在沖擊、變載下 不易松脫，應用廣泛。常用于精度和轉速較高或承受沖擊、變載 的場合。缺點： 不能承受軸向力，對軸上零件不能起到軸向固定的作 用。平鍵分為：普通平鍵，薄型平鍵 靜聯接；導向平鍵，滑鍵 動聯接1）普通平鍵A型（圓頭）一指狀銑刀加工鍵槽，軸向固定較好；鍵的圓 頭部分不能充分利用，鍵槽端部應力集中較大。B型（平頭）一圓盤銑刀加工鍵槽。克服了上述缺點，但鍵在 鍵槽中的軸向固定不好。C型（單圓頭）一用于軸端與軸上零件的聯接。2）薄型平鍵鍵較薄，厚度約為普通平鍵的60% - 70%，也分為圓頭、平 頭和單圓頭。【特點】傳遞的轉矩較小【應用】常用于薄壁結構、空心軸及徑向尺寸受限制的場合。3）導

3、向平鍵導向平鍵較長，用螺釘固定在軸上的鍵槽中， 軸上零件可 沿導向鍵作軸向移動。為了便于裝拆，在鍵上設有起鍵螺紋 孔。4）滑鍵當所需導向鍵太長時，由于制造困難，宜采用滑鍵。滑鍵 固定在輪轂上，輪轂帶動滑鍵在軸槽中移動。2. 半圓鍵聯接【工作原理】與平鍵相同，同樣是工作面受擠壓。【特點】鍵可以在鍵槽中擺動，以適應鍵槽的斜度；工藝性 好，裝配方便。對軸的強度削弱較大。【應用】適用于輕型機械；尤其是錐形軸端聯接。3. 楔鍵聯接【工作原理】鍵的上下面是工作面。鍵和鍵槽均具有1： 100的斜度。裝配后，鍵就楔緊在軸和輪轂的鍵槽中。靠鍵的楔緊作 用來傳遞轉矩。【特點】可承受單向的軸向載荷；聯接可靠。當有較

4、大的沖擊、振 動轉矩時，仍能保證聯接的可靠性。缺點：偏心、偏斜【應用】要求轂類零件定心度不高、低轉速的場合普通楔鍵一圓頭、平頭和單圓頭鉤頭楔鍵一鉤頭用于拆卸，安裝在軸端時，應加防護罩4. 切向鍵聯接【工作原理】是由一對楔鍵組成的。工作面是兩個楔鍵沿斜 面拚和后的相互平行的上下兩窄面。裝配時，將兩個楔鍵分別從 輪轂的兩端打入。工作時，靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂間的 摩擦力來傳遞轉矩。【特點】能傳遞很大的轉矩。由于工作面上的壓力是沿軸的切線方向作用。一個切向鍵只能傳遞單向轉矩，兩個切向鍵才能傳遞雙向轉 矩。兩個切向鍵的夾角為 120° 130°。原因是：為了不致嚴重削弱軸 的

5、強度。【應用】常用于重型機械中，軸的直徑100mm。大型帶輪，大型飛輪，大型齒輪及大型絞車的卷筒等。.鍵的選擇和平鍵聯接的強度計算1.鍵的選擇類型：根據鍵聯接的結構特點、使用要求和工作條件。尺寸：截面尺寸b h按軸的直徑d由標準中選定；長度L按 輪轂的長度選定一鍵長等于或略短于輪轂的長度。L亦應符合標 準規定的長度系列。一般輪轂的長度可取為L '（1.5 一、2） d2.鍵聯接的強度計算平鍵聯接的強度計算主要失效形式是：工作面被壓潰；除非嚴重過載，一般鍵不 會被剪斷。擠壓強度條件：(6-)2T 4T . pl dhl dhl2導向平鍵和滑鍵聯接的強度計算 主要失效形式是：工作面過渡磨損

6、 強度條件：2TP=4Tdhllcpl(6-0（限制壓強，防止過度磨損）式中：T轉矩，N mmd軸的直徑，mmh鍵的高度，mmI鍵的工作長度，mm。圓頭I二L -b;方頭I二L ; L鍵的公 稱長度，mm; b鍵的寬度，mm。l-cp 1 許用擠壓應力，Mpa ;鍵、軸、輪轂三者中的最弱者。 p 1許用壓強，Mpa ;鍵、軸、輪轂三者中的最弱者。【強調】1）如果一個鍵不能滿足強度條件，可采用雙鍵。兩平鍵相隔 180°布置。兩楔鍵相隔90° - 120°。強度計算時按1.5 個鍵計算。（考慮到載荷分布的不均勻性）2） 鍵的長度 2.25d時，按2.25d計；一般鍵長

7、 （1.6 1.8）d3）雖然兩個式子的形式完全一樣，但是表示的物理意義不同。鍵的材料為強度極限不低于 600 Mpa的鋼，45鋼。4）半圓鍵的強度計算和平鍵相同。§ 6-2花鍵聯接一花鍵 聯接 的類型、特點和應用花鍵聯接是由外花鍵和內花鍵組成。花鍵的工作面是齒側面。靠工作面的相互擠壓，傳遞轉矩。【優點】齒數較多而且受力均勻，故承載能力高；槽淺，齒 根應力集中較小，軸與轂的強度削弱較小；對中性好；導向性較 好；可用磨削的方法提高加工精度和聯接質量。【缺點】加工時，需專用設備；成本較高；齒根仍有應力集 中。【應用】定心精度要求較高，載荷大或經常滑移的聯接。 花鍵按齒形不同分為：矩形花鍵

8、，漸開線花鍵。均以標準化。1矩形花鍵按齒高不同分：輕系列：承載能力較小，多用于輕載荷的靜聯接。中系列：多用于中載荷的靜聯接或零件僅在空載荷下移動的 動聯接。定心方式： 小徑定心 。即外花鍵和內花鍵的小徑為配合面。【特點】定心精度高，能用磨削的方法消除熱處理引起的變 形。應用廣泛。2漸開線花鍵：漸開線花鍵的齒廓是漸開線。分度圓壓力角有 30°和 45°兩 種。齒頂高分別為 0.5m， 0.4m，m 為模數。【特點】齒根較厚，齒根圓角較大，應力集中較小，故聯結 強度較高，壽命長；可以利用加工齒輪的各種加工方法加工漸開 線花鍵，故工藝性較好，加工精度高。因此，應用日漸廣泛。定心方

9、式： 齒形定心 。具有自動定心的作用。二、花鍵聯接強度計算主要失效形式：工作面被壓潰 靜聯接工作面過渡磨損 動聯接花鍵聯接的強度計算與鍵聯接相似，通常只進行擠壓強度和 耐磨性計算。（課上不講）§ 6-4銷聯接銷聯接也常用于軸轂聯接。定位銷用來確定零件間的相對位置安全銷用作安全保護作用聯接銷用于聯接，通常只傳遞不大的載荷 銷分為：（自學，簡單了解）圓柱銷 多次拆裝磨損后，定位精度和可靠性降低。圓錐銷有 1：50的錐度。安裝方便，定位精度高， 可自鎖， 多次拆裝不影響定位精度。端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的場合。開尾圓錐銷適用于有沖擊、振動的場合。槽銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷打入銷孔 后，由于材料的彈性使銷擠緊在銷孔中，不易松脫，因而能承受 振動和變載荷。安裝槽銷的