1、第六章 鍵、花鍵、無鍵聯接和銷聯接（一）教學要求掌握平鍵、花鍵聯接設計計算方法，了解其它聯接的類型與特點（二）教學的重點與難點平鍵、花鍵聯接強度計算（三）教學內容§61 鍵聯接鍵是一種標準件，通常用于聯接軸與軸上旋轉零件與擺動零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉運動成扭矩。而導鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導向裝置。一、鍵聯接的類型與構造兩大類型：1類：松鍵聯接靠側面擠壓，圓用方向剪切承載，工作前不打緊1）平鍵；2）半鍵；3）花鍵平鍵普通平鍵；導鍵與滑鍵。 普通平鍵：A型、B型、C型2類：緊鍵聯接1）楔鍵聯接；2）切向鍵聯接工作前不打緊，靠摩擦力工作。1、平鍵1）普通平鍵用于靜聯接

2、即軸與輪轂間無相對軸向移動，圖5-1構造：兩側面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩 軸上的槽用盤銑刀或指狀銑刀加工 輪轂槽用拉刀或插刀加工。型式：圓頭（b圖）A型（常用）為防轉、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙 方頭（c圖）B型移用螺釘固定，軸鍵槽必用盤銑刀加工裝配后兩端未頂緊 頭圓頭（d）C型（端銑刀加工）用于軸端與輪轂聯接2）薄型平鍵鍵高約為普通平鍵的60%70%：圓頭、方頭、單圓頭用于薄臂結構、空心軸等徑向尺寸受限制的聯接3）導向平鍵與滑鍵用于動聯接，即軸與輪轂之間有相對軸向移動的聯接（圖5-2、5-3）導向鍵不動，輪轂軸向移動動聯接鍵隨輪轂移動，滑移距離大時

3、采用滑鍵要求：粗糙度小，光潔度高，摩擦小，否則壽命短。當移動距離為200300mm用滑鍵特點：裝拆方便，對零件對中性無影響，容易制造，作用可靠，多用于高精度聯接。但只能圓周固定，易串動（軸向），不能承受軸向力。計算：當材料構造尺寸初定后，求得扭矩后再按要求、工作特性選好類型，然后由由（軸徑）d 查手冊 b（寬）×h（高）×L（長）強度驗算 （強度條件為）標注：鍵18×100 GB1096-79 （A型鍵A不標）例： 鍵B18×100 GB1096-79 （B型鍵）2、半圓鍵如圖5-4用于靜聯接（松聯接）軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中繞幾何中

4、心擺動，鍵的側面為工作面，工作時靠其側面的擠壓來傳遞扭矩。特點：工藝性好，裝配方便，尤其適用于錐形軸與輪轂的聯接缺點：軸槽對軸的強度削弱較大。只適宜輕載聯接。3、楔鍵聯接圖5-5，緊聯接構造：圓頭（圖5-5a圖） 方頭（b圖） 鉤頭（c圖）普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1：100斜度（側面有間隙），工作時打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力。特點：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的聯接，變載下易松動。鉤頭只用于軸端聯接，如在中間用鍵槽應比鍵長2倍才能裝入。且為安全要罩上。4、切向鍵圖5-6，兩個斜度為1：100的楔鍵聯接，上、下兩面為工

5、作面（打入）布置在圓周的切向。工作原理；靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞扭矩。一個工作面在軸向剖面上。圖a單向傳動圖b雙向傳動必須用兩個切向鍵且成120°布置。特點：鍵槽對軸削弱較大，適于d>100mm的軸，且對中要求不高時采用。二、鍵聯接的強度校核失效形式： 壓潰（鍵、軸、轂中較弱者靜聯接）磨損（動聯接）鍵的剪斷（較少）1、平鍵聯接的強度校核。設載荷沿鍵長與高方向均勻分布，不計摩擦。普通平鍵：a) 則其擠壓強度條件為： Mpa (5-1)或允許傳遞的扭矩： Nmm (kW)許用擠壓應力 Mpa ，表5-1 P113T扭矩（Nmm）k工作高度 k=oh/2l工作長度 A型鍵：l=

6、L-b L公稱長度 B型鍵：l=L C型鍵：l=L-b/2 d軸徑（mm）b）剪切強度條件：導向平鍵、滑鍵（動聯接） MpaP許用比壓 表5-1P=minP鍵，P軸，P轂 （5-2）鍵的許用剪應力（N/mm2）2、半圓鍵聯接強度校核，同平鍵強度不夠時，措施：1）雙鍵，180°布置（按1.5個鍵計算），三鍵120°布置 2）增大軸徑d 3) 增長L，但輪轂長受力不利 4）改用花鍵 一般L=（1.61.8）d2d例5-1§62 花鍵聯接花鍵聯接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成（圖5-9）花鍵齒側面為工作面適用于動、靜聯接一、 類型、特點和應用1、特點：1）

7、齒較多、工作面積大、承載能力較高；2）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻；3）齒槽線、齒根應力集中小，對軸的強度削弱減少；4）軸上零件對中性好；5）導向性較好；6）加工需專用設備、制造成本高。2、花鍵類型按齒形分：矩形花鍵（4-24牙）（圖5-9）已標準化制造容易、應用廣泛，分輕、中、重、補充系列定心方式外徑定心軸、孔加工簡單（孔拉削）精度高，HRC過高，拉不動（一般HRC<40），但現在可通過高頻萍水提高硬度，拉了以后再熱處理，加工性能變好，一般均可用外徑定心。側面定心定心精度不高，但載荷分布均勻，承載能力高，但零件易移動，側面易磨損，使對中性變壞。適于定心要求不高的重載聯接（靜聯接）。內徑

8、定心（新標準）定心精度高，定心穩定性好，配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，加工較復雜，且硬度可高些。當HRC>40，用外徑定心不適合時且D>120mm（工藝上不經濟或達不到要求時），單件生產時采用。漸開線花鍵（GB34781-83）圖5-11齒廓為漸開線，可用齒輪機床加工，工藝性較好，制造精度高，齒根圓角大，應力集中小，易于對心。但加工花鍵孔用漸開線拉力制造復雜，成本高，適宜于傳遞大扭矩，大直徑軸漸開線花鍵齒形：=30°和=45°；ha=0.5m（m為模數）；不根切最小齒數min=4(一般)定心方式：1）齒形定心（圖5-10a）能自動定心，有利于各齒均載，應

9、用廣，優先采用。2）圓柱面定心（圖5-10b）（與分度圓同心）適于徑向載荷較小且要求傳動平穩的傳動機構3）外徑定心限制了自動定心，且加工需要特制刀具，較少采用細齒漸開線花鍵3、三角形花鍵（圖5-11）內花鍵齒為三角形外花鍵齒為漸開線（=45°） 加工方便，定心方式：齒側定心三角形花鍵齒數較多，齒較小，對軸強度削弱小。適于輕載，d較小時及軸與薄壁零件的聯接。二、花鍵聯接的設計計算設計：選花鍵類型按軸徑D定花鍵尺寸（矩形：ZD×d×b）驗算聯接強度失效形式：鍵齒的壓潰（靜聯接）；磨損（動聯接）；齒根剪斷一般進行擠壓強度或耐磨性驗算設：工作載荷沿鍵的工作長度l均勻分布。

10、且各齒面上壓力的合力N作用在平均半徑rm處，如圖5-12擠壓強度條件： Mpa （5-3）靜聯接（耐磨性條件）：T傳遞扭矩（N.m），Z花鍵齒數，l鍵齒工作長度（mm）h鍵齒側面工作高度（mm）矩形：h=(D-d)/2-2c D花鍵大徑（mm） d花鍵小徑（mm） c倒角尺寸漸開線：=30°，h=m，=45°時，h=0.8m三角形花鍵：h=0.8mdm花鍵的平均直徑mm。矩形花鍵：dm=(D+d)/2漸開線與三角形花鍵：dm=Df分度圓直徑（）花鍵各鍵齒受力不均勻系數 =0.70.8P許用擠壓應用和比壓，表5-2（動聯接用P）耐磨性條件： （N/mm2） 表5-2花鍵材料：

11、高強度鋼（Mpa），滑動花鍵要經萍火或化學處理，以便有足夠的硬度與耐磨性。§63 無鍵聯接如圖5-14用非圓剖面的軸與轂孔構成的聯接稱成型聯接一、 型面聯接 軸和轂孔有柱形的和圓錐形的。特點：沒有應力集中源，對中性好，承載能力強，裝拆方便，但加工不方便，需用專用設備，應用較少。另外成形面還有方形、六邊形及切邊圓形等，但對中性較差。二、脹緊聯接如圖5-15為彈性聯接利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間用摩擦力傳遞扭矩，有過載保護作用。彈性環材料為高碳鋼或高碳合金鋼（65，70，55Cr2、60Cr2）并經熱處理。錐角一般為12.517°，另外要求內、外環錐面配合良好。特點：可傳遞較大

12、扭矩和軸向力，無應力集中，對中性好，但加工要求較高，應用受限制。§64 銷聯接作用：主要用于零件間位置定位（定位銷必須多于2個）；傳遞不大的載荷（均有標準）；安全保護裝置中作剪斷元件類型：按用途 定位銷 圖5-16 聯接銷 圖5-17 安全銷 圖5-17 圓柱銷不能多于裝拆（否則定位精度）圓錐銷（1：50錐度）可自鎖，定位精度較高，允許多于裝拆，按形狀 且便于拆卸 特殊型式銷帶螺紋錐銷（圖5-18），異尾錐銷，彈性銷，開口銷，槽銷和開口銷等多種形式。銷的材料：常用35、45（也用A3）銷的選擇：按聯接和定位零件（軸、厚度）及傳遞載荷而定，查手冊，憑經驗定位銷售經驗定尺寸，不進行強度校核。隧接銷一般按剪切和擠壓強度條件計算（見表5-4）按承載情況和結構特點分別進行計算。安全銷直徑接過載時被剪斷的條件確定。§65 過盈聯接一、過盈聯接的類型與應用利用兩個被聯接件本身的過盈配合來實現：包容件，被包容件 無輔助件（圖5-21a,b）較為常用：軸與輪轂聯接，輪圈與輪芯的聯接 及滾動軸承與軸及座孔的聯接類型 有輔助件（圖5-21c,d）借助于扣緊板（圖c）和扣緊環（圖d）將重型部分零件2、4沿接縫面3聯接成一體，現應用較少（大多由螺栓代替）二、原理與裝配方法原理：利用包容件與被包容件的徑向變形使配合面間產生很大壓力，從而靠摩擦力來