《机械设计基础》课程PPT教学课件（讲稿）第五章 键与花键联接

第五章键与花键联接 §5—1键联接

第五章 键与花键联接 §5—1 键联接

键是一种标准件,通常用于联接轴与轴上旋转零件与 摆动零件,起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩, 而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。 键联接的类型与构造 主要类型:平键、半圆键、楔键、切向键 1、平键 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

键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与 摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩， 而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。 一、键联接的类型与构造 主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键 1、平键 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

工作面 普通平键 圆头一A型(常用)一键顶上面与毂不接触有间隙 方头一B型常用螺钉固定 半圆头C型(端铣刀加工)一用于轴端与轮毂联

普通平键： 圆 头 — A型（常用）—键顶上面与毂不接触有间隙 方 头 — B型—常用螺钉固定 半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接 工作面 (a) (b) (c) (d) 工作面 (a) (b) (c) (d) 工作面 (a) (b) (c) (d) 工作面 (a) (b) (c) (d)

2)薄型平键键高约为普通平键的60%70%:圆头、方 头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接 3)导向平键与滑键—用于动联接,即轴与轮毂之间有相 对轴向移动的联接 导向键键不动,轮毂轴向移动滑键—键随轮毂移动 特点:装拆方便,对零件对中性无影响,容易制造,作用可靠 多用于高精度联接。但只能圆周固定,不能承受轴向力

2）薄型平键——键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方 头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接 3）导向平键与滑键——用于动联接，即轴与轮毂之间有相 对轴向移动的联接 导向键——键不动，轮毂轴向移动 滑键——键随轮毂移动 特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠， 多用于高精度联接。但只能圆周固定，不能承受轴向力

2、半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工,键能在槽中绕几何 中心摆动,键的侧面为工作面,工作时靠其侧面的挤压来传递 扭矩。 特点:工艺性好,装配方便,适用于锥形轴与轮毂的联接 缺点:轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接

2、半圆键 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何 中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递 扭矩。 d 特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接

3、楔键联接 1:100 1:100 工作面 普通楔键:上、下面为工作表面,有1:100斜度(侧面有 间隙),工作时打紧,靠上下面摩擦传递扭矩,并 可传递小部分单向轴向力 特点:适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差, 力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接,变载下 易松动。钩头只用于轴端联接,如在中间用键槽应 比键长2倍才能装入。且要罩安全罩

普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100斜度（侧面有 间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并 可传递小部分单向轴向力 特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差， 力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下 易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应 比键长2倍才能装入。且要罩安全罩 1:100 工作面 1:100 3、楔键联接

4、切向键 两个斜度为1:100的楔键联接,上、下两面为工作面(打 入)布置在圆周的切向 工作原理:靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭短

120° b t d b 1:100 r b t C×45° 两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打 入）布置在圆周的切向 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩 4、切向键

二、键联接的强度校核 失效形式:压溃(静联接键、轴、毂中较弱者) 磨损(动联接) 键的剪断(较少) 1、平键联接的强度校核 a)挤压强度条件为 N10007/%20007 ≤[o] k·l k·l kld 允许传递的扭矩:T=klσ] T扭矩(Nmm)k工作高度k=h/2 d轴径(mm) 工作长度A型键:}L-bB型键:}LC型键:}Lb/2 公称长度

二、键联接的强度校核 失效形式：压溃（静联接——键、轴、毂中较弱者） 磨损（动联接） 键的剪断（较少） 1、平键联接的强度校核 a) 挤压强度条件为： P d P kld T k l T k l N [ ] 1000 / 2 2000  =    =  = 允许传递的扭矩： P T kld[ ] 2 1 =  T——扭矩（Nmm）k——工作高度 k=h/2 d——轴径（mm） l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L C型键：l=L-b/2 L——公称长度

b)剪切强度条件 N10007/%20007 b bld tl 2、半圆键联接强度校核 N10007/%20007 b bl bld 强度不够时,措施:1)双键,180°布置(按1.5个键计算 三键,120°布置 2)增大轴径d↑ 3)增长L↑,但轮毂长↑受力不利 4)改用花键

b）剪切强度条件 [ ] 1000 / 2 2000  = = =   bld T bl T bl N d 2、半圆键联接强度校核 [ ] 1000 / 2 2000  = = =   bld T bl T bl N d 强度不够时，措施：1）双键，180°布置（按1.5个键计算） 三键，120°布置 2）增大轴径d↑ 3）增长L↑，但轮毂长↑受力不利 4）改用花键

§5—2花键联接 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 类型、特点和应用 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

§5—2 花键联接 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