第四章鍵、花鍵

1、第四章第四章 鍵與花鍵聯(lián)鍵與花鍵聯(lián)接接 鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上零件，鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上零件，起周向固定零件的作用，在軸與軸上零件間傳遞運(yùn)動起周向固定零件的作用，在軸與軸上零件間傳遞運(yùn)動或扭矩；而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可作為軸上移動零件或扭矩；而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可作為軸上移動零件的導(dǎo)向裝置。的導(dǎo)向裝置。第一節(jié)第一節(jié) 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接一、鍵聯(lián)接的類型和工作原理一、鍵聯(lián)接的類型和工作原理 平鍵的兩側(cè)面是工作面，平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下表面間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時靠鍵與鍵為非工作面。工

2、作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故定心性較好。定心性較好。 1 1平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接根據(jù)用途，平鍵又可分為根據(jù)用途，平鍵又可分為 普通平鍵普通平鍵 導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵 滑鍵滑鍵（1 1）普通平鍵普通平鍵 用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動。用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動。 構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩；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。刀加工。（2 2）導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有用于動聯(lián)

3、接，即軸與輪轂之間有相對軸向移動的聯(lián)接。相對軸向移動的聯(lián)接。 （3 3）滑鍵滑鍵用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對軸向用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對軸向移動的聯(lián)接?；I固定在輪轂上，軸上零件能帶動滑鍵移動的聯(lián)接?；I固定在輪轂上，軸上零件能帶動滑鍵在軸上的鍵槽中作軸向滑移，因此軸上要銑出較長的鍵在軸上的鍵槽中作軸向滑移，因此軸上要銑出較長的鍵槽?；I用于軸上零件軸向移動量較大的場合。槽。滑鍵用于軸上零件軸向移動量較大的場合。 2 2、半圓鍵半圓鍵 軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中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心擺動，鍵的側(cè)面為工作面，工作時靠其側(cè)面繞幾何中心擺

4、動，鍵的側(cè)面為工作面，工作時靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。的擠壓來傳遞扭矩。 特點：工藝性好，裝配方便，特點：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接。適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接。缺點：軸槽對軸的強(qiáng)度削缺點：軸槽對軸的強(qiáng)度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。如果需要用兩個半圓鍵時，如果需要用兩個半圓鍵時，一般安置在軸的同一條母一般安置在軸的同一條母線上。線上。3 3、斜鍵斜鍵 常用的斜鍵有楔鍵和切向鍵，用于靜聯(lián)接。常用的斜鍵有楔鍵和切向鍵，用于靜聯(lián)接。 普通楔鍵：上、下面為工作表面，有普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1 1：100100斜度（側(cè)面有斜度（側(cè)面有間隙），工作時打緊，靠

5、上下面摩擦傳遞扭矩，并間隙），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?？蓚鬟f小部分單向軸向力。 特特 點點 ：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差，：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差，有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易松動。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用，鍵槽應(yīng)松動。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用，鍵槽應(yīng)比鍵長比鍵長2 2倍才能裝入，且要罩安全罩倍才能裝入，且要罩安全罩 。1:100工作面1:100（1 1）楔鍵楔鍵 （2 2）切向鍵切向鍵 由兩個斜度為由兩個斜度為1:1001:100的楔鍵組成。一個切向鍵只

6、的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120120130130角的兩個鍵。角的兩個鍵。二、鍵的選擇二、鍵的選擇 1 1鍵的類型寸選擇鍵的類型寸選擇平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸b bh h及鍵長及鍵長l l。2 2鍵的尺寸選擇鍵的尺寸選擇鍵的類型可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求鍵的類型可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求和工作條件選定。和工作條件選定。 b bh h根據(jù)根據(jù)軸徑軸徑d d由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長度參由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長度參考輪轂的長度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長，并符考輪轂的長度確定，一般應(yīng)

7、略短于輪轂長，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。三、鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核三、鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 1.1.平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 （1）平鍵聯(lián)接的失效形式平鍵聯(lián)接的失效形式 對于普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形對于普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面的式是工作面的壓潰壓潰，有時也會出現(xiàn)鍵的剪斷，但一，有時也會出現(xiàn)鍵的剪斷，但一般只作聯(lián)接的般只作聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度校核擠壓強(qiáng)度校核對于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接，其主要失效形對于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接，其主要失效形式是工作面的式是工作面的過度磨損過度磨損，通常按，通常按工作面上的壓力工作面上的壓力進(jìn)進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核

8、計算。行條件性的強(qiáng)度校核計算。（2）平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件 設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長度設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長度和高度均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條和高度均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條件為件為: : 當(dāng)強(qiáng)度不足時，可適當(dāng)增加鍵長或采用兩個鍵按當(dāng)強(qiáng)度不足時，可適當(dāng)增加鍵長或采用兩個鍵按180180布置?？紤]到兩布置?？紤]到兩個鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按個鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.51.5個鍵計算。個鍵計算。 pkldtp 2000導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：2bllbllll （圓頭平鍵）（圓頭平鍵）（平頭平鍵）（

9、平頭平鍵）（單圓頭平鍵）（單圓頭平鍵）2hk 式中：式中： p p 、 p p 為許用應(yīng)力與許用壓力為許用應(yīng)力與許用壓力 ppdlktlkdt 2000/20002.2.半園鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核半園鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 （1）半園鍵聯(lián)接的失效形式半園鍵聯(lián)接的失效形式 失效形式可能是被失效形式可能是被剪斷剪斷與工作面被與工作面被壓潰壓潰。 （2）半園鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件半園鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件 剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件 ： dblt2000擠壓強(qiáng)度條件為擠壓強(qiáng)度條件為: : ppdlktlkdt 2000/2000（3）平鍵聯(lián)接計算實例平鍵聯(lián)接計算實例 一、花鍵聯(lián)接的特點與類型選擇一、花鍵聯(lián)接的特點與類型選擇

10、花鍵聯(lián)接是將具有均布的多個凸齒的軸置于輪轂相應(yīng)的凹花鍵聯(lián)接是將具有均布的多個凸齒的軸置于輪轂相應(yīng)的凹槽中所構(gòu)成的聯(lián)接。其工作面是鍵齒側(cè)。槽中所構(gòu)成的聯(lián)接。其工作面是鍵齒側(cè)。 花鍵聯(lián)接是多齒傳遞載荷，故比平鍵聯(lián)接的承載能力高，花鍵聯(lián)接是多齒傳遞載荷，故比平鍵聯(lián)接的承載能力高，定心性和導(dǎo)向性好，對軸的削弱小定心性和導(dǎo)向性好，對軸的削弱小( (齒淺、應(yīng)力集中小齒淺、應(yīng)力集中小) )； 花鍵聯(lián)接一般用于定心精度要求高和載荷較大的地方?；ㄦI聯(lián)接一般用于定心精度要求高和載荷較大的地方。 花鍵加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高?；ㄦI加工需用專門的設(shè)備和工具，成本較高。1.1.花鍵聯(lián)接的特點花鍵聯(lián)接的特點第二

11、節(jié)第二節(jié) 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接2.2.花鍵聯(lián)接的類型花鍵聯(lián)接的類型按齒形不同，分為按齒形不同，分為矩形花鍵矩形花鍵、漸開線花鍵漸開線花鍵兩種。兩種。 （1 1）矩形花鍵聯(lián)接）矩形花鍵聯(lián)接 q規(guī)格代號規(guī)格代號：nddb按鍵齒高不同分輕、中兩個系列按鍵齒高不同分輕、中兩個系列 。輕系列常用于輕載或輕系列常用于輕載或靜聯(lián)接，中系列多用于載荷較大或動聯(lián)接。矩形花鍵的基本靜聯(lián)接，中系列多用于載荷較大或動聯(lián)接。矩形花鍵的基本尺寸系列見尺寸系列見gb1144gb11448787。 q定心方式定心方式小徑小徑、齒寬齒寬和和大徑大徑等三種等三種 。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為小徑定心小徑定心 。q應(yīng)用應(yīng)用 應(yīng)用廣泛

12、。如飛機(jī)、汽車、拖應(yīng)用廣泛。如飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床制造業(yè)及一般機(jī)械拉機(jī)、機(jī)床制造業(yè)及一般機(jī)械傳動裝置等。傳動裝置等。（2 2）漸開線花鍵聯(lián)接）漸開線花鍵聯(lián)接 q特點特點：漸開線花鍵的齒廓為：漸開線花鍵的齒廓為漸開線，分度圓壓力角有漸開線，分度圓壓力角有30 及及45 兩種。兩種。后者齒數(shù)多、模后者齒數(shù)多、模數(shù)小，多用于輕載和直徑小的數(shù)小，多用于輕載和直徑小的靜聯(lián)接，特別適用于軸與薄壁靜聯(lián)接，特別適用于軸與薄壁零件的聯(lián)接。零件的聯(lián)接。 可以利用制造齒輪的加工可以利用制造齒輪的加工方法來加工，工藝性較好。方法來加工，工藝性較好。 q應(yīng)用應(yīng)用：它常用于載荷較大，定心精度要求高及尺寸較大的聯(lián)接。：

13、它常用于載荷較大，定心精度要求高及尺寸較大的聯(lián)接。二、花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核二、花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 花鍵聯(lián)接的受力情況如右圖。其主花鍵聯(lián)接的受力情況如右圖。其主要失效形式仍是工作面被壓潰（靜聯(lián)接）要失效形式仍是工作面被壓潰（靜聯(lián)接）或工作面過度磨損（動聯(lián)接）?；蚬ぷ髅孢^度磨損（動聯(lián)接）。 強(qiáng)度計算時，假定載荷在鍵的工作強(qiáng)度計算時，假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，且壓力的合力面上均勻分布，且壓力的合力f f作用在作用在平均直徑平均直徑d dm m處，并引入載荷分配不均勻處，并引入載荷分配不均勻系數(shù)系數(shù) ，則花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核式為：，則花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核式為： pm3p102 zhldt靜聯(lián)接：靜聯(lián)接

14、： pzhldtp m3102 動聯(lián)接：動聯(lián)接：8 . 07 . 0 上兩式中上兩式中: :矩形花鍵矩形花鍵cddh22鍵的工作高度為：鍵的工作高度為：漸開線花鍵漸開線花鍵 =30=30，h h= =m m =45=45，h h=0.8=0.8m m第三節(jié)第三節(jié) 銷聯(lián)接銷聯(lián)接 根據(jù)銷的用途不同，一般有：根據(jù)銷的用途不同，一般有：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷定位銷、聯(lián)接銷、安全銷。根據(jù)銷的結(jié)構(gòu)形式有：根據(jù)銷的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷開口銷等。等。銷聯(lián)接銷聯(lián)接主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。槽槽 銷銷銷軸和開口銷銷軸和開口銷開尾圓錐銷開尾圓錐銷圓柱銷圓柱銷圓錐銷圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷銷聯(lián)接的類型：銷聯(lián)接的類型： 型面聯(lián)接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓型面聯(lián)接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，它是無鍵聯(lián)接的一的轂孔配合以傳遞運(yùn)動