鍵與花鍵聯(lián)接

1、鍵鍵 聯(lián)聯(lián) 接接鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與擺動零件，起零件與擺動零件，起周向固定零件的作用周向固定零件的作用以傳遞以傳遞旋轉(zhuǎn)運動或扭矩，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作旋轉(zhuǎn)運動或扭矩，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導(dǎo)向裝置軸上移動的導(dǎo)向裝置。 一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造 主要類型：主要類型：平鍵平鍵切向鍵切向鍵半圓鍵半圓鍵楔鍵楔鍵1：100本章主要任務(wù)：本章主要任務(wù)： 合理確定鍵的合理確定鍵的 類型類型 尺寸（寬度尺寸（寬度b b高度高度h h 長度長度 l ）1、平鍵 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

2、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；軸上的槽用盤銑刀或指狀剪切傳遞扭矩；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。銑刀加工；輪轂槽用拉刀或插刀加工。 圓頭圓頭 A型型（常用）鍵頂上面與轂不接觸有間隙（常用）鍵頂上面與轂不接觸有間隙方頭方頭 B型型 常用螺釘固定常用螺釘固定半圓頭半圓頭C型型 用于用于軸端軸端與輪轂聯(lián)接與輪轂聯(lián)接 2 2）薄型平鍵）薄型平鍵鍵高約為普通平鍵的鍵高約為普通平鍵的60%70%60%70%：圓頭、方頭、單圓頭圓頭、方頭、單圓頭 用于薄臂結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸

3、受限制的用于薄臂結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的聯(lián)接聯(lián)接 3 3）導(dǎo)向平鍵與滑鍵）導(dǎo)向平鍵與滑鍵用于動聯(lián)接，即軸與輪轂用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對軸向移動的聯(lián)接之間有相對軸向移動的聯(lián)接 特點：裝拆方便，對零件對中性無影響，容易制特點：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(lián)接。但只能圓造，作用可靠，多用于高精度聯(lián)接。但只能圓周固定，不能承受軸向力周固定，不能承受軸向力 導(dǎo)向鍵導(dǎo)向鍵鍵不動，輪轂軸向移動鍵不動，輪轂軸向移動主要用于軸上零件軸向滑動距離不大的場合主要用于軸上零件軸向滑動距離不大的場合?滑鍵滑鍵鍵鍵隨輪轂移動隨輪轂移動 滑鍵固定在輪轂上，與輪轂在軸的鍵槽上滑

4、滑鍵固定在輪轂上，與輪轂在軸的鍵槽上滑動，主要用于軸向滑動距離大的場合動，主要用于軸向滑動距離大的場合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)面的擠壓來傳遞扭矩。時靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。 特點：工藝性好，裝配特點：工藝性好，裝配方便，適用于錐方便，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)形軸與輪轂的聯(lián)接接缺點：軸槽對軸的強度缺點：軸槽對軸的強度削弱較大。只適削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。宜輕載聯(lián)接。 3 3、楔鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接 普通楔鍵：上、下面為工作表面，有

5、普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1 1：100100斜斜度（側(cè)面有間隙），工作時打緊，靠上下面摩擦度（側(cè)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傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力 特特 點點 ： 適用于低速輕載；適用于低速輕載； 精度要求不高；精度要求不高； 對中性較差；對中性較差； 力有偏心；力有偏心； 低速等場合。低速等場合。 變載下易松動。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)比鍵鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長長2 2 倍才能裝入。且要罩安全罩倍才能裝入。且要罩安全罩 兩個斜度為兩個斜度為1 1：100100的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為

6、的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打入）布置在圓周的切向工作面（打入）布置在圓周的切向 工作原理：工作原理： 靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞扭矩，只能靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞扭矩，只能傳遞單一方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時用兩個互成傳遞單一方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時用兩個互成120 120 130 130 的鍵的鍵4 4、切向鍵切向鍵特點：用于載荷很大，對中要求不嚴(yán)格的場合。特點：用于載荷很大，對中要求不嚴(yán)格的場合。由于對軸的削弱很大，常用于直徑大于由于對軸的削弱很大，常用于直徑大于100mm100mm的的軸。軸。二、鍵聯(lián)接的強度校核二、鍵聯(lián)接的強度校核 失效形式：失效形式：壓潰（靜聯(lián)接壓潰（

7、靜聯(lián)接鍵、軸、轂中弱者）鍵、軸、轂中弱者） 磨損（動聯(lián)接）磨損（動聯(lián)接） 鍵的剪斷（較少）鍵的剪斷（較少） 1 1、平鍵聯(lián)接的強度校核、平鍵聯(lián)接的強度校核 a) a) 擠壓強度條件為：擠壓強度條件為： PdPkldTlkTlkN2/2N擠壓力（擠壓力（N），），T扭矩（扭矩（NmmNmm）k工作高度工作高度 k=h/2 d軸徑（軸徑（mm） l工作長度工作長度 A 型鍵：型鍵：l=L-b B 型鍵：型鍵：l=L C 型鍵：型鍵：l=L-b/2 L公稱長度公稱長度允許傳遞的扭矩：允許傳遞的扭矩： PkldT21PkdTl2鍵的最小長度：鍵的最小長度： b）剪切強度條件）剪切強度條件 2/2bld

8、TblTblNd允許傳遞的扭矩：允許傳遞的扭矩： 21kldT 2kdTl 鍵的最小長度：鍵的最小長度： 2/2bldTblTblNd強度不夠時，措施：強度不夠時，措施：1 1）雙鍵，）雙鍵，180180布置（按布置（按1.51.5個鍵計算）三鍵個鍵計算）三鍵120120布置布置2 2）增大軸徑）增大軸徑d d3 3）增長）增長L L，但輪轂長，但輪轂長受力不利受力不利4 4）改用花鍵）改用花鍵 2 2、半圓鍵聯(lián)接強度校核、半圓鍵聯(lián)接強度校核 教材教材108頁例題頁例題d b h C或或r L t t1 半徑半徑r 鍵的尺寸鍵的尺寸鍵鍵 槽槽軸的直徑軸的直徑自自 68 2 2 620 1.2

9、1810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.81217 5 5 1056 3.0 2.31722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.252230 8 7 1890 4.0 3.33038 10 8 22110 5.0 3.33844 12 8 28140 5.0 3.34450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.45058 16 10 45180 6.5 4.35865 18 11 50200 7.0 4.46575 20 12 56220 7.5 4.97585

10、22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.6標(biāo)記實例：標(biāo)記實例： 圓頭普通平鍵圓頭普通平鍵(A型型): 鍵鍵16100 GB/T 10096-2003 方頭普通平鍵方頭普通平鍵(B型型): 鍵鍵B16100 GB/T 10096-2003單圓頭普通平鍵單圓頭普通平鍵(C型型) : 鍵鍵C16100 GB/T 10096-2003花鍵聯(lián)接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向花鍵聯(lián)接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成均布而成花鍵齒側(cè)面為工作面花鍵齒側(cè)面為工作面適用于動、靜聯(lián)接適用于動、靜聯(lián)接 三、花鍵聯(lián)接三、花鍵聯(lián)接1）齒較多、工作面積大、承載能力較高）齒較多、工作面

11、積大、承載能力較高2）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻（一）類型、特點和應(yīng)用（一）類型、特點和應(yīng)用 1、特點：、特點：3）齒槽淺、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強度削弱減）齒槽淺、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強度削弱減少少4）軸上零件對中性好）軸上零件對中性好5）導(dǎo)向性較好）導(dǎo)向性較好6）加工需專用設(shè)備、制造成本高）加工需專用設(shè)備、制造成本高2 2、花鍵類型、花鍵類型 按齒形分：按齒形分： 矩形花鍵矩形花鍵 矩形花鍵聯(lián)接按新標(biāo)矩形花鍵聯(lián)接按新標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)為內(nèi)徑定心內(nèi)徑定心，定心精，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨削配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，應(yīng)

12、消除熱處理后變形，應(yīng)用廣泛用廣泛 漸開線花鍵漸開線花鍵定心方式為定心方式為齒形定心齒形定心，當(dāng)齒受載時，齒上的當(dāng)齒受載時，齒上的徑向力能自動定心，徑向力能自動定心，有利于各齒均載，應(yīng)有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用用廣泛，優(yōu)先采用 三角形花鍵三角形花鍵齒數(shù)較多，齒較小，對軸強度削齒數(shù)較多，齒較小，對軸強度削弱小。適于輕載、直徑較小時及軸與薄弱小。適于輕載、直徑較小時及軸與薄壁零件的聯(lián)接，應(yīng)用較少壁零件的聯(lián)接，應(yīng)用較少 設(shè)計：選花鍵類型設(shè)計：選花鍵類型按軸徑定花鍵尺寸按軸徑定花鍵尺寸驗算聯(lián)驗算聯(lián)接強度接強度 （二）花鍵聯(lián)接的設(shè)計計算（二）花鍵聯(lián)接的設(shè)計計算 失效形式：失效形式： 鍵齒的壓潰（靜

13、聯(lián)接）鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接） 磨損（動聯(lián)接）磨損（動聯(lián)接） 齒根剪斷齒根剪斷 設(shè)：工作載荷沿鍵的設(shè)：工作載荷沿鍵的工作長度工作長度l 均勻均勻分布。且各齒面分布。且各齒面上壓力的合力上壓力的合力N作用在平均半徑作用在平均半徑dm處，如圖處，如圖 擠壓強度條件：擠壓強度條件： PmPdlhzT2000動聯(lián)接（耐磨性條件）：動聯(lián)接（耐磨性條件）： 2000PdlhzTPm T傳遞扭矩（傳遞扭矩（N.m） Z花鍵齒數(shù)花鍵齒數(shù) l 鍵齒工作長度（鍵齒工作長度（mm）dm花鍵的平均直徑花鍵的平均直徑載荷分布不均系數(shù)載荷分布不均系數(shù) h鍵齒側(cè)面工作高度（鍵齒側(cè)面工作高度（mm） 用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時

14、，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接 （一）（一）型面型面聯(lián)接聯(lián)接 四、無鍵聯(lián)接四、無鍵聯(lián)接 軸和轂孔有柱形和圓錐形等。軸和轂孔有柱形和圓錐形等。 特點：特點： 沒有應(yīng)力集中源，對中性好，承載能力強，沒有應(yīng)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(shè)備，裝拆方便，但加工不方便，需用專用設(shè)備， 應(yīng)用較少。應(yīng)用較少。 另外成形面還有方形、六邊形及切邊圓形等，但另外成形面還有方形、六邊形及切邊圓形等，但對中性較差。對中性較差。 （二）脹緊聯(lián)接（二）脹緊聯(lián)接 如圖為彈性環(huán)聯(lián)接如圖為彈性環(huán)聯(lián)接利用錐面貼合并擠緊在軸轂利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間用摩擦力傳遞扭矩

15、，有過載保護作用。之間用摩擦力傳遞扭矩，有過載保護作用。特點：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對特點：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對中性好，但加工要求較高，應(yīng)用受限制。中性好，但加工要求較高，應(yīng)用受限制。 彈性環(huán)的材料為高碳鋼或高碳合金鋼（彈性環(huán)的材料為高碳鋼或高碳合金鋼（65，70，55Cr2、60Cr2）并經(jīng)熱處理。）并經(jīng)熱處理。 錐角一般為錐角一般為12.517， 要求內(nèi)、外環(huán)錐面配合良好。要求內(nèi)、外環(huán)錐面配合良好。定位銷定位銷主要用于零件間位置定位，常用作組合主要用于零件間位置定位，常用作組合加工和裝配時的主要輔助零件。加工和裝配時的主要輔助零件。五、銷聯(lián)接五、銷聯(lián)接圓柱銷

16、圓柱銷不能多次裝拆（否則定位精度下降）不能多次裝拆（否則定位精度下降）圓錐銷圓錐銷1:501:50錐度，可自鎖，定位精度較高，允錐度，可自鎖，定位精度較高，允 許多次裝拆，且便于拆卸許多次裝拆，且便于拆卸特殊型式銷特殊型式銷帶螺紋錐銷，開尾錐銷，彈性銷，帶螺紋錐銷，開尾錐銷，彈性銷，開口銷，槽銷和開口銷等多種形式開口銷，槽銷和開口銷等多種形式 聯(lián)接銷聯(lián)接銷主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，可傳遞不大的載荷可傳遞不大的載荷 安全銷安全銷主要用于安全保護裝置中的過載主要用于安全保護裝置中的過載剪斷元件剪斷元件（一）過盈聯(lián)接的類型與應(yīng)用（一）過盈聯(lián)接的類型與應(yīng)用 利用兩個被聯(lián)接件本身的過盈配合來實現(xiàn)，一利用兩個被聯(lián)接件本身的過盈配合來實現(xiàn)，一為包容件，另一為被包容件為包容件，另一為被包容件 六、過盈聯(lián)接六、過盈聯(lián)接無輔助件：無輔助件： 用于軸與輪轂用于軸與輪轂聯(lián)接，輪圈與輪芯聯(lián)接，輪圈與輪芯的聯(lián)接及滾動軸承的聯(lián)接及滾動軸承與軸及座孔的聯(lián)接與軸及座孔的聯(lián)接有輔助件：有輔助件： 借助于扣緊板或環(huán)將重型剖分零件借助于扣緊板或環(huán)將重型剖分零件2、4沿接縫沿接縫面面3聯(lián)接成一體，現(xiàn)大多由螺栓代替聯(lián)接成一體，現(xiàn)大多由螺栓代替（二）過盈聯(lián)接的工作原理與裝配方法（二）過盈聯(lián)接的工作原理與裝配方法 工作原理：利用包容件與被包容件的徑向變形