鍵與花鍵聯(lián)接

鍵聯(lián)接鍵是一種標準件，通常用于聯(lián)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或扭矩，而導鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導向裝置。

一、鍵聯(lián)接的類型與構造

主要類型：平鍵切向鍵半圓鍵楔鍵1：100本章主要任務：合理確定鍵的類型尺寸（寬度b×高度h×長度l）1、平鍵

1）普通平鍵用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動構造：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。圓頭—

A型（常用）鍵頂上面與轂不接觸有間隙方頭—

B型常用螺釘固定半圓頭—C型用于軸端與輪轂聯(lián)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(lián)接3）導向平鍵與滑鍵——用于動聯(lián)接，即軸與輪轂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，不能承受軸向力導向鍵——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?滑鍵——鍵隨輪轂移動

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2、半圓鍵

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，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接缺點：軸槽對軸的強度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。

3、楔鍵聯(lián)接

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；低速等場合。變載下易松動。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應比鍵長2倍才能裝入。且要罩安全罩

兩個斜度為1：100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原理：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矩，傳遞雙向轉矩時用兩個互成120°~130°的鍵4、切向鍵特點：用于載荷很大，對中要求不嚴格的場合。由于對軸的削弱很大，常用于直徑大于100mm的軸。二、鍵聯(lián)接的強度校核

失效形式：壓潰（靜聯(lián)接—鍵、軸、轂中弱者）磨損（動聯(lián)接）鍵的剪斷（較少）1、平鍵聯(lián)接的強度校核

a)擠壓強度條件為：

N———擠壓力（N），T——扭矩（Nmm）k——工作高度k=h/2

d——軸徑（mm）l——工作長度A

型鍵：l=L-b

B

型鍵：l=L

C

型鍵：l=L-b/2

L——公稱長度允許傳遞的扭矩：

鍵的最小長度：

b）剪切強度條件

允許傳遞的扭矩：

鍵的最小長度：

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2、半圓鍵聯(lián)接強度校核

教材108頁例題dbhC或rLtt1

半徑r

鍵的尺寸鍵槽軸的直徑自6~8226~201.21〉8~10330.16~0.256~361.81.40.08~0.16

〉10~12448~452.51.8〉12~175510~563.02.3〉17~22660.25~0.414~703.52.80.16~0.25〉22~308718~904.03.3〉30~3810822~1105.03.3〉38~4412828~1405.03.3〉44~501490.4~0.636~1605.53.80.25~0.4〉50~58161045~1806.5

4.3〉58~65181150~2007.04.4〉65~75201256~2207.54.9〉75~85221463~2509.05.40.6~0.80.4~0.6標記實例：圓頭普通平鍵(A型):鍵16×100GB/T10096-2003

方頭普通平鍵(B型):

鍵B16×100GB/T10096-2003單圓頭普通平鍵(C型):

鍵C16×100GB/T10096-2003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花鍵齒側面為工作面——適用于動、靜聯(lián)接

三、花鍵聯(lián)接1）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（一）類型、特點和應用

1、特點：3）齒槽淺、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：

①矩形花鍵

矩形花鍵聯(lián)接按新標準為內(nèi)徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，應用廣泛②漸開線花鍵定心方式為齒形定心，當齒受載時，齒上的徑向力能自動定心，有利于各齒均載，應用廣泛，優(yōu)先采用

③三角形花鍵——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壁零件的聯(lián)接，應用較少

設計：選花鍵類型→按軸徑定花鍵尺寸→驗算聯(lián)接強度

（二）花鍵聯(lián)接的設計計算

失效形式：①鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接）②磨損（動聯(lián)接）③齒根剪斷設：工作載荷沿鍵的工作長度l均勻分布。且各齒面上壓力的合力N作用在平均半徑dm處，如圖

擠壓強度條件：

動聯(lián)接（耐磨性條件）：

T——傳遞扭矩（N.m）Z——花鍵齒數(shù)

l——鍵齒工作長度（mm）dm——花鍵的平均直徑ψ——載荷分布不均系數(shù)h——鍵齒側面工作高度（mm）

用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接

（一）型面聯(lián)接

四、無鍵聯(lián)接

軸和轂孔有柱形和圓錐形等。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(lián)接

如圖為彈性環(huán)聯(lián)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。特點：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應力集中，對中性好，但加工要求較高，應用受限制。

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。錐角一般為12.5~17°，要求內(nèi)、外環(huán)錐面配合良好。定位銷——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。五、銷聯(lián)接圓柱銷—不能多次裝拆（否則定位精度下降）圓錐銷—1:50錐度，可自鎖，定位精度較高，允許多次裝拆，且便于拆卸特殊型式銷—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

聯(lián)接銷——主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，可傳遞不大的載荷

安全銷——主要用于安全保護裝置中的過載剪斷元件（一）過盈聯(lián)接的類型與應用

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

六、過盈聯(lián)接無輔助件：用于軸與輪轂聯(lián)接，輪圈與輪芯的聯(lián)接及滾動軸承與軸及座孔的聯(lián)接有輔助件：借助于扣