鍵連接(公開課)

軸轂聯(lián)接的分類：軸轂聯(lián)接的功用：對(duì)軸上零件進(jìn)行周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩。1·鍵聯(lián)接2·花鍵聯(lián)接3·無鍵聯(lián)接4·銷聯(lián)接2/5/20231一．類型：（有四種）1．平鍵（靜聯(lián)接、動(dòng)聯(lián)接）：只起周向定位作用不起軸向定位作用，不能承擔(dān)軸向力。(2)薄型平鍵—靜聯(lián)接（薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸、尺寸受限制處：承載能力較低）(3)導(dǎo)向平鍵—?jiǎng)勇?lián)接（輪轂在軸上移動(dòng)）(4)滑鍵—?jiǎng)勇?lián)接§6-1鍵聯(lián)接(1)普通平鍵—靜聯(lián)接（輪轂在軸上不移動(dòng)）圓頭(A型)方頭(B型)單圓頭(C型)2/5/20232工作面2/5/20233(1)普通平鍵—靜聯(lián)接圓頭(A型)方頭(B型)單圓頭(C型)：用于軸端工作面工作面為兩側(cè)面

頂面與輪轂間要有間隙2/5/20234一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造

主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵1、平鍵

1）普通平鍵用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對(duì)軸向移動(dòng)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銑刀加工；

輪轂槽用拉刀或插刀加工。

2/5/20235§8—1鍵、銷及其連結(jié)一、鍵連結(jié)第八章軸系零件（3）平鍵連結(jié)的配合種類和應(yīng)用平鍵連結(jié)采用基軸制配合，按鍵寬配合的松緊程度不同，分成較松鍵連結(jié)、一般鍵連結(jié)和較緊鍵連結(jié)三種。三種連結(jié)的鍵寬、軸槽寬和輪轂槽寬的公差及其應(yīng)用見有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2/5/20236(2)薄型平鍵—靜聯(lián)接（高度為普通平鍵的60～70%）（薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸、尺寸受限制處：承載能力較低）圓頭(A型)方頭(B型)單圓頭(C型)：用于軸端薄型平鍵的分析與普通平鍵一樣2/5/202373）導(dǎo)向平鍵與滑鍵——用于動(dòng)聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接

滑鍵——鍵隨輪轂移動(dòng)導(dǎo)向鍵——鍵不動(dòng)，輪轂軸向移動(dòng)特點(diǎn)：裝拆方便，對(duì)零件對(duì)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

2/5/20238(3)導(dǎo)向平鍵—?jiǎng)勇?lián)接：零件滑移距離較小時(shí)用螺釘固定在鍵槽中，鍵上有起鍵螺孔，輪轂沿鍵滑行(4)滑鍵—?jiǎng)勇?lián)接：零件滑移距離較大時(shí)滑鍵固定在輪轂上，輪轂帶動(dòng)滑鍵在鍵槽中滑行工作面為兩側(cè)面，頂面與輪轂間要有間隙工作面為兩側(cè)面，頂面與輪轂間有間隙（圖上未畫出）2/5/202392/5/202310起鍵螺孔3）導(dǎo)向平鍵（導(dǎo)向平鍵和滑鍵都用于輪轂需作軸向移動(dòng)的動(dòng)連接。）零件可以在軸上移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)連接。滑移距離較大時(shí)，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：長度較長，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。潘存云教授研制固定螺釘潘存云教授研制潘存云教授研制起鍵螺孔固定螺釘2/5/2023114）滑鍵雙鉤頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端有鉤頭，鍵固定在輪轂上，鍵短，槽長。潘存云教授研制潘存云教授研制2/5/202312單圓鉤頭滑鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：單圓鉤頭，嵌入輪轂中。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制2/5/2023132/5/2023142/5/202315表6-1普通平鍵和鍵槽尺寸（GB1095—79、GB1096—79）A型B型C型bhR=b/2C×45?或rLLLbhbtd-tbt1d+t1標(biāo)記實(shí)例：圓頭普通平鍵(A型):

鍵16×100GB1096—79

方頭普通平鍵(B型):

鍵B16×100GB1096—79單圓頭普通平鍵(C型):

鍵C16×100GB1096—79潘存云教授研制d2/5/202316潘存云教授研制d

b

h

C或r

L

t

t1半徑r

續(xù)表6-1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>50~58161045~1806.54.3>58~65181150~2007.04.4>65~75201256~2207.54.9>75~85221463~2509.05.40.6~0.80.4~0.62/5/20231713.6軸轂聯(lián)接平鍵的尺寸2/5/2023182．半圓鍵—靜聯(lián)接具有自調(diào)整性，裝配工藝性好但鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大，用于軸端、輕載場(chǎng)合工作面為兩側(cè)面，頂面與輪轂間要有間隙2/5/2023192、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(dòng)，鍵的側(cè)面為工作面，工作時(shí)靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。

2/5/202320特點(diǎn)：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接缺點(diǎn)：軸槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。

3、楔鍵聯(lián)接

2/5/202321潘存云教授研制2.半圓鍵連接優(yōu)點(diǎn)：定心好，裝配方便。因半圓鍵能在軸槽中擺動(dòng)以適應(yīng)輪轂槽底面。缺點(diǎn)：對(duì)軸的削弱較大，只適用于輕載連接。特別適用于錐形軸端的連接。潘存云教授研制工作面2/5/202322潘存云教授研制3.楔鍵連接和切向鍵連接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂槽的底面也有1:100的斜度。缺點(diǎn)：定心精度不高。應(yīng)用：只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷平穩(wěn)和低速的連接。安裝時(shí)用力打入工作面潘存云教授研制2/5/202323特點(diǎn)：適用于低速輕載、精度要求不高。對(duì)中性較差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易松動(dòng)。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長2倍才能裝入。且要罩安全罩

普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1：100斜度（側(cè)面有間隙），工作時(shí)打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力2/5/2023244．切向鍵—靜聯(lián)接由一對(duì)斜度為1：100的楔鍵組成，其工作面是由一對(duì)楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩個(gè)窄面。單個(gè)時(shí)只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)必須用方向相反的雙鍵且夾角為120°。一般用于直徑大于100cm的軸上，如大型帶輪、飛輪2/5/2023252/5/2023262/5/202327§5—2花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接是由多個(gè)鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成花鍵齒側(cè)面為工作面——適用于動(dòng)、靜聯(lián)接

2/5/202328一．類型（內(nèi)外之分）.1．矩形花鍵：輕系列用于靜聯(lián)接、輕載中系列用于中等載荷☆定心方式：小徑定心內(nèi)、外花鍵均可用磨削的方法加工?！?-2花鍵聯(lián)接2/5/202329一、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用

1、特點(diǎn)：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3）齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱減少4）軸上零件對(duì)中性好5）導(dǎo)向性較好6）加工需專用設(shè)備、制造成本高2/5/2023302、花鍵類型

按齒形分：

①矩形花鍵

矩形花鍵聯(lián)接按新標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用廣泛2/5/202331②漸開線花鍵

定心方式為齒形定心，當(dāng)齒受載時(shí)，齒上的徑向力能自動(dòng)定心，有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用

三角形花鍵——齒數(shù)較多，齒較小，對(duì)軸強(qiáng)度削弱小。適于輕載、直徑較小時(shí)及軸與薄壁零件的聯(lián)接應(yīng)用較少

2/5/202332§5—3無鍵聯(lián)接用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時(shí)，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接

一、型面聯(lián)接

軸和轂孔有柱形和圓錐形等。2/5/202333§6－3無鍵連接

型面連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(dòng)和轉(zhuǎn)矩的可拆連接，它是無鍵連接的一種型式。一、型面連接

在家用機(jī)械、辦公機(jī)械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑出各種各樣的非圓形孔是毫無困難的，故型面連接的應(yīng)用獲得了發(fā)展。應(yīng)用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。

由于型面連接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面連接的應(yīng)用。潘存云教授研制2/5/202334潘存云教授研制潘存云教授研制配合部分形狀柱體錐體——只能傳遞扭矩——能同時(shí)傳遞扭矩和軸向力，用于不允許有間隙和要求高可靠性的場(chǎng)合。(1)裝拆方便，對(duì)中性好；型面連接的特點(diǎn)：(2)連接面上沒有應(yīng)力鍵槽和尖角，減少了應(yīng)力集中；(3)可傳遞較大的扭矩；(4)切削加工有難度，不易保證配合精度。但隨著成型工藝的發(fā)展，促進(jìn)了型面連接的應(yīng)用。2/5/202335DD常用連接型面有：帶切口的圓形電風(fēng)扇方形六邊形等距曲線脹緊連接是在軸與轂孔之間裝配一個(gè)或幾個(gè)脹緊連接套，在軸向力的作用下，同時(shí)脹緊軸與轂產(chǎn)生壓緊力，靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的一種靜連接。二、脹緊連接結(jié)構(gòu)類型：Z1型脹套、Z2型脹套潘存云教授研制潘存云教授研制2/5/202336潘存云教授研制潘存云教授研制兩個(gè)脹緊套1)Z1型脹套2)Z2型脹套Z1型脹套中，與軸或轂孔貼合的套筒均有縱向間隙，以利于變形和脹緊。擰緊連接螺釘，便可以將軸和轂漲緊。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制一個(gè)脹緊套潘存云教授研制潘存云教授研制2/5/202337二、脹緊聯(lián)接

如下圖為彈性環(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(hù)作用。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°，另外要求內(nèi)、外環(huán)錐面配合良好。2/5/202338特點(diǎn)：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對(duì)中性好，但加工要求較高，應(yīng)用受限制。2/5/2023402/5/202341二、鍵的選擇鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，其設(shè)計(jì)為選擇性設(shè)計(jì)，包括類型選擇和尺寸選擇。1、鍵聯(lián)接的類型選擇根據(jù)聯(lián)接的工作和使用要求，結(jié)合各類鍵聯(lián)接的特點(diǎn)選擇鍵的類型（傳遞轉(zhuǎn)矩要求、對(duì)中性要求、軸上零件是否要求滑移、軸上零件位置要求，是否要求承受軸向力），一般優(yōu)先選用普通平鍵的A型鍵，再考慮C型鍵。2、鍵尺寸的選擇包括截面尺寸（鍵的寬度b、高度h）和公稱長度L。根據(jù)軸的直徑，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇確定b和h；根據(jù)軸上零件的輪轂寬度B來初定鍵的長度，再標(biāo)準(zhǔn)化。

但導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長度及其移動(dòng)距離確定鍵長。鍵的標(biāo)記示例：鍵（A型鍵A不標(biāo)，B或C）20×90GB1096-792/5/202342★★無鍵聯(lián)接1·型面聯(lián)接裝拆方便；對(duì)中性好；應(yīng)力集中小但加工復(fù)雜

2/5/202343光滑的非圓形截面2/5/2023442/5/2023452.脹緊聯(lián)接2/5/2023462/5/2023472/5/2023482/5/202349☆☆銷聯(lián)接（銷孔需要鉸制，槽銷除外）1·銷按作用可分為：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷2·銷按形狀可分為：圓柱銷、圓錐銷、槽銷等★定位銷用來固定零件之間的相對(duì)位置，是加工、裝配時(shí)的重要輔助零件，一般不受載，數(shù)目一般不少于2個(gè)?！锫?lián)接銷用來聯(lián)接零件，可傳遞不大的載荷，類型由工作要求決定，必要時(shí)作強(qiáng)度計(jì)算?！锇踩N在機(jī)器過載時(shí)被剪斷，作為安全裝置。2/5/202350§5—4銷聯(lián)接定位銷——主要用于零件間位置定位，左圖，常用作組合加工和裝配時(shí)的主要輔助零件。聯(lián)接銷——主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，中圖，可傳遞不大的載荷安全銷——主要用于安全保護(hù)裝置中的過載剪斷元件，右圖2/5/202351§6－4銷連接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷潘存云教授研制按形狀分定位銷：用來固定零件之間的相對(duì)位置，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個(gè)。2/5/202352§6－4銷連接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷連接銷潘存云教授研制按形狀分連接銷：用來實(shí)現(xiàn)兩零件之間的連接，可用來傳遞不大的載荷。其類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范確定。必要時(shí)再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算。2/5/202353§6－4銷連接作用：固定零件之間的相對(duì)位置，并可傳遞不大的載荷。按用途分類型定位銷安全銷連接銷潘存云教授研制按形狀分安全銷：作為安全裝置中的過載剪切元件。安全