第6章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接

第6章鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接§6-1鍵連接一、鍵連接的功能、分類、結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用分類：平鍵、半圓鍵——松連接

鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，用來實(shí)現(xiàn)軸與轂之間的周向固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩。

有的鍵還可用于軸向固定或軸向移動的導(dǎo)向裝置。楔鍵、切向鍵——緊連接

平鍵兩側(cè)面是工作面，上面與轂槽底有間隙；工作時靠軸槽、鍵、轂槽的側(cè)面擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。常用：普通平鍵和導(dǎo)向平鍵。1、平鍵連接特點(diǎn)：定心好、裝拆方便。普通平鍵聯(lián)接實(shí)例按端部形狀，普通平鍵分：圓頭（A型）、方頭（B型）、半圓頭（C型）三種：點(diǎn)擊查看三維圖C型A型B型適用于鍵槽銑刀加工的鍵槽中,鍵在槽中軸向固定良好。缺點(diǎn):鍵頭部側(cè)面與轂槽并未接觸,因此圓頭未能充分利用,且軸槽端部應(yīng)力集中較大。1、普通平鍵(用于靜連接)圓頭(A型)平頭(B型)適用于鋸片銑刀、圓盤銑刀加工的鍵槽。無應(yīng)力集中，避免了圓頭鍵的缺點(diǎn)。大尺寸B型鍵需用緊定螺釘壓在軸上，以防松。主要用于軸端與轂類零件連接

單圓頭(C型)導(dǎo)向平鍵---較長的平鍵，用緊定螺釘固定在軸槽中，軸上零件可沿鍵作軸向滑移。2、導(dǎo)向平鍵連接起鍵螺孔固定螺釘

零件可在軸上移動，構(gòu)成動聯(lián)接?；凭嚯x較大時，平鍵過長，制造困難，故可采用滑鍵。特點(diǎn)：長度較長，需用螺釘固定。為便于裝拆，制有起鍵螺孔。

滑鍵固定在輪轂上,軸上零件帶動滑鍵在軸槽中作軸向滑移,軸上銑出較長鍵槽。

3、滑鍵

滑鍵——鍵隨輪轂移動

裝拆方便，對零件對中性無影響，易制造，作用可靠，多用于高精度連接。

但只能圓周固定，不能承受軸向力。2、半圓鍵連接優(yōu)點(diǎn):鍵能在槽中繞幾何中心擺動，工藝性較好,裝配方便，適用于錐形軸與輪轂的連接。鍵的側(cè)面為工作面，鍵的上表面與轂槽底面間有間隙，工作時靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。

工作面缺點(diǎn):軸上鍵槽較深,對軸的強(qiáng)度削弱較大。一般用于輕載連接或輔助連接。楔鍵的上下面為工作面，分別與轂和軸槽的底面貼合，有1：100斜度（側(cè)面有間隙）；工作時楔緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力。

3、楔鍵連接鉤頭楔鍵平頭楔鍵

pingtouxiejian圓頭楔鍵

yuantouxiejian

特點(diǎn)：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的連接，變載下易松動。鉤頭只用于軸端連接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長2倍才能裝入。且需罩安全罩。普通楔鍵勾頭楔鍵楔鍵聯(lián)接4、切向鍵連接特點(diǎn):工作時,靠非工作面上的擠壓和軸與輪轂間的摩擦力來傳遞扭矩.

兩斜度為1：100的楔鍵，沿斜面拼合后相互平行的上、下兩面為工作面，（打入）布置在圓周的切向切向鍵聯(lián)接1、鍵的選擇

⑴、類型選擇:

鍵的選擇應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)、使用特性及工作條件來選擇。選擇時應(yīng)考慮鍵傳遞扭矩的大小，連接于軸上的零件是否要沿軸滑動及滑動的距離的大小、長短，對于連接的對中性的要求，鍵是否需要軸向固定的作用以及鍵在軸上的距離（中部還是軸端）。二、鍵的選擇和鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算

⑵、尺寸選擇：鍵的主要尺寸為鍵的剖面尺寸（鍵的寬度b×鍵高h(yuǎn)表示）與長度。鍵的剖面尺（b及高度h）按軸徑d從標(biāo)準(zhǔn)中查得,長度L按輪轂長度從標(biāo)準(zhǔn)中查得，但應(yīng)比輪轂長略短些。

2、平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算

平鍵連接時的受力情況，如圖主要失效形式：⑴、普通平鍵用于靜連接,主要失效形式是鍵、軸槽、和轂槽三者中強(qiáng)度最弱的工作面被壓潰。極個別的被剪斷。

鍵被剪斷⑵、導(dǎo)向平鍵用于動連接，導(dǎo)向平鍵連接主要失效形式是工作面的磨損

根據(jù)其失效形式，對采用常見材料組合及按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的平鍵連接，通常只須按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度計(jì)算。

強(qiáng)度計(jì)算：

①、普通平鍵強(qiáng)度條件為：

②、導(dǎo)向平鍵和滑鍵T——軸所傳遞扭矩k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度l——鍵的工作長度k＝h－t

≈0.5h

h—鍵工作高度t—鍵槽的深度d——軸的直徑[σp]——最弱零件的許用擠壓應(yīng)力，查表6-2[P]——最弱零件的許用壓力，查表6-2。A型：l=L－b

B型：l=LC型：l=L－0.5b②、適當(dāng)加大輪轂的長度。兩個鍵按1800布置雙鍵按1.5個鍵計(jì)算強(qiáng)度減少對軸強(qiáng)度的削弱載荷分布不均鍵長不能超過2.25d驗(yàn)算后強(qiáng)度不夠的處理：①、用雙鍵；失效形式，工作面被壓潰

⑶半圓鍵的強(qiáng)度計(jì)算

強(qiáng)度條件：

k

：根據(jù)鍵的尺寸從標(biāo)準(zhǔn)中查?、取⑿ㄦI連接的簡化強(qiáng)度計(jì)算（自學(xué)內(nèi)容）d雙鍵布置規(guī)則半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：夾角成120°~130°120?~130?平鍵：按180?布置；一、花鍵的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用§6-2花鍵連接

鍵連接由具有多個沿周向均布的凸齒的外花鍵和有對應(yīng)凹槽的內(nèi)花鍵組成。齒的側(cè)面是工作面。

花鍵按其齒型分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩種。P108例題：關(guān)鍵點(diǎn)→工作長度l=L－b一、花鍵的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用§6-2花鍵連接

鍵連接由具有多個沿周向均布的凸齒的外花鍵和有對應(yīng)凹槽的內(nèi)花鍵組成。齒的側(cè)面是工作面。花鍵按其齒型分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩種。P108例題：關(guān)鍵點(diǎn)→工作長度l=L－b外花鍵內(nèi)花鍵花鍵聯(lián)接

花鍵連接的的主要優(yōu)點(diǎn)是：齒數(shù)較多而且受力均勻，故承載能力較高；齒槽較淺，應(yīng)力集中較小，對軸和輪轂的強(qiáng)度削弱較小；軸上零件與軸的對中性導(dǎo)向性好。其缺點(diǎn)是加工時需要專用設(shè)備，成本較高。

矩形花鍵連接應(yīng)用很廣，矩形花鍵在連接中以小徑(d)定心，對軸和孔的小徑都進(jìn)行磨削加工，定心精度高，特別是有利于保證帶花鍵孔的齒輪加工時定位定心。1、矩形花鍵連接GB/T1144-2001尺寸、公差和檢驗(yàn)

根據(jù)分度圓壓力角的不同分成30°壓力角漸開線花鍵和45°漸開線花鍵（亦稱三角形花鍵）。漸開線花鍵可利用齒輪的各種方法進(jìn)行加工，工藝性較好。連接中按齒形定心，當(dāng)齒受載時，齒上的徑向力能自動定心，有利于各齒均載；應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用，可自動定心。2、漸開線花鍵45°壓力角漸開線花鍵漸開線花鍵的齒廓是漸開線。GB/T3478.1-1995→模數(shù)、公差等二、花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算1、失效形式：⑴、靜連接：工作面被壓潰⑵、動連接：工作面過度磨損ψ—載荷分布不均系數(shù)，與齒數(shù)有關(guān)，一般取ψ=0.7～0.8，齒數(shù)多時取偏小值；2、強(qiáng)度計(jì)算⑴靜連接：⑵動連接：設(shè)：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F作用在平均半徑dm處，如圖：h：齒的工作高度（mm）dm：平均直徑（mm）矩形：h＝0.5(D－d)－2CD：外花鍵的大徑

d：內(nèi)花鍵的小徑

C：倒角漸開線：h＝m(模數(shù))三角形：h＝0.8m(模數(shù))[

p]：許用擠壓應(yīng)力，查表6-3[p]：許用應(yīng)力，查表6-3。矩形：dm

＝0.5（D+d）漸開線、三角形：dm＝di

di：分度圓直徑z—花鍵的齒數(shù)l—齒的工作長度，單位為mm；2、強(qiáng)度計(jì)算凡是軸與輪轂不用鍵的統(tǒng)稱為無鍵連接?！?-3無鍵連接

特點(diǎn)：沒有應(yīng)力集中源，對中性好，承載能力強(qiáng)，裝拆方便，但加工不方便，需用專用設(shè)備，應(yīng)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。分類：一、型面連接：軸和轂孔有柱形和圓錐形等。常用的型面曲線

如圖為脹套連接——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。二、脹緊連接：

脹套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。特點(diǎn)：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。傳遞轉(zhuǎn)矩時：T≤[T]（6-7）

各種脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，選用時只需根據(jù)設(shè)計(jì)的軸和輪轂尺寸以及傳遞載荷的大小，查閱工程手冊，選擇合適的型號和尺寸，使傳遞的載荷在許用范圍之內(nèi)，即滿足以下條件：傳遞軸向力時：Fa

≤[Fa]（6-8）傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時：T——傳遞的轉(zhuǎn)矩[T]

：一個脹套的額定轉(zhuǎn)矩[Fa]：一個脹套的額定軸向力d——脹套內(nèi)徑

當(dāng)一個脹套滿足不了要求時，可用兩個以上的脹套串聯(lián)使用（因單個脹套傳遞載荷的能力隨脹套數(shù)目的增加而降低，所以脹套數(shù)不宜過多）。其總額定載荷為：m為額定載荷系數(shù)，查表16-4⑴、定位銷：主要用來固定零件之間的相對位置，是組合加工和裝配時的重要輔助零件銷分為以下三種：§6-4銷連接⑵、連接銷：用于連接，可傳遞不大的載荷⑶、安全銷：作為安全裝置中的