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第五章 键与花键联接 （一）教学要求 掌握平键、花键联接设计计算方法，了解其它联接的类型与特点 （二）教学的重点与难点 平键、花键联接强度计算 （三）教学内容 §5—1 键联接 键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩。而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。 一、键联接的类型与构造 两大类型： 1类：松键联接——靠侧面挤压，圆用方向剪切承载，工作前不打紧 1）平键；2）半键；3）花键 平键——普通平键；导键与滑键。 普通平键：A型、B型、C型 2类：紧键联接 1）楔键联接；2）切向键联接——工作前不打紧，靠摩擦力工作。 1、平键 1）普通平键——用于静联接—即轴与轮毂间无相对轴向移动，图5-1 构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩 轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工 轮毂槽用拉刀或插刀加工。 型式：圆头（b图）—A型（常用）—为防转、键（指端铣刀加工）与槽同形、键顶上面与毂不接触有间隙 方头（c图）—B型—移用螺钉固定，轴键槽必用盘铣刀加工装配后两端未顶紧 头圆头（d）—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接 2）薄型平键——键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方头、单圆头 用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接 3）导向平键与滑键——用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接（图5-2、5-3） 导向——键不动，轮毂轴向移动 动联接——键随轮毂移动，滑移距离大时采用滑键 要求：粗糙度小，光洁度高，摩擦小，否则寿命短。 当移动距离为200~300mm用滑键 特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，多用于高精度联接。但只能圆周固定，易串动（轴向），不能承受轴向力。 计算：当材料构造尺寸初定后，求得扭矩后再按要求、工作特性选好类型，然后由 由（轴径）d 查手册 b（宽）×h（高）×L（长）→强度验算 （强度条件为） 标注：键18×100 GB1096-79 （A型键A不标） 例： 键B18×100 GB1096-79 （B型键） 2、半圆键——如图5-4——用于静联接（松联接） 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。 特点：工艺性好，装配方便，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。 3、楔键联接——图5-5，紧联接 构造：圆头（图5-5a图） 方头（b图） 钩头（c图） 普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力。 特点：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入。且为安全要罩上。 4、切向键——图5-6，两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打入）布置在圆周的切向。 工作原理；靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩。——一个工作面在轴向剖面上。 图a——单向传动 图b——双向传动——必须用两个切向键且成120°布置。 特点：键槽对轴削弱较大，适于d100mm的轴，且对中要求不高时采用。 二、键联接的强度校核 失效形式： 压溃（键、轴、毂中较弱者——静联接） 磨损（动联接） 键的剪断（较少） 1、平键联接的强度校核。 设载荷沿键长与高方向均匀分布，不计摩擦。 普通平键： a) 则其挤压强度条件为： Mpa (5-1) 或允许传递的扭矩： Nmm (kW) ——许用挤压应力 Mpa ，表5-1 P113 T——扭矩（Nmm） k——工作高度 k=oh/2 l——工作长度 A型键：l=L-b L——公称长度 B型键：l=L C型键：l=L-b/2 d——轴径（mm） b）剪切强度条件： 导向平键、滑键（动联接） Mpa [P]——许用比压 表5-1 [P]=min{[P]键，[P]轴，[P]毂} （5-2） ——键的许用剪应力（N/mm2） 2、半圆键联接强度校核，同平键 强度不够时，措施：1）双键，180°布置（按1.5个键计算），三键120°布置 2）增大轴径d↑ 3) 增长L↑，但轮毂长↑受力不利 4）改用花键 一般L=（1.6~1.8）d≤2d↑ 例5-1 §5—2 花键联接 花键联接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布而成（图5-9）