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第六章 键、花键、无键联接和销联接 §6—l 键 联 接 (一)键联接的功能、分类、结构型式及应用 键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。 键联接的主要类型有：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。 1．平键联接 普通平键：键的两侧面是工作面，工作时，靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩。键的上表面和轮毂的键槽底面间则留有间隙。 优点：结构简单、装拆方便、对中性较好。 缺点：不能承受轴向力，因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。 分类 根据用途的不同，平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。 其中普通平键和薄型平键用于静联接，导向平键和滑键用于动联接。 普通平键按构造分：圆头(A型)、平头(B型)及单圆头(C型)三种。 圆头平键宜放在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中，键在键槽中轴向固定良好。缺点是键的头部侧面与轮毂上的键槽并不接触，因而键的圆头部分不能充分利用，而且轴上键槽端部的应力集中较大。 平头平键是放在用盘铣刀铣出的键槽中，因而避免了上述缺点，但对于尺寸大的键，宜用紧定螺钉固定在轴上的键槽中，以防松动。单圆头平键则常用于轴端与毂类零件的联接。 薄型平键与普通平键的主要区别： 键的高度约为普通平键的60％—70％，也分圆头、平头和单圆头三种型式，但传递转矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合。 当被联接的毂类零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动时(如变速箱中的滑移齿轮)，则须采用导向平键或滑键。导向平键是一种较长的平键，用螺钉固定在轴上的键槽中，为了便于拆卸，键上制有起键螺孔，以便拧人螺钉使键退出键槽。轴上的传动零件则可沿键作轴向滑移。当零件需滑移的距离较大时，因所需导向平键的长度过大，制造困难，故宜采用滑键。滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移。这样，只需在轴上铣出较长的键槽，而键可做得较短。 2．半圆键联接 轴上键槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出，因而键在槽中能绕其几何中心摆动以适应轮毂中键槽的斜度。半圆键上作时，靠其侧面来传递转矩。 优点：工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。缺点：是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用于轻载静联接中。 3．楔键联接 键的工作面：键的上下两面。键的上表面和与它相配合的轮毂键槽底面均具有1：100的斜度。工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向的轴向载荷，对轮毂起到单向的轴向固定作用。楔键的侧面与键槽侧面间有很小的间隙，当转矩过载而导致轴与轮毂发生相对转动时，键的侧面能像平键那样参加工作。因此，楔键联接在传递有冲击和振动的较大转矩时，仍能保证联接的可靠性。 缺点：楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜。因此主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。 楔键分为普通楔键和钩头楔键两种，普通楔键有圆头、平头和单圆头三种型式。装配时，圆头楔键要先放入轴上键槽中，然后打紧轮毂(图6—4a)；平头、单圆头和钩头楔键则在轮毂装好后才将键放人键槽并打紧。钩头楔键的钩头供拆卸用，安装在轴端时，应注意加装防护罩。 4．切向键联接 切向键是由一对斜度为1：100的楔键组成。切向键的工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面，被联接的轴和轮毂上都制有相应的键槽。装配时，把一对楔键分别从轮毂两端打入，拼合而成的切向键就沿轴的切线方向楔紧在轴与轮毂之间。工作时，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩。用一个切向键时，只能传递单向转矩；当要传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者间的夹角为120°—130°。由于切向键的键槽对轴的削弱较大，因此常用于直径大于100mm的轴上。例如用于大型带轮，大型飞轮,矿山用大型绞车的卷筒及齿轮等与轴的联接。 (二)键的选择和键联接强度计算 1．键的选择 键的选择：类型选择、尺寸选择。 类型：根据键联接的结构特点、使用要求和工作条件来选择； 尺寸：符合标准规格和强度要求。 键的主要尺寸：截面尺寸(键宽b×键高h)与长度L。 b×h按轴的直径d由标准中选定。 Ｌ一般可按轮毂的长度而定，等于或略短于轮毂的长度；而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。一般轮毂的长度可取为L＇≈(1.5—2)d，这里d为轴的直径。所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。重要的键联接在选出键的类型和尺寸后，还应进行强度校核计算。 2．键联接强度计算 (1)平键联接强度计算 普通平键联接(静联接)，其主要失效形式是工作面被压溃。除非有严重过载，一般不会出现键的剪断，因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。对于导向平键联接和滑键联接(动联接)，其主要失效形式是