鍵與花鍵聯(lián)接

鍵聯(lián)接鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與擺動零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運動或扭矩，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導(dǎo)向裝置。

一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造

主要類型：平鍵切向鍵半圓鍵楔鍵1：100本章主要任務(wù)：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(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。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(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的聯(lián)接3）導(dǎo)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(dǎo)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(cè)面為工作面，工作時靠其側(cè)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(cè)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(yīng)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(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)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(yán)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(biāo)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(cè)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(yīng)用

1、特點：3）齒槽淺、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強度削弱減少4）軸上零件對中性好5）導(dǎo)向性較好6）加工需專用設(shè)備、制造成本高2、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漸開線花鍵定心方式為齒形定心，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

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(yīng)用較少

設(shè)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(shè)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(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(cè)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(yīng)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(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。

（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(yīng)力集中，對中性好，但加工要求較高，應(yīng)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(yīng)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