松键、紧键联接如何构成主要有哪几类

由平键或半圆键构成的联接属于松键联接。其类型主要有：普通平键联接、导键联接、滑键联接（以上属于平键联接）和半圆键联。

楔键或切向键构成的联接属于紧键联接。紧键联接的主要类型有：普通楔键联接、钩头楔键联接（以上属于楔键联接）和切向键联接。

轴向固定的方法：通常可采用螺母、挡圈、压板等配合轴肩和套筒实现轴上零件的轴向固定它们 各自的特点如下：

（1）轴肩：结构简单,定位可靠,可承受较大轴向力

（2）圆螺母：固定可靠,装拆方便,可承受较大的轴向力

（3）轴端挡圈：适用于固定轴端零件,可承受一定程度的振动和冲击载荷

（4）弹性挡圈：结构简单紧凑,不能承受较大的轴向力,常用于固定滚动轴承

（5）套筒：结构简单,定位可靠,轴上不需开槽、钻孔和切制螺纹,因而不影轴的疲劳强度

周向固定的方法：通常采用键和花键等联接获得轴上零件的圆周方向上的固定它们各自的特点如 下：

（1）平键：结构简单,装拆方便,对中性好,应用广泛

（2）半圆键：由于半圆键与键槽配合较松,可倾转,易装拆,常用于锥形轴端,传递不大的力矩

（3）楔键：由于楔紧后使轴与轴上零件产生偏心,故常用于对中性要求不高、载荷平稳的低速场合

（4）切向键：当传递双向转矩时,采用两对切向键并互成120°布置多用于载荷较大,对中要求不严的场合由于键槽对轴的削弱较大,故一般用在直径大于100mm的轴上

（5） 花键：适用于传递载荷较大和定心精度要求较高的动、静联接,特别是对常滑移的动联接更具有独特的优越性,在飞机、汽车、拖拉机、机床、农业机械等机械传动中得到了广泛的应用

周向，即“圆周方向”。与“轴向”、“径向”共同构成柱坐标的三个正交方向。

轴向通常是针对圆柱体类物体而言，就是圆柱体旋转轴向压力表(12张)中心轴的方向，即与中心轴共同的方向。

轴向——沿圆柱体轴线方向

径向——沿截面半径方向（垂直于轴线）

周向——绕圆柱体轴线方向（垂直于轴线，同时垂直于截面半径）

参考资料：

普通平键按其结构可分为圆头（称为A型）、方头（称为B型）和单圆头（称为C型）三种。图13-1 b为A型键，A型键在键槽中固定良好，但轴上键槽引起的应力集中较大。图13-1 c为B型键，B型键克服了A型键的缺点，当键尺寸较大时，宜用紧定螺钉将键固定在键槽中，以防松动。图13-1d为C型键，C型键主要用于轴端与轮毂的联接。

图13-1 e为导向平键，该键较长，键用螺钉固定在键槽中，键与轮毂之间采用间隙配合，轴上零件可沿键作轴向滑移。

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a) b) c) d) e)

图13-1 平键联接

二、 半圆键联接

图13-2所示为半圆键，半圆键的工作面

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也是键的两个侧面。轴上键槽用与半圆键尺寸相同的键槽铣刀铣出，半圆键可在槽中绕其几何中心摆动以适应毂槽底面的倾斜。这种键联接的特点是工艺性好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接；但键槽较深，对轴的强度削弱较大，一般用于轻载静联接。



图13-2 半圆键联接

三、 楔键联接和切向键联接

图13-3所示为楔键联接，楔键的上、下

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两面为工作面。楔键的上表面和与它相配合的轮毂键槽底面均有1:100的斜度。装配时将楔键打入，使楔键楔紧在轴和轮毂的键槽中，楔键的上、下表面受挤压，工作时靠这个挤压产生的摩擦力传递转矩。如图13-3所示，楔键分为普通楔键和钩头楔键两种，钩头楔键的钩头是为了便于拆卸的。

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图13-3 楔键联接

楔键联接的主要缺点是键楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜，因此楔键联接一般用于定心精度要求不高和低转速的场合。

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图13-4a所示为切向键。切向键是由一对楔键组成的，装配时将切向键沿轴的切线方向楔紧在轴与轮毂之间。切向键的上、下面为工作面，工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。用一对切向键时，只能单向传递转矩，当要双向传递转矩时，须采用两对互成120°分布的切向键（图13-4 b）。由于切向键对轴的强度削弱较大，因此常用于直径大于100mm的轴上。

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 a) b)

图13-4 切向键联接

四、 平键联接的选择与计算

设计键联接时，先根据工作要求选择键的类型，再根据装键处轴径d从标准（表13-1）中查取键的宽度b和高度h，并参照轮毂长度从标准中选取键的长度L，最

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后进行键联接的强度较核。

键的材料一般采用抗拉强度不低于600N/mm2的碳素钢。平键联接的主要失效形式是工作面的压溃，除非有严重的过载，一般不会出现键的剪断。因此，通常只按工作面上挤压应力进行强度校核计算。导向平键联接的主要失效形式是过度磨损，因此，一般按工作面上的压强进行条件性强度校核计算。

表13-1 普通平键和键槽的尺寸（参看图13-1） mm

轴的直径 d

键的尺寸

键 槽

轴的直径 d

键的尺寸

键 槽

b

h

L

t

t1

b

h

L

t

t1

>8 ~ 10

>10 ~ 12

>12 ~ 17

>17 ~ 22

>22 ~ 30

>30 ~ 38

3

4

5

6

8 10

3 4 5 6 7 8

6 ~ 36

8 ~ 45

10 ~ 56

14 ~ 70

18 ~ 90

22 ~110

18 25 30 35 40 50

14 18 23 28 33 33

>38 ~ 44

>44 ~ 50

>50 ~58

>58 ~ 65

>65 ~ 75

>75 ~ 85

12 14 16 18 20 22

8

9 10 11 12 14

28 ~ 140

36 ~ 160

45 ~ 180

50 ~ 200

56 ~ 220

63 ~ 250

50 55 60 70 75 90

33 38 43 44 49 54

L系列 6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200、250……

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注：在工作图中，轴槽深用（d - t）或t标注，毂槽深用（d + t1）或t1标注。



图13-5 平键上的受力

如图13-5所示，假定载荷在键的工作面上均匀分布，并假设kh/2。则普通平键联接的挤压强度条件为

（N/mm） （13-1）

对导向平键联接应限制压强p以避免过度

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磨损，即

（N/mm） （13-2）

上两式中：T——传递的转矩，Nmm；

d——轴径，mm；

h——键的高度，mm；

Lc——键的计算长度（对A型键，Lc=L-b），mm；

[p]和[p]分别为联接的许用挤压应力和许用压强，N/mm2，见表13-2。

表13-2 键联接的许用挤压应力和许用压强 N/mm2

许用值

轮毂材料

载 荷 性 质

[p]

静载荷

轻微冲击

冲击

钢

125 ~ 150

100 ~ 120

60 ~ 90

铸铁

70 ~ 80

50 ~ 60

30 ~ 45

[p]

钢

50

40

30

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在设计使用中若单个键的强度不够，可采用双键按180°对称布置。考虑载荷分布不均匀性，在强度校核中应按15个键进行计算。

§13-2 花键联接

如图13-6所示，花键联接是由周向均布多个键齿的花键轴与带有相应键齿槽的轮毂孔相配而成。花键齿的侧面为工作面，工作时有多个键齿同时传递转矩，所以花键联接的承载能力比平键联接高得多。花键联接的导向性好，齿根处的应力集中较小，适用于传递载荷大、定心精度要求高或者经常需要滑移的联接。

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花键按齿形可分为矩形花键（图13-6a）、渐开线花键（图13-6b）和三角形花键（图13-6c）。花键可用于静联接和动联接。花键已经标准化，例如矩形花键的齿数z、小径d、大径D、键宽B等可以根据轴径查标准选定，其强度计算方法与平键相似。花键的加工需要专用设备。



a) b) c)

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图13-6 花键联接

§13-3 成型联接

如图13-7所示，成型联接是由非圆剖面的轴与相应的轮毂孔构成的可拆联接。成型联接应力集中小，能传递大扭矩，装拆方便，但是加工工艺复杂，需要专用设备。

 

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a) b) c)

图13-7 成型联接

§13-4销联接

销联接主要用于固定零件之间的相对位置，并能传递较小的载荷，它还可以用于过载保护。按形状的不同，销可分为圆柱销、圆锥销和槽销等。

圆柱销如图13-8 a所示，靠过盈配合固定在销孔中，如果多次装拆，其定位精度会降低。圆锥销和销孔均有150的锥度（图13-8 b）。因此安装方便，定位精度高，多次装拆不影响定位精度。图13-8 c所示为端部带螺纹的圆锥销，它

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可用于盲孔或装拆困难的场合。图13-8 d所示为开尾圆锥销，它适用于有冲击、振动的场合。图13-8 e所示为槽销，槽销上有三条纵向沟槽，槽销压入销孔后，它的凹槽即产生收缩变形，借助材料的弹性而固定在销孔中。多用于传递载荷，对于振动载荷的联结也适用。销孔无需铰制，加工方便，可多次装拆。图13-8 f是圆管型弹簧圆柱销，在销打入销孔后，销由于弹性变形而挤紧在销孔中，可以承受冲击和变载荷。

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a) b) c) d)

 

e) f)

图13-8 销联接

本章要点

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1． 掌握键与花键联接的类型、结构、特点和应用。掌握键联接的类型和尺寸选择方法以及平键的强度计算方法。

2． 掌握销的基本类型、结构、特点、用途和选择方法。

习题

13-1 单键联接时如果强度不够应采取什么措施？若采用双键，对平键和楔键而言，分别应该如何布置？

13-2 平键和楔键的工作原理有何不同？

13-3 设计套筒联轴器与轴联接用的平键。已知轴径d=36mm，联轴器为铸铁材料，承受静载荷，套筒外径D=100m

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m。要求画出联接的结构图，并计算联接传递的转矩。

13-4 已知轴和带轮的材料分别为钢和铸铁，带轮与轴配合直径d=40mm，轮毂长度l=80mm，传递的功率为P=10kW，转速n=1000r/min，载荷性质为轻微冲击。1）试选择带轮与轴联接用的A型普通平键；2）按1：1比例绘制联接剖视图

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