第六章

本章内容

实现轴与轮毂之间的周向固定并传递转矩常用的键连接，也称为轴毂连接。

本章学习目标

1、掌握各类键连接的工作原理、结构形式和适用场合。

2、掌握平键连接的剖面尺寸和长度确定的方法。

3、掌握平键连接的失效形式及强度校核的方法。

本章重点和难点

一、键连接的功能、分类、结构型式及应用

键主要用于轴和轮毂零件，实现周向固定以传递转矩的轴毂连接。

有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。

类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。

1、平键连接

工作原理：平键的下半部分装在轴上的键槽中，上半部分装在轮毂的键槽中。键的顶面与轮毂之间有少量间隙，平键靠侧面传递扭矩。轮毂与轴通过圆柱表面配合实现轮毂中心与轴心的对中。

特点：定心好、装拆方便，但不能承受轴向力，对轴上零件起不到轴向固定作用。应用最广，也适用于高精度、高速或承受变载、冲击的场合。

种类：普通平键、导向平键和滑键

普通平键用于静连接 导向平键和滑键用于动连接。

1) 普通平键

按构造分：圆头（Ａ型）、平头（Ｂ型）以及单圆头（Ｃ型）

圆头(A型)：用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。

平头(B型)：用盘铣刀加工，键在轴向无定位，常用螺钉固定，轴的应力集中小。

单圆头(C型)：常用于轴端与毂类零件轴端连接，与A型平键一样，其圆头部分的侧面与键槽并不接触，未能充分利用。

 2) 导向平键

导向平键是一种较长的平键，当被连接的毂类零件在工作中必须在轴上作轴向移动时，则可采用导向平键。

特点：键用螺钉固定在轴上，键与轮毂键槽为间隙配合，轴上零件能做轴向移动。为了拆卸键的方便，设有起键螺钉孔，以便拧入螺钉使键退出键槽。

应用：用于轴上零件轴向移动量不大的场合，如变速箱中的滑移齿轮

3）滑键

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。

特点：滑键固定在轮毂上，轴上零件带键在轴上的键槽中作轴向移动。

应用：用于轴上零件轴向移动量较大的场合。

2、半圆键连接

工作原理：半圆键用圆钢切制或冲压后磨削制成，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。半圆键工作时，靠侧面来传递转矩。

特点：工艺性较好，装配方便；但轴上键槽较深对轴的强度削弱较大。

应用：一般用于轻载静连接，适用于轴的锥形端部与轮毂的连接。

3、楔键连接

工作原理：楔键的上下两面是工作面。键的上表面和毂槽的底面各有1：100的斜度，装配时需打入，靠楔紧作用传递转矩；能轴向固定零件和传递单方向的轴向力。

特点：使轴上零件与轴的配合产生偏心与偏斜。变载下易松动。

应用：用于精度要求不高、转速较低时传递较大的、双向的或有振动的转矩。

4、切向键连接

特点：由两个斜度为1：100的楔键组成。其上下两面（窄面）为工作面，其中之一面在通过轴心线的平面内。工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。

应用：用于载荷很大，对中要求不严的场合。由于键槽对轴削弱较大，常用于直径大于100mm的轴上。如大型带轮及飞轮，矿用大型绞车的卷筒及齿轮等与轴的连接。

二、键的选择和键连接强度计算

键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。

键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；

键的尺寸则按符合标准规格的强度要求来选定。

键的主要尺寸为其截面尺寸（一般以键宽b×键高h表示）与长度L。

键的截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。

键的长度L一般可按轮毂的长度而定,即键长等于或略小于轮毂的长度；而导向平键的长度则按零件所需滑动的距离而定。

重要的键连接在选出键的类型和尺寸后，还应进行强度校核计算。

键的主要失效形式：压溃（静连接，键、轴、毂中较弱者）、磨损（动连接）

1)平键连接的强度

说明：

强度不够，采用两个键，载荷按1.5个键来计算。

如采用两个平键，沿圆周相隔180°

如采用两个半圆键，布置在同一母线上

如采用两个楔键，沿圆周相隔90°～120°

另外，如果轮毂允许加长，可相应增加键的长度以提高键连接的承载能力,但一般不宜超过(1.6～1.8)d。

本章学习时间：建议2小时。