項目六零件的連接任務二鍵連接和銷連接學習目標1.熟悉常用鍵連接和銷連接的類型及其應用；2.熟悉常用鍵連接和銷連接的規定畫法、標記；3.掌握平鍵連接的選用原則及強度條件。考核標準1.熟悉常用鍵連接和銷連接的應用場合并能夠看懂其制圖表達方法；2.會查表進行平鍵類型尺寸的選擇并根據強度公式進行鍵連接的強度校核。

（一）鍵聯接

1、鍵聯接的類型和應用

鍵是標準零件，通常用來實現軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉矩，還能實現軸上零件的軸向固定或軸向移動的導向。鍵聯接的主要類型有：平鍵聯接、半圓鍵聯接、楔鍵聯接和切向鍵聯接。平鍵聯接和半圓鍵聯接為松鍵聯接，楔鍵聯接和切向鍵聯接為緊鍵聯接。

松鍵聯接中，鍵的兩側面是工作面，工作時，靠鍵與鍵槽側面的擠壓來傳遞轉矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間留有間隙。對中性好，裝拆方便。

緊鍵聯接用于靜聯接，鍵上、下面是工作表面。1、鍵聯接的類型和應用（一）鍵聯接

（1）平鍵聯接

特點：平鍵聯接具有結構簡單、對中性好，裝拆方便等特點，因而得到廣泛應用。但平鍵聯接不能承受軸向力，因而對軸上的零件不能起到軸向固定的作用。

分類：按用途不同，平鍵可分為普通平鍵、導向平鍵和滑鍵三種。普通平鍵用于靜聯接，導向平鍵用于移動距離較小的動聯接，滑鍵用于移動距離較大的動聯接。

——普通平鍵（1）平鍵聯接

普通平鍵的類型標記示例：

圓頭平鍵軸上的鍵槽用端銑刀加工，鍵在槽中固定良好，但軸上鍵槽端部的應力集中較大。

平頭平鍵軸上的鍵槽用盤銑刀加工，應力集中較小，但鍵在軸上的軸向固定不好。

單圓頭平鍵常用于軸的端部聯接，軸上鍵槽常用端銑刀銑通。

——普通平鍵（1）平鍵聯接

普通平鍵的加工：

——導向平鍵

（1）平鍵聯接

當被聯接的輪轂類零件在工作過程中須在軸上作較小距離的軸向移動時，則采用導向平鍵。

導向平鍵較長，應用螺釘固定在軸上的鍵槽中,為了便于拆卸，鍵上制有起鍵螺孔,以便擰入螺釘使鍵退出鍵槽。軸上的傳動零件可沿鍵作軸向滑移，如變速箱中的滑移齒輪。

——滑鍵

（1）平鍵聯接

當軸上零件滑移距離較大時，因所需導向鍵的尺寸過大，制造困難，固采用滑鍵。滑鍵固定在輪轂上，輪轂帶動滑鍵在軸上的鍵槽中作軸向滑移。這樣只需在軸上銑出較長的鍵槽，而鍵可以做的較短。

（2）半圓鍵聯接

半圓鍵聯接如圖所示。半圓鍵能在軸的鍵槽內擺動，以適應輪轂鍵槽底面的斜度，特別適合錐形軸端的聯接。它的缺點是鍵槽對軸的削弱較大，只適合于輕載聯接。

（3）楔鍵聯接

楔鍵上、下面是工作表面，上表面有1:100的斜度，輪轂鍵槽底面也有1:100的斜度。裝配后，鍵的上下表面與輪轂和軸上鍵槽的底面壓緊，工作時靠工作表面的摩擦力傳遞轉矩，并能承受單向軸向力和起軸向固定作用。楔鍵分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵兩種。楔鍵聯接由于工作表面產生很大預緊力，軸和輪轂的配合產生偏心和偏斜。因此主要用于輪轂類零件的定心精度要求不高和低轉速的場合。（4）切向鍵聯接

切向鍵是由一對斜度為1：100的楔鍵組成的，如圖所示。裝配時，兩個鍵分別自輪轂兩端楔入，裝配后兩個相互平行的窄面是工作面，工作時依靠工作面的擠壓傳遞轉矩。一對切向鍵只能傳遞單向轉矩，當傳遞雙向轉矩時，應裝兩對相互成120°～130°的切向鍵。切向鍵能傳遞很大的轉矩，常用于重型機械。

（5）花鍵聯接

花鍵聯接由具有周向均勻分布的多個鍵齒的花鍵軸和具有同樣數目鍵槽的輪轂組成，如圖所示。

花鍵依靠鍵齒側面的擠壓傳遞轉矩，由于是多齒傳遞載荷，所以承載能力強。由于齒槽淺，故對軸的削弱小，應力集中小，且具有定心好和導向性能好等優點，但需要專用設備加工，生產成本高。應用：花鍵聯接適用于定心精度要求高、載荷大或經常滑移的聯接中。按齒形分為：矩形花鍵和漸開線花鍵

矩形花鍵齒形簡單，易于制造，應用廣泛。漸開線花鍵齒根厚，強度高，加工工藝性好，適用于載荷較大及尺寸較大的聯接。

（5）花鍵聯接

2、鍵連接的畫法與標注

常用的鍵有普通平鍵、半圓鍵和鉤頭楔鍵等。GB/T1096-2003鍵b×h×LGB/T1099-2003鍵b×h×LGB/T1099-2003鍵b×h×L普通平鍵半圓鍵鉤頭楔鍵（1）常用鍵的標記普通平鍵又有A型、B型和C型三種：圓頭A型普通平鍵連接在標記時，"A"字省略不注，但B型C型都需要標注。標記示例：（1）鍵16×100GB／T1096—2003表示圓頭普通平鍵（A型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（2）鍵B16×100GB／T1096—2003表示平頭普通平鍵（B型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（3）鍵C16×X100GB／T1096——2003表示單圓頭普通平鍵（C型）b—16mm，h—10mm，L—100mm（2）鍵的畫法與尺寸標注

鍵和鍵槽的尺寸可根據軸（轂）的直徑在相應的標準中查得，鍵的長度L應小于或等于轂的長度并取標準值，軸的鍵槽用軸的主視圖（局部剖視）和在鍵槽處的移出剖面表示。尺寸則要注鍵槽長度L、鍵槽寬度b和d-t1（t1是軸上的鍵槽深度）。齒輪的鍵槽采用全剖視及局部視圖表示。尺寸則應注b和d+t2（t2是齒輪輪轂的鍵槽深度）。b和t1、t2都可按軸徑由國標查出，鍵的長度L和寬度b要根據軸的直徑d和傳遞的扭矩大小從標準中選取適當值。（3）鍵連接的畫法1）常用鍵連接的畫法普通平鍵：側面為工作面，在工作中是接觸的，只畫一條線，鍵頂面與輪槽底面不接觸，畫兩條線，鍵底面與軸槽底面接觸，只畫一條線，鍵的倒角或圓角可省略不畫。

半圓鍵：與普通平鍵的連接相似勾頭楔鍵：鍵和槽在頂面、底面接觸，各畫一條線。

2）花鍵連接的畫法

對于外花鍵，在投影為非圓的外形視圖中，大徑用粗實線繪制，小徑用細實線繪制并要畫入倒角內；作長度終止線和尾部長度的末端均用細實線繪制，尾部畫成與軸線成30°的斜線；在剖視圖中，小徑應畫成粗實線。在垂直于軸線的視圖或斷面圖中，可畫出部分或全部齒形，也可只畫出大徑的粗實線圓和表示小徑的細實線圓，倒角圓省略不畫，如圖所示。對于內花鍵，在投影為非圓的剖視圖中，大徑、小徑均用粗實線繪制在投影為圓的視圖中，可畫出部分或全部齒形。花鍵連接用剖視圖表示時，其連接部分按外花鍵的規定畫法繪制，如圖所示。3、鍵連接的選擇和失效形式（1）鍵的類型選擇

選擇鍵的類型主要應考慮以下因素：傳遞轉矩大小；對中性要求；輪轂是否需要作軸向移動及滑移距離大小；鍵在軸的中部或端部等。

平鍵的主要尺寸為鍵寬、鍵高和鍵長。設計時，根據軸的直徑從標準中選擇平鍵的寬度和高度；鍵的長度略小于輪轂的長度（一般比輪轂長度短5～10），并符合標準中規定的長度系列。平鍵和鍵槽的尺寸見表6-5（2）平鍵連接的強度校核

受力情況:如圖所示，鍵受到剪切和擠壓作用。

主要失效形式:普通平鍵主要失效形式是鍵、軸和輪轂中強度較弱的工作表面被壓潰（靜聯接），通常只按工作面上的擠壓應力進行強度校核計算導向鍵和滑鍵主要失效形式是磨損（動聯接），通常按工作面上的壓力進行條件性的強度校核計算

T假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯接的強度條件為：導向平鍵聯接和滑鍵聯接的強度條件為：平鍵連接受力分析式中：

T－傳遞的轉矩（T=F×y≈F×d/2），單位為N?m；

k－鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，h為鍵的高度，單位為mm；

l－鍵的工作長度，圓頭平鍵l=L-b，平頭平鍵l=L，單圓頭平鍵l=L-b/2，L為鍵的長度，b為鍵的寬度，單位均為mm；d－軸的直徑，單位為mm；[σp]－鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應力，單位為MPa；[p]－鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用壓力，單位為MPa；

在進行強度計算校核后，如果強度不夠，可采用雙鍵聯接。這時一方面應考慮鍵的合理布置，即兩個平鍵最好布置在沿周向相隔180°；另一方面,應考慮兩個鍵上載荷分配的不均勻性,在進一步的強度校核中只按1.5個鍵計算。例：典型車輛減速器中有一直齒圓柱齒輪和軸的材料均為鍛鋼，用鍵構成靜聯接。齒輪的精度為７級，需傳遞轉矩T=2200N·m；軸徑d=70mm，查表得鍵的寬度b=20mm，高度d=12mm齒輪輪轂寬度為100mm，取鍵長L=90mm

任務實施----鍵連接的強度校核

根據鍵、軸和輪轂的材料查得許用擠壓應力[σp]，鍵的工作長度l=L-b，,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h，由擠壓應力計算公式可得：若σp

則強度滿足要求。鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表可查得許用擠壓應力[σp]=100-120MPa，取其平均值[σp]=110MPa。鍵的工作長度l=L-b=90-20=70mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×12=6mm。

由擠壓應力計算公式可得可見聯接的擠壓強度不夠。考慮到相差較大，因此改用雙鍵，相隔180°布置。雙鍵的工作長度l=1.5×70mm=105mm,由擠壓應力計算公式可得（二）銷聯接

用途：固定零件間的相互位置，并可傳遞不大的轉矩，也可作為安全裝置中的過載剪斷元件。分類：按銷的形狀不同，可分為圓柱銷和圓錐銷。圓柱銷利用過盈配合固定，多次拆卸會降低定位精度和可靠性。圓錐銷常用的錐度為1:50，裝配方便，定位精度高，多次拆卸不會影響定位精度。

1、銷連接的類型與應用

銷是標準件，銷的材料一般采用Q235、35鋼和45鋼。銷的種類有很多。根據用途不同銷可分為以下三種類型，如圖所示。a、定位銷。用來固定零件之間的相對位置。通常不承受載荷或承受很小的載荷，根據經驗從標準中選取類型和尺寸即可，但同一接合面上的定位銷數目不得少于兩個，否則起不到定位的作用。（a）定位銷（b）連接銷（c）安全銷b、連接銷。起連接作用，以傳遞橫向力或轉矩。承受剪切和擠壓等載荷的作用，一般先根據使用和結構要求選擇其類型和尺寸，然后校核其強度。c、安全銷。作為安全過載切斷零件，是安全裝置中的重要元件，其尺寸需按過載時被剪斷的條件決定。這三種銷中圓柱銷和圓錐銷是銷的兩種基本類型，且均已標準化。（1）圓柱銷

圓柱銷主要用于定位，也可用于連接，只能傳遞不大的載荷，利用少量過盈固定在銷孔中，對銷孔的尺寸、形狀，表面粗糙度等要求較高，銷孔在裝配前須鉸削。通常被連接件的兩孔應同時鉆鉸，孔壁的粗糙度不大于Ra0.6μm。裝配時，在銷上涂上潤滑油，用銅棒將銷打入孔中。經過多次裝拆后，連接的緊固性及精度會降低，故只宜用于不常拆卸處。圓錐銷有1︰50的錐度，其小端直徑為標準值。圓錐銷主要用于定位，也可固定零件，傳遞動力。裝拆比圓柱銷方便，多次裝拆對連接的緊固性及定位精度影響較小，因此應用廣泛。在受橫向力時，可以自鎖，安裝方便，定位精度比圓柱銷高，可多次裝拆，不影響定位精度，應用較廣。

（2）圓錐銷（3）開口銷開口銷是一種防松零件，常用來防止螺母松動或固定其他零件，與六角開槽螺母（GB／T6178—1986）配合使用，把開口銷穿過螺母的凹槽和螺栓的銷孔，最后將開口銷的長、短兩尾板開，從而固定螺母和螺栓的相對位置，使螺母不能轉動而起到防松的作用。2、常用銷連接的畫法及標注

（1）常用銷的簡圖和標記見表6-6（2）常用銷連接的畫法和標注見圖6-25

圓柱銷和圓錐銷的畫法與一般零件相同。畫軸上的銷連接時，通常對軸采用局部剖，表示銷和軸之間的配合關系；在剖視圖中，當剖切平面通過銷的軸線時，按不剖處理；開口銷常與槽形螺母配合使用，它穿過螺母上的槽和螺桿上的孔以防止螺母松動；用圓柱銷和圓錐銷連接零件時，裝配要求較高，被連接零件的銷孔一般在裝配時同時加工，并在零件圖上注明“與××件配作”，各種銷連接畫法如圖所示。拓展知識

花鍵按其齒形不同，可分為矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵三種1、矩形花鍵矩形花鍵的齒側為直線，按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標準中規定了兩個系列，即輕系列和中系列。輕系列的承載能力較小，多用于靜連接或輕載連接；中系列用于中等載荷的連接。矩形花鍵的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內花鍵的小徑為配合面。其特點是定心精度高，定心的穩定性好，能用磨削的方法消除熱處理引起的變形。矩形花鍵聯接是應用最為廣泛的花鍵聯接2、漸開線花鍵

漸開線花鍵的齒廓為漸開線，分度圓壓力角α有30°及45°兩種，齒頂高分別為0.5m和0.4m（m為模數）。