键连接

键连接的类型及结构

键主要是用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递运动和转矩。有些类型的键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。键连接是可拆连接，键是标准件，设计时可按工作要求选用适当的类型和尺寸，必要时进行强度校核计算。

键连接根据装配形式的不同可分为松连接和紧连接两大类。松连接是指靠键的侧面挤压进行工作的连接方式，工程上应用比较广泛。紧连接是指靠键的上下表面与毂孔及轴槽之间楔紧产生的摩擦里传递转矩的连接方式。紧连接因轴与孔的对中性比较差，有偏心，所以不宜用于高速及精度要求较高的连接。

常见键连接的简单介绍

键是标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键等。

1、平键连接属于松连接。平键的两侧面是工作面，平键的上表面与轮毂键槽的底面有间隙，靠键与槽的挤压和键的剪切传递转矩。

普通平键根据端部形状的不同又分为A型（圆头）、B型（平头）、C型单圆头。

A型平键（圆头平键）连接：轴上的槽用指形铣刀加工，键在槽中固定良好，但轴上键槽端部的应力集中较大，降低了轴的疲劳强度。又应A型平键的端部圆头与轮毂上的键槽不接触，不能承载，故对窄轮毂的承载能力影响较大。

B型平键连接：轴上的轴槽用盘形铣刀加工，由于盘形铣刀的圆角半径大，因此轴向定位效果不好，但是对轴槽的应力集中较小。

C型平键连接常用于轴端。

导向平键和滑键

导向平键和滑键属于松连接，又属于动连接。主要运动在传动零件在工作时需要作轴向移动的场合，例如变速箱中的滑移齿轮。导向平键连接是指键用螺钉固定在轴槽中，键不动，轮毂轴向移动的连接。滑键连接是指键固定在毂槽中，轴上键槽较长，工作时轮毂与滑键一起在轴槽上滑动的连接。

平键连接具有定心性较好、装拆方便、制造容易、作用可靠的特点。多用于高精度连接，但只能做圆周方向固定，不能承受轴向力。

2、半圆键连接

半圆键连接属于松连接，同时又属于静连接，常用于锥形轴与轮毂的连接。半圆键的工作面为两侧面，靠侧面的挤压来传递转矩，它与平键一样具有装配方便的优点。半圆键能在轴中绕几何中心摆动，对中性好。因其键槽对轴的强度削弱较大，所以只适用于轻载连接。

3、楔键连接

楔键连接属于紧连接，只能用于静连接。楔键的上、下两面为工作面，靠键的上下表面与毂孔及轴槽之间楔紧产生的摩擦力传递转矩，并可传递小部分单向轴向力。键的上表面和轮毂键槽的底面均有1：100的斜度，把楔键打入轴和毂槽内时，其工作面上产生很大的预紧力。当需要两个楔键同时使用时，其安装位置最好相隔90~120°。

楔键分为普通楔键和钩头楔键两种。普通楔键又有圆头、方头和单圆头三种。钩头楔键只用于轴端连接，且为了安全起见要罩住。如果中间使用，则键槽应比键长一杯才能装入。

由于楔键打入时，迫使轴和轮毂产生偏心，因此楔键仅适用于定心要求不高、载荷平稳（变载荷时容易松动）和低速的连接。

4、切向键

切向键连接是由一对斜度为1：100的楔键组成，靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递转矩，常用与重型机械中。装配时将两键楔紧，这样两个楔键组合体上、下表面便形成相互平行的两个平面，这两个平面就是工作面。一个切向键连接只能单向传动，当双向传递转矩时，需要用两对切向键并按120~130°分布，以便不严重削弱轴与轮毂的强度。因键槽对轴削弱较大，因此适用于轴径大于100mm的轴，且对中要求不高的场合。

键的设计要点及其注意事项

1、平键连接的失效形式：侧面压溃、键的剪断（静连接）和磨损（动连接）。其中压溃和磨损是主要失效形式。

2、键的选用包括类型的选用和规格尺寸的选用，然后在进行强度验算。

3、类型选用可根据轴和轮毂的结构特点、使用要求和工作条件来确定。

选择时应考虑传递转矩的大小、连接的对中性要求、是否要求轴上固定、轴上的零件是否需要沿轴滑动等。如果需要沿轴向滑动，还应考虑滑动距离的长短以及键在轴上的位置（在轴的中部还是端部）等。

4、键的规格尺寸的选用则根据轴的直径d按标准确定键宽b和键高h。

键的长度L可参照轮毂长度或轴段长度从标准中选取，即由键所在的阶梯轴的轴段长度减掉3~8mm，使键槽离开阶梯轴的直径变化处，以避免该截面产生过大的应力集中。

5、强度校核

根据公式核算键的抗压强度和抗剪强度，如果强度不够，可采用双键连接。若采用双键连接，两个键应按180°布置以使受力均匀。考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核时可按1.5个键计算。如果选用双键后强度仍不够，可考虑增大轴径，或改选键的类型，或增大键长，但轮毂太长受力会不均匀，因此，最好的办法是改用花键连接。

6、装配图中键的标记方法：

由键的类型（A、B、C型，无表示A型），键宽x键长，国标代号。

标记示例：键 10x25 GB/T1096-2003

键10x25表示：A型普通平键（圆头普通平键），键宽b=10mm，键长（注：总长（含半圆））L=25mm，GB/T 1096-2003为国标代号。

对于同一尺寸的平头普通平键（B型）或单圆头普通平键（C型）的标记方法如下：

键 B10x25 GB/T 1096-2003；

键 C10x25 GB/T 1096-2003。

7、薄型平键与普通平键的主要区别是其键高h约为普通平键的60%~70%，同样分为A型（圆头）、B型（平头）、C型（单圆头）三种结构形式，但传递转矩的能力较低，常用与薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的连接。

8、圆头薄型平键（A型），b=18mm，h=7mm，L=110的标记示例：

键 18x7x110 CB/T 1567-1979；

对于同一尺寸的平头薄型平键（B型）或单圆头薄型平键（C型）的标记方法如下：

键B18x7x110 GB/T 1567-1979；

键C18x7x110 GB/T 1567-1979；

9、导向平键

标记示例：

圆头导向平键（A型），b=16，h=10，L=100

标记为：键16x100 GB/T 1097；

方头导向平键（B型），b=16，h=10，L=100

标记为：键B16x100 GB/T 1097；

10、半圆键

标记示例：

半圆键 b=8，h=11，d1=28的标记：

键 8x11x28 GB/T 1099-1979；

11、楔键

标记示例：

圆头普通楔键（A型），b=16，h=10，L=100的标记：

键16x100 GB/T 1564；

对于同一尺寸的平头普通楔键（B型）或单圆头普通楔键（C型），标记：

键B16x100 GB/T 1564；

键C16x100 GB/T 1564；

钩头楔键，b=16，h=10，L=100的标记：

键16x100 GB/T 15659；

12、切向键

标记示例：

一对切向键，厚度t=8，计算宽度b=24，长度L=10的标记：

键8x24x100 GB/T 1974

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