1.键定义

  机械连接中用于圆周方向传递运动和扭矩、实现轴向固定传递轴向力以及实现轴向动连接的机械元件。

2.常用材质

a.碳素钢

  具有较高的强度和硬度以及耐磨性,加工性能好,通用性强方便取材。适用于一般机械传动连接,中等载荷且对材质没有特殊要求的场合。(常用:45号)

b.合金钢

  具有更高的强度和硬度以及耐磨性耐腐蚀性,可用于高转速、高扭矩、高温高腐蚀的场合。(常用:40Cr、钛合金)

c.不锈钢

  不易生锈,耐腐蚀耐高温能力强,用于腐蚀性强或对材质有要求的场合。

3.主要用途分类及应用

(1)传递圆周运动和扭矩

A.平键/薄型平键

  键的侧面为工作面,靠侧面传力,对中性好,装拆方便。无法实现轴上零件的轴向固定。定位精度较高,用于高速或承受冲击、变载荷的轴。薄型平键用于薄壁结构和传递转矩较小的地方。

a.A型键:用端铣刀加工轴上键槽,两侧根据键形状加工成圆弧形,可嵌入键槽中,在槽中固定好由于利用端面铣刀加工,加工时快速的纵向和横向进刀,零件表面发生急剧变化,所以局部应力集中较大。(所谓的应力集中指的是零件内部应力不均匀,造成原因与键类型无关,由加工方式决定。局部应力过大,会缩短零件使用寿命)

b.B型键:利用卧式铣床搭配盘铣刀加工,单方向铣削,可控制进刀量,应力集中较少。但是由于盘铣刀为圆形,键槽两端无法根据B型键形状加工成方形,实际加工为圆弧形。所以键装入键槽,键的轴向固定能力弱,在实际使用中需要借助螺栓顶压固定。

c.C型键:与A型键相似,键一端为圆弧,一端为平。加工方式与A型一样,一般用于轴端,轴身较短需要选用长键提供足够扭矩时。

B.半圆键(月牙键)

  键的侧面为工作面,靠侧面传力,键可在轴槽中沿槽底圆弧滑动,可在键槽中转动适应键槽且装拆方便但要加长键时,必定使键槽加深使轴强度削弱 一般用于轻载负荷小且传动比较大的传动系统。由于其可绕圆心转动,特别适用于带锥度的轴上。实际使用中可做双半圆键设计,以提高负载能力,2个键槽同轴线布置。半圆键键槽的加工可使用立式或卧式铣床搭配半圆键槽铣刀加工。

(2)传递圆周运动和扭矩的同时可抵抗轴向力

A.楔键/薄型楔键/钩头楔键(与平键一样分A、B、C型)

  键的上下面为工作面,键的上表面和毂槽都有1:100的斜度,装配时需打入、楔紧、造成偏心,键的上、下两面与轴和轮毂相接触。对轴上零件有轴向固定作用。由于楔紧力的作用使轴上零件偏心,导致对中精度不高,转速也受到限制。钩头供装拆用,但应加保护罩

B.切向键

机械键分类——一文精通常用键知识!

  由两个斜度为1:100的楔键组成。能传递较大的转矩,一对切向键只能传递一个方向的转矩,传递双向转矩时,要用两对切向键,互成120°-135°,用于载荷大、对中要求不高的场合。键槽对轴的削弱大,常用于直径大于100mm的轴

(3)传递圆周运动和扭矩的同时实现轴向动连接

A.导向平键(键不动,轴上零件以键为导向移动)

  键的侧面为工作面,靠侧面传力,对中性好,拆装方便。无轴向固定作用。 用螺栓把键固定在轴上,中间的螺纹孔用于起出键。用于轴上零件沿轴移动量不大的场合,如变速箱中的滑移齿轮

B.滑键(轴上零件和键一起以键槽为导向移动)

  键的侧面为工作面,靠侧面传力,对中性好,拆装方便。键固定在轮毂上,轴上零件能带着键作轴向移动,用于轴上零件移动量较大的地方

C.花键

  花键连接为多齿工作,承载能力高,对中性、导向性好,齿根较浅,应力集中较小,轴与毂强度削弱小

a.矩形花键

  矩形花键加工方便,可通过铣削、滚削、拉、插削等方式加工,并且磨削加工后可获得较高的精度。标准中规定两个系列:轻系列,用于载荷较轻的静连接;中系列,用于中等载荷应用广泛如飞机、汽车、拖拉机、机床制造业、农业机械及一般机械传动装置等

b.渐开线花键

  渐开线花键的齿廓为渐开线,受载时齿上有径向力,能起自动定心作用,使各齿受力均匀,强度高、寿命长。加工工艺与齿轮相同,易获得较高精度和互换性

  渐开线花键标准压力角α有30°、37.5°、45°三种用于载荷较大,定心精度要求较高,以及尺寸较大的连接

D.其他类型键

a.端面键

  在圆盘端面嵌入平键,可用于凸缘间传力,常用于铣床主轴,用于定位和传递扭矩。

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