键连接有哪些基本形式各有何特点(键联接及其分类)

键是一种标准零件,通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩,有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动导向。

键的联接按键的结构形式可分为:平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接四种形式。分别介绍如下:

1、平键联接

平键联接的工作原理: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,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(如图)。

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根据用途不同,平键可分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。其中普通平键和薄型平键用于静联接,导向平键和滑键用于动联接。薄型平键与普通平键的主要区别在于,薄型平键的高度约为普通平键的60%~70%,结构型式相同,但传递转矩的能力较低。薄型平键主要用于薄壁结构、空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。

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普通平键

导向平键

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滑键

1.1、普通平键

普通平键按构造分,有圆头(A型)、平头(B型)以及单圆头(C型)三种,其结构形式如下图所式:

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特点:A型平键的轴槽用端铣刀加工,键在槽中固定良好,但轴上槽引起的应力集中较大;B型平键的轴槽用盘铣刀加工,轴的应力集中较小;C型常用于轴端与毂类零件联接,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。

用途:应用最广,也适用于高精度、高速或承受变载、冲击的场合。

薄型平键与普通平键的主要区别是键的高度约为普通平键的60%~70%,结构型式相同,但传递转矩的能力较低。薄型平键主要用于薄壁结构、空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。

1.2、导向平键

当被联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。导向平键是一种较长的平键,结构型式如下图:

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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。

用途: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。

1.3、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。

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2、半圆键

半圆键联接如右下图所示。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。

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特点:工艺性较好,装配方便;但轴上槽较深对轴的强度削弱较大。

用途:一般用于轻载静联接,适用于轴的锥形端部与轮毂的联接。

3、楔键联接

特点: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。但使轴上零件与轴的配合产生偏心与偏斜。

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用途: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。有钩头的用于不能从另一端将键打出的场合。钩头供拆卸用,应注意加保护罩。

4、切向键联接

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。

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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联接。

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