如何选择适合键连接的依据？

已知轴的基本工作条件和轴的直径，如何确定键的尺寸参数呢？

一、键连接的选择依据

键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。

（一）键的类型选择

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，具体应考虑以下因素：对中性要求；传递转矩的大小；轮毂是否需要沿轴向移动及移动距离的大小；键的位置是在轴的中部还是端部等。

（二）键的尺寸选择

键是标准件，可以根据轴的直径d从相应标准中查得相关尺寸，确定键的具体参数。

以平键为例，平键的主要尺寸参数包括：键的宽度b、高度h和长度L，如图5－2－2所示。

图5－2－2　平键的主要尺寸图

根据轴的直径d可从标准中（见表5－2－2）选择键的宽度b和高度h。

键的长度L可根据轮毂长度确定，键长应比轮毂长度短5～10mm，并符合标准中规定的长度系列。

导向平键的键长则按轮毂长度及轴上零件的滑动距离而定，所选键长亦应符合标准规定的长度系列。

表5－2－2　普通平键的主要尺寸　mm

续表

二、键的标记

普通平键为标准件，其标记示例如表5－2－3所示。

表5－2－3　键的标记示例

做一做

任务5.2中安装齿轮处的轴的直径d＝70mm，齿轮轮毂长度L＝100mm，试选择轴与齿轮连接键的尺寸大小，包括键的宽度b和高度h。其中键长应比轮毂宽度小一些，并对该键进行标记。

花键连接

花键连接是轴和轮毂周向均匀分布的多个键齿构成的连接，它由轴上的外花键和毂孔的内花键组成，工作时靠键的侧面互相挤压传递转矩。花键连接多用于载荷较大、定心精度要求较高的连接中，如汽车、机床、飞机等机器。(www.xing528.com)

（一）花键连接的特点

与平键连接相比，花键连接的优点：

（1）轴上零件与轴的对中性好；

（2）导向性好；

（3）对轴的削弱程度较轻；

（4）齿根应力集中小，承载能力强。

花键连接的缺点：花键连接的加工需专用设备，精度要求和制造成本均较高。

（二）花键连接的类型

根据齿形不同，花键可分为矩形花键和渐开线花键两种。

1.矩形花键

如图5－2－3所示，矩形花键的键数通常为偶数，按其传递转矩的大小，有轻系列和中系列两个尺寸系列。轻系列花键的承载能力较小，多用于静连接和轻载连接；中系列适用于载荷较大的静连接或动连接。

图5－2－3　矩形花键

矩形花键采用内径定心方式，即外花键和内花键的小径d为配合面。其特点是定心精度高，定心稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。矩形花键连接应用广泛。

2.渐开线花键

图5－2－4所示为渐开线花键。渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角有30°和45°两种。渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，制造精度较高，应力集中小，易于定心，当传递的转矩较大且轴径也较大时，宜采用渐开线花键连接。

图5－2－4　渐开线花键

渐开线花键的定心方式为齿形定心。当键齿受载时，齿上的径向力能起到自动定心作用，有利于各齿均匀承载。

（三）花键的标记

花键已标准化，其标记为：N（键数）×d（小径）×D（大径）×B（键宽）。

花键的选用方法和强度验算方法与平键连接相类似，可参见有关的《机械设计手册》。