花键连接的类型、结构和特点-优化版

按齿形不同，花键可以分为矩形花键和渐开线花键。

1）矩形花键连接

图8-10所示的是矩形花键连接，键齿的两个侧面为平面，形状较为简单，加工方便。花键通常要进行热处理，表面硬度应高于40HRC。矩形花键连接的定心方式为小径定心，外花键和内花键的小径为配合面。由于制造时轴和毂上的接合面都要经过磨削，因此能消除热处理引起的变形，具有定心精度高、定心稳定性好、应力集中较小、承载能力较大的特点，故应用广泛。

根据花键的齿数和齿高的不同，矩形花键的齿形尺寸分为轻、中两个系列。轻系列承载能力较小，一般用于轻载连接或静连接；中系列用于中等载荷的连接。

图8-10　矩形花键连接

2）渐开线花键连接

图8-11所示的是渐开线花键连接。渐开线花键的齿廓为渐开线，与渐开线齿轮相比，主要有三点不同：(www.xing528.com)

（1）压力角不同，渐开线花键的分度圆压力角有30°（图8-11a）、37.5°和45°（图8-11b）三种，压力角为30°和37.5°的模数范围为0.5～10 mm，压力角为45°的模数范围为0.25～2.5 mm。

（2）键齿较短，齿根较宽，三种压力角对应的齿顶高系数分别为0.5、0.45和0.4。

（3）不产生根切的最少齿数较少，渐开线花键不产生根切的最少齿数zmin=4。

图8-11　渐开线花键连接

渐开线花键的制造工艺与齿轮制造工艺相同，齿根有平齿根和圆齿根两种。为了便于加工，一般选用平齿根，但圆齿根有利于减小应力集中和减少淬火裂纹的产生。渐开线花键的主要特点是：①工艺性较好，制造精度较高；②花键齿的齿根强度高、应力集中小，故承载能力大、使用寿命长；③定心精度高，渐开线花键的定心方式为齿形定心，当键齿受载时，在齿面压力的作用下能自动平衡定心，有利于各齿均匀承载。因此，渐开线花键常用于载荷较大、尺寸也较大的连接。

压力角为30°的渐开线花键适用于传递运动和动力，可用于动连接和静连接，应用广泛。压力角为45°的渐开线花键，由于齿形钝而短，齿的工作面高度较小，故承载能力较低，但对连接件的强度削弱较小，多用于较轻载荷、较小直径的静连接，特别适用于薄壁零件的轴毂连接。