键联接的功能、分类及应用详解

键是一种标准件，通常用来联接轴与轴上的回转零件（如齿轮、带轮等）或摆动零件，起周向固定的作用，以便传递扭矩；有的键还可用于轴上零件的轴向固定或作为轴向移动导向装置。键联接具有结构简单、联接可靠、装拆方便及成本低等特点。

键联接主要有平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等类型。

（1）平键联接

平键的横截面是矩形或正方形，键的两个侧面是工作面，键的顶面与轮毂上键槽的底面则留有间隙，工作时靠键与键槽侧面的相互挤压传递转矩（见图5.4（a））。平键联接具有结构简单、装拆方便、轴与轴上零件对中较好等优点，应用十分广泛，但不能承受轴向力。平键联接按用途，可分为普通平键、薄型平键、导向平键及滑键。

图5.4　普通平键联接

1）普通平键

普通平键用于静联接。按其端部形状的不同分为A 型（圆头）、B 型（平头）和C 型（半圆头），如图5.4（b）、（c）、（d）所示。A 型和B 型键一般用于轴的中部，C 型键用于轴端。使用A 型和C 型键时，相对应的轴上键槽采用指状铣刀加工，因此，键在键槽中的轴向固定好，应用较广，但键槽两端的应力集中较大。使用B 型键时，相对应的轴上键槽采用盘铣刀加工，因此，轴的应力集中小。

2）导向平键

导向平键（见图5.5）用于轴上零件轴向移动量不大的动联接，如变速箱中的滑移齿轮与轴的链接。它是加长的普通平键，用螺钉固定在轴上的键槽中。为装拆方便，在导向平键制有起键螺孔。

图5.5　导向平键联接

3）滑键

滑键固定在轮毂上，与轮毂一起可沿轴上键槽滑移（见图5.6）。它适用于轴上零件轴向移动量较大的动联接。

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图5.6　滑键联接

（2）半圆键联接

图5.7　半圆键联接

如图5.7 所示为半圆键联接。它以两侧面为工作面，与平键一样具有定心较好的优点。半圆键能在轴槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便。它的缺点是键槽对轴的削弱较大，一般用于轻载静联接，尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接。当需用两个半圆键时，两键槽应位于轴的同一母线上。

（3）楔键联接

楔键联接如图5.8 所示。楔键的上下面是工作面，键的上表面与轮毂键槽的底面均有1∶100 的斜度，装配后，键的上下表面分别与轮毂和轴的槽底面压紧。工作时，靠键、轮毂、轴之间接触面的摩擦力传递扭矩，同时还可承受单向的轴向载荷，对轮毂起到单向的轴向定位作用。由于装配时破坏了轴与轮毂的对中性，又是靠摩擦力工作，故轴与轮毂孔易产生偏心和偏斜，且在冲击、振动或变载荷作用时键易松动。因此，楔键联接主要用于对中性要求不高、载荷平稳和低速场合，如农用、建筑机械等。

楔键分为普通楔键和钩头楔键。普通楔键有圆头、平头和半圆头3 种形式。装配时，圆头楔键要首先放入轴槽中，然后打紧轮毂（见图5.8（a））；平头、半圆头和钩头楔键则在轮毂装配好后才将键放入键槽中并打紧（见图5.8（b））。

图5.8　楔键联接

（4）切向键联接

切向键联接如图5.9 所示。切向键由两个普通楔键组成。切向键的工作面是两个楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面，被联接的轴和轮毂上都制有相应的键槽。装配时，把一对楔键分别从轮毂两端打入，拼合而成的切向键就沿轴的切线方向楔紧在轴与轮毂之间。工作时，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递扭矩。采用一组切向键只能传递单方向的转矩，传递双方向转矩时，须用两组切向键，为了不至于严重地削弱轴与轮毂的强度，两键应相隔120°～130°。切向键也能承受单向的轴向力。

图5.9　切向键联接

切向键能传递很大的转矩，但键槽对轴的削弱较大，同时切向键也会使轴上零件与轴的配合偏心，因而切向键常用于直径大于100 mm、对中性要求不高的场合，如重型及矿山机械。