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机械设计：和轴承小白一起学习键联接和销联接的选择、强度计算

今天和大家分享机械设计：和轴承小白一起学习键联接和销联接的选择、强度计算，作为一个基础的零件装配连接方式，键联接和销联接在机械设计中是一种常用的联接方式，虽然东西小，但是作用很强大，从选型到强度计算都不可马虎对待，特别是在一些高强度的场合键和销更是有这不可替代的作用，100唯尔教育网小编就详细讲解键和销的联接知识，可以给大家在设计时提供相关参考。

键连接

键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动和扭矩，楔键还可以起单向轴向固定零件。而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。用键将轴与带毂零件联成一体的可拆联接，是轴与齿轮或轴与带轮之间常用的联接方式。键是标准件，安放在轴与轮毂的键槽中，分为平键、半圆键和斜键3类。

键联接的选择

键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联接的结构特点、使用要求和工作条件来选择;键的尺寸则按符合标准规格的强度要求来选定。键的主要尺寸为其截面尺寸(一般以键宽b×键高h表示)与长度L。键的截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。键的长度L一般可按轮毂的长度而定,即键长等于或略小于轮毂的长度;而导向平键的长度则按零件所需滑动的距离而定。重要的键联接在选出键的类型和尺寸后，还应进行强度校核计算。

普通平键和普通楔键的主要尺寸见下表，所选定的键长应符合标准规定的长度系列。

平键联接的强度计算

平键联接传递转矩时，联接中各零件的受力如图所示。对于采用常见的材料组合和按标准选取尺寸的普通平键联接，其主要失效是工作面被压溃，而一般不会出现键的剪断。因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。对于导向键联接和滑键联接，其主要失效形式是工作面的过度磨损。因此，通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。

式中：

T-传递的转矩(T=F×y≈F×d/2)，单位为N·m;

k-键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度，单位为mm;

l-键的工作长度，圆头平键l=L-b，平头平键l=L，单圆头平键l=L-b/2，L为键的长度，b为键的宽度，单位均为mm;

d-轴的直径，单位为mm;

[σp]-键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为MPa;

[p]-键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力，单位为MPa;

在进行强度计算校核后，如果强度不够，可采用双键联接。这时一方面应考虑键的合理布置，即两个

平键最好布置在沿周向相隔180°;另一方面,应考虑两个键上载荷分配的不均匀性，在进一步的强度校核中只按1.5个键计算。

键联接装配要点

1平键与固定键的键槽两侧面应均匀接触，其配合面间不得有间隙。

2间隙配合的键(或花键)装配后，相对运动的零件沿着轴向移动时，不得有松紧不均现象。

3钩头键、锲键装配后其接触面积应不小于工作面积的70%，且不接触部分不得集中于一处;外露部分的长度应为斜面长度的10%~15%。

销联接

销是标准件，可用来作为定位零件，用以确定零件间的相互位置；也可起联接作用，以传递横向力或转矩；或作为安全装置中的过载切断零件吗，以传递横向力或转矩；或作为安全装置中的过载切断零件。。销可以分为圆柱销、圆锥销和异形销等。圆柱销依靠少量过盈固定在孔中，对销孔的尺寸，形状，表面粗糙度等要求较高，销孔在装配前须铰削。通常被连接件的两孔应同时钻铰，孔壁的粗糙度不大于Ra0.6μm。装配时，在销上涂上润滑油，用铜棒将销打入孔中。

常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销等。下表是常见销的简图和标柱示例。

名称	简　　图	标记示例
圆柱销 GB119-86		销 GB119-86 A8x30 表示公称直径d=8，长度l=30的A型圆柱销
圆锥销 GB117-86		销 GB117-86 A12x60 表示公称直径d=12，长度l=60的A型圆锥销
开口销 GB91-86		销 GB91-86 5x50 表示公称直径d=5，长度l=50的开口销

１.圆柱销和圆锥销主要用于定位和连接。在使用时，圆柱销和圆锥销的销孔必须经铰制。装配时要把被连接的两个零件装在一起钻孔和铰孔，以保证两个零件的销孔严格对中，这一点应在零件图上加以说明。见下左图。（注意：当剖切平面通过销孔的轴线剖开时，销按不剖画出）

２.开口销连接主要用来防止松脱。见下右图。

销主要有以下功用：

1)用来固定零件之间的相对位置的销,称为定位销(图a)，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。定位销通常不受载荷或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径可按结构确定，数目一般不少于两个。销装入每一被联接件内的长度，约为销直径的1~2倍。

2)用于联接的销称为联接销(图b),可以用来传递不大的载荷。联接销的类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据联接的结构特点按经验或规范确定，必要时再按剪切和挤压强度条件进行校核计算。

3)销作为安全装置中的过载剪断元件时,称为安全销(图c)。安全销在机器过载时应被剪断，因此,销的直径应按过载时被剪断的条件确定。为了确保安全销被剪断而不提前发生挤压破坏，通常可在安全销上加一个销套。

圆锥销装配时，被连接件的两孔也应同时粘铰，但必须控制径、钻孔时按圆锥销小头直径选用钻头，用1：50锥度的铰刀铰孔。铰孔时用试装法控制孔径，以圆锥销自由插入全长的80%~85%为宜。然后用软锤敲入。敲入后销的大头可被连接件表面平齐。或露出不超过倒棱值。

拆卸带内螺纹的圆柱销和圆锥时，可用拔销器拔出，有螺尾的圆锥销可用螺母旋出，通孔中的圆锥可以从小头向外敲出。

销的材料

销的材料一般采用Q235、35钢和45钢。圆柱销是靠微量过盈固定在销孔中的，故不宜经常装拆，否则会降低定位精度和联接的可靠性。圆锥销有1：50的锥度，其小端直径为标准值。圆锥销易于安装，有可靠的自锁性能，定位精度高于圆柱销，且在同一销孔中经过多次装拆不会影响定位精度和联接的可靠性，所以应用较为广泛。圆柱销和圆锥销的销孔一般均需铰制。

销连接装配要点

1.定位销的端面一般应略高出零件表面，带螺尾的锥销装入相关零件后，其大端应沉入孔内。

2.开口销装入相关零件后，其尾部应分开60°一90°。

3.重要的圆锥销装配时应与孔进行涂色检查,其接触长度不应小于工作长度的60%,并应分布在接合面的两侧。