普通平键

第六章键、花键、无键连接和销连接

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一、填空题

1．键连接的主要类型有平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。

2．普通平键按构造分，有圆头（A型）、平头（B型）及单圆头（C型）三种。

3．平键连接的工作面是两侧面，依靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩；楔键连接的

工作面是键的上、下面，依靠键的楔紧作用来传递转矩。

4．普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，导向平键连接的主要失效形式是工

作面的过渡磨损。

5．在设计中进行键的选择时，键的截面尺寸根据轴的直径而定，而键的长度则根据轮

毂的长度而定。

二、单项选择题

1．键连接的主要用途是使轴和轮毂之间C。

A．沿轴向固定并传递轴向力B．沿轴向可作相对滑动并具有导向作用

C．沿周向固定并传递扭矩D．安装与拆卸方便

2．设计键连接时键的截面尺寸通常根据D按标准选择。

A．所传递转矩的大小B．所传递功率的大小

C．轮毂的长度D．轴的直径

3．在载荷性质相同时，导向平键连接的许用压力取得比普通平键连接的许用挤压应力

小，这是为了A。

A．减轻磨损B．减轻轮毂滑移时的阻力

C．补偿键磨损后强度的减弱D．增加导向的精度

4．设计键连接的几项主要内容是：a、按使用要求选择键的适当类型；b、按轮毂长度

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选择键的长度；c、按轴的直径选择键的剖面尺寸；d、对连接进行必要的强度校核。在

具体设计时，一般顺序是：C。

A．b→a→c→dB．b→c→a→dC．a→c→b→dD．c→d→b→a

5．平键连接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应D。

A．把键长L增大到1.5倍B．把键宽b增大到1.5倍

C．把键高h增大到1.5倍D．安装一对平键

6．普通平键连接的承载能力一般取决于D。

A．轮毂的挤压强度B．键工作表面的挤压强度

C．轴工作面的挤压强度D．上述三种零件中较弱材料的挤压强度

7．C型普通平键与轴连接，键的尺寸为b×h×L＝14×9×65，则键的工作长度为A。

A．58mmB．61mmC．65mmD．51mm

8．下面是几种普通平键连接的剖视面，其中B在结构上正确。

9．楔键连接的主要缺点是D

A.键的斜面加工困难B.键安装时易损坏

C.键楔紧后在轮毂中产生初应力D.轴和轴上零件对中性差

10．半圆键和切向键的应用场合是B。

A．前者多用来传递较大扭矩，后者多用来传递较小扭矩

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B．前者多用来传递较小扭矩，后者多用来传递较大扭矩

C．各种大小扭矩均可传递

11．常用来制造键的材料是B。

A．低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.合金钢

12.轴的键槽通常是由D加工而得到的。

A.插削B.拉削C.钻及铰D.铣削

13.楔键和B，两者的接触面都具有1:100的斜度。

A.轴上键槽的底面B.轮毂上键槽的底面C.键槽的侧面

14.半圆键和切向键的应用场合是B。

A.前者多用来传递较大转矩，后者多用来传递较小转矩

B.前者多用来传递较小转矩，后者多用来传递较大转矩

C.两者都用来传递较小转矩

D.两者都用来传递较大转矩

15.花键连接与平键连接(采用多键时)相比较，C的观点是错误的。

A.承载能力比较大

B.旋转零件在轴上有良好的对中性和沿轴移动的导向性

C.对轴的削弱比较严重

D.可采用研磨加工来提高连接质量和加工精度

16.花键连接的强度，主要取决于C强度。

A.齿根弯曲B.齿根剪力

C.齿侧挤压D.齿侧接触

17.应用较广的花键齿形是C。

A.矩形与三角形B.渐开线与三角形

C.矩形与渐开线D.矩形、渐开线与三角形

三、简答题

1．根据用途不同，平键分为哪几种类型？其中哪些用于静连接，哪些用于动连接？

根据用途不同，平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。其中普通平键和

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薄型平键用于静连接，导向平键和滑键用于动连接。

2．薄型平键连接与普通平键连接相比，在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别？

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%，也分为圆头、

平头和单圆头三种形式，但传递转换的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴和一些径向

尺寸受限制的场合。

3.普通平键的强度条件怎样(用公式表示)？如何在进行普通平键连接强度计算时，强度

条件不能满足，可采用哪些措施？

普通平键连接的强度条件为：

pp

2000T

kld







T：传递的转矩；

k

：键与轮毂的接触高度；

l

：键的工作长度；

d

：轴的直径。

可采用的措施有：a.增大键和轮毂的长度，但键不宜过长，否则，载荷沿键长分布不均；

b.用两个键相隔1800布置；c.改用花键;d.更换键、轴或毂的材料。

4．为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔

180

的位置；采用两个楔键时，相

隔90120；而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？

两个平键沿周向相隔180布置，对轴的削弱均匀，并且两键对轴的挤压力平衡，对轴不

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产生附件弯矩，受力状态较好。

两个楔键相隔

90120

布置，若夹角过小，则对轴的局部削弱过大，若夹角过大，则两

个楔键的总承载能力下降，若夹角为180，两个楔键承载能力相当于一个楔键的承载能

力。

两个半圆键布置轴的同一母线上。半圆键对轴的削弱较大，两个半圆键不能放在同一横

截面上，只能放在同一母线上。

5.平键和楔键在结构和使用性能上有何区别？为什么平键应用较广？

平键的工作面是两侧面，楔键的上、下面为工作面；楔键的上表面和与它相配合的轮毂

键槽底面均有1:100的斜度，而平键无斜度。楔键连接的缺点是键楔紧后，轴和轮毂的

配合产生偏心和偏斜，因此楔键主要毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。平

键连接具有结构简单、装拆方便、对中性好优点，因此应用较广。

6.半圆键与普通平键连接相比，有什么优缺点？它适用在什么场合？

半圆键也是靠侧面来传递转矩，它工艺性好、装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的

连接。缺点是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用轻载连接中。

7．为什么在轴的零件图上，轴的键槽深度可以用t表示，也可以用

dt

标注？而在轮

毂的工作图上，键槽深度

1

t必须用

1

Dt来标注(

,dD

——轴的直径)？

轴上键槽深度(t或dt)或毂上键槽深度

1

Dt不受槽宽b的影响，测量精度及稳定性较

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好，故采用这种标注方法。

8．什么叫无键连接？它有何优缺点？

凡轴与毂的连接不用键或花键时，统称为无键连接。无键连接主要有型面连接和胀紧连

接。

型面连接：轴和毂孔通过非圆截面构成连接。型面连接装拆方便，能保证良好的对中性；

连接面上没有键槽及尖角，减少了应力集中，故可传递较大的转矩。加工工艺比较复杂。

胀紧连接：在轴和毂孔之间装入胀紧连接套而构成的一种静连接。胀紧连接定心性好，

装拆方便，引起的应力集中小，承载能力高，并有安全保护作用。由于要在轴和毂孔间

安装胀紧套，应用时会受到结构尺寸的限制。

9.销有哪几种？各用在何种场合？

销根据用途可分为定位销、连接销和安全销三种。定位销用来固定零件之间的相对位置，

它是组合加工和装配时的重要辅助零件。连接销可传递不大的载荷；安全装置中过载剪

断元件称为安全销。

四、计算分析题

1.图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键连接。已知：轴传递的转

矩T＝1000N·m，齿轮材料为锻钢，若

ss

0.5，许用安全系数2S。凸缘联轴器

的材料为HT250，工作时有轻微冲击，连接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型

和尺寸，并校核其连接强度。

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联轴器处的键：

根据结构要求，选用A型普通平键。由轴径70mmd，选取2012bh，根据轮毂宽

度

130mm

，选取键长

125mmL

。

校核：

0.50.5126mm;

12520105mm

kh

lLb





键的接触高度

键的工作长度

p

2

47.6MPa

610570

T

kld









根据表6-2知，轻微冲击下，HT250的许用挤压应力

p

50MPa





，所以

pp







，

故联轴器处键合用。

齿轮连接处的键：

根据结构要求，选用A型普通平键。由轴径90mmd，选取2514bh，根据轮毂宽

度

90mm

，选取键长

80mmL

。

校核：

0.50.5147mm;

802555mm

kh

lLb





键的接触高度

键的工作长度

p

2

57.7MPa

75590

T

kld









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根据表6-2知，轻微冲击下，钢的许用挤压应力

p

100MPa





，所以

pp







，故齿

轮处键合用。

2.图示牙嵌离合器在左右两半分别用键与轴Ⅰ、Ⅱ相联接，在空载下，通过操纵可使右

半离合器沿导向键在轴Ⅱ上作轴向移动。该轴传递的转矩T＝1000N·m，轴径

12

80mmdd，右半离合器的轮毂长L＝130mm，工作中有轻微冲击，离合器及轴均

为钢制。试选择右半离合器的导向平键的尺寸，并校核该联接的强度。

根据结构要求，选择A型导向平键。根据轴径80mmd，轮毂长度

1

130mmL，行程

长

2

60mmL及导向平键的标准长度系列，查表6-1知，

22mm,14mm,=180mmbhL

。

校核：

导向平键连接结构属于动连接，通常只需要进行耐磨性计算，校核其表面压力即可。



2000T

pp

kld



式中，转矩1000NmT，接触高度0.50.5147mmkh，轴径80mmd，

键的工作长度12

1

1306018022

130114mm

2222

LLL

b

lL







。

所以

20001000

31.3MPa

711480

p







。对于动连接，钢的许用压力40MPap，所以pp，

故该键合用。