第六章 键、花键、无键
联接和销联接
主要内容 键、花键联接的类型、结构、特点和应用，失效形
式和强度计算。
基本要求 1.了解键联接的主要类型、结构和应用特点，掌握
键的类型及尺寸选择方法，并能对平键联接进行强
度校核计算。
2.了解花键联接的类型、结构和应用特点。掌握花
键联接强度校核计算。对无键联接、销联接的类型、
特点及应用有一定的了解。
重 点 键、花键的类型、尺寸选择方法及强度校核计算。
概 述
1.轴毂联接, 支撑回转件的零件称为
轴，回转零件的孔及其周边部分称为
轮毂，所谓轴毂联接，指的是轴与毂
孔圆周方向的固定。
2.轴毂联接的分类
形锁合
圆轴（平键，半圆键，花键，切向键,销）
异形轴（成形联接）
力锁合 有中间元件（楔键，弹性环）无中间元件（过盈配合）
功用,1)实现轴和轴上零件之间的周向固定；
2)传递扭矩；
3)有些键还可实现轴上零件的轴向固定或移动。
键是标准件
一,键联接的功用和类型
类
型
?平键
?半圆键
?楔 键
?切向键
?普通平键
?导 向 键：
?滑 键：
实现静联接
实现动联接用于轴向移动位移不大的情况用于轴向移动位移大的情况
构成紧联接
?薄型平键
§ 6-1 键联接
键联接的类型、工作原理及特点
1.平键联接
圆头（ A型）
方头（ B型）
单圆头（ C型）
工作面,两侧面
1）普通平键
A型 B型 C型
工作面
工作原理,靠键与键槽两侧面的相互挤压传递转矩。
特点及应用,平键联接结构简单，装拆方便，
对中性较好，应用最广。
2）薄型平键
高度是普通平键的 60?70%，传递能力较低，常用于
薄壁结构、空心轴或径向尺寸受到限制的场合。
分为：圆头（ A型）、方头（ B型）、单圆头（ C型）
3）导向键 是一种比较长的平键
4）滑键
2.半圆键联接
工作面
工作面,键的两侧面
工作原理,靠键与键槽的互压传递转矩。
特点及应用,工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度
削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。
3.楔键
1,100
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
工作面,键的上下表面
工作原理,靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向
的轴向力，起单向轴向固定。
特点及应用,联接可靠，但对中精度差。适用于定心精度
要求不高，低转速的场合。
工作面
对轴的强度削弱较大。一般用于轴径大于 100mm的轴
上 。
4.切向键, 两个楔键成对布置在轴断面的切线上，一个切向键
可承受很大的单向转矩。当要传递双向转矩时，需
采用两个切向键。
工作面,相互平行的两个窄面
工作原理,靠工作面的挤压力和轴与轮毂的摩擦力传递转矩
特点及应用：
1,类型的选择,据联接的结构、使用特性、工作条件来选择。选
择时应考虑的因素有：
1）需传递扭矩的大小；
2）是否有相对运动；
3）滑动距离的长短；
4）联接中对心性的要求；
5）是否有轴向定位；
6）键在轴上的位置（中、端）等。
2,尺寸的选择：
L b
h
主要尺寸 b?h与长度 L
由轴的直径按标准选,
见 P103表 6-1
由轮毂的长度定：略
小于轮毂的长度
所选长度应符合国标
中规定的长度系列。
二, 键的选择
3.标注,键 b?h GB…
三,键联接的强度计算
1.平键联接的强度计算
失效形式,1） 键与键槽的弱者被 压溃 （静联接）；
2） 键与键槽工作面的 磨损 （动联接）。
静联接,挤压条件
32 1 0
[]ppFTk l k ld?? ?? ? ?
动联接,耐磨条件
k
mNT ??? mmhk 2?
2
3
/][102 mmNpk ldTp ???
注意,式中 为接触长度。l
][,][ pp?
查 P104表 6-2
}][,][,]m i n {[][ 键毂轴 pppp ???? ?
bLl ??圆头键
Ll?方头键
2bLl ??
半圆头键
][102
3
pp k ld
T ?? ???
][102
3
p
k ld
Tp ???
2.半圆键联接的强度计算 失效形式,键的工作面被压溃
32 10
[]ppT M P ak ld?????
Ll? 查标准??k
L
b
l
l
当采用单键强度不满足时, 应 采用双键, 考虑到载荷
分配不均的问题, 双键只能按 1.5个键计算 。 此外, 采用双
键时, 布置是有讲究的,平键 应间隔 180?,半圆键 应位于
同一 母线上, 楔键和切向键 应间隔 120?左右 。
说
明
§ 6-2 花键联接
1.组成,外花键、内花键
一,花键联接的类型、特点和应用
内花键
外花键
2.花键联接特点及应用：
1）各花键齿 受力较均匀；
2）轴和轮毂应力集中小；
3） 花键齿数多,承载能力大；
4）对中性好；
5）导向性好，
6）加工精度高；
7）需专门设备和工具。成本高。
适用于定心精度要求高，载荷大或需经常滑移的联接
3.常用类型有,矩形花键联接
渐开线花键联接
花键亦标准化，由国标可查
的 D,d,B,z。
1）矩形花键,
小径 d定心,定心精度高、
定心稳定性好。内、外花
键均可用磨削方法消除热
处理引起的变形。矩形花
键最为常用。
轻系列
中系列
id
2）渐开线花键联接
mmh a 4.05.0
4530
、
、
?
? ???
渐开线花键承载能力最大，可用制造齿轮的方法来加
工，工艺性好，精度也高，齿根强度高，应力集中小，易
于定心。多用于重要场合或适用于薄壁零件；
齿形定心
二,花键联接的强度计算
1.失效形式,压溃 —— 静联接
磨损 —— 动联接
静联接,挤压条件
动联接,耐磨条件
式中,?— 载荷系数,? = 0.7??0.8；
2
dDd
m
??
查 P108表 6-3][,][ p
p?
2
3
/][102 mmNz hl dT p
m
p ??? ?
??
2
3
/][102 mmNpz hl dTp
m
??? ?
l --为齿的工作长度,mm；
假设各齿的压力的合力作用在平均半径 dm处：
h--为齿的工作高度,，mh ?? 时?30? mh 8.045 ?? 时??
2.强度计算：
§ 6-3 无键联接
1.形面联接,光滑的非圆形截面
装拆方便；对中性好；应力集中小，但加工复杂。
摆 线
正方形
等距曲线
带切口圆形 三角形
椭圆形 六角形
2.胀紧联接
一,销联接的作用,固定零件间的相对位置，并传递不大的载荷。
有时也作安全装置中的过载保护元件（安全销）。
§ 6-4 销联接
二,销联接的基本形式：
圆柱销：多次拆装定位精度会降低。
圆锥销：有 1?50的锥度，安装比圆柱销方便，多次拆装
对定位精度的影响较小。
销已标准化了，使用时按标准选用。
三,销联接的强度计算
1.定位销：通常不受或受较小的载荷，不作强度计算，尺
寸由结构定，数目 ?2。
2.联接销,1）类型有工作要求选；
2）尺寸由结构或经验或规范确定，重要场合按
挤压强度和剪切强度计算。
3.安全销：直径由机器过载剪断条件确定。
机械设计作业集（ 2）,P6
6-16
联接和销联接
主要内容 键、花键联接的类型、结构、特点和应用，失效形
式和强度计算。
基本要求 1.了解键联接的主要类型、结构和应用特点，掌握
键的类型及尺寸选择方法，并能对平键联接进行强
度校核计算。
2.了解花键联接的类型、结构和应用特点。掌握花
键联接强度校核计算。对无键联接、销联接的类型、
特点及应用有一定的了解。
重 点 键、花键的类型、尺寸选择方法及强度校核计算。
概 述
1.轴毂联接, 支撑回转件的零件称为
轴，回转零件的孔及其周边部分称为
轮毂，所谓轴毂联接，指的是轴与毂
孔圆周方向的固定。
2.轴毂联接的分类
形锁合
圆轴（平键，半圆键，花键，切向键,销）
异形轴（成形联接）
力锁合 有中间元件（楔键，弹性环）无中间元件（过盈配合）
功用,1)实现轴和轴上零件之间的周向固定；
2)传递扭矩；
3)有些键还可实现轴上零件的轴向固定或移动。
键是标准件
一,键联接的功用和类型
类
型
?平键
?半圆键
?楔 键
?切向键
?普通平键
?导 向 键：
?滑 键：
实现静联接
实现动联接用于轴向移动位移不大的情况用于轴向移动位移大的情况
构成紧联接
?薄型平键
§ 6-1 键联接
键联接的类型、工作原理及特点
1.平键联接
圆头（ A型）
方头（ B型）
单圆头（ C型）
工作面,两侧面
1）普通平键
A型 B型 C型
工作面
工作原理,靠键与键槽两侧面的相互挤压传递转矩。
特点及应用,平键联接结构简单，装拆方便，
对中性较好，应用最广。
2）薄型平键
高度是普通平键的 60?70%，传递能力较低，常用于
薄壁结构、空心轴或径向尺寸受到限制的场合。
分为：圆头（ A型）、方头（ B型）、单圆头（ C型）
3）导向键 是一种比较长的平键
4）滑键
2.半圆键联接
工作面
工作面,键的两侧面
工作原理,靠键与键槽的互压传递转矩。
特点及应用,工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度
削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。
3.楔键
1,100
工作面
方头楔键 钩头楔键 圆头楔键
工作面,键的上下表面
工作原理,靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向
的轴向力，起单向轴向固定。
特点及应用,联接可靠，但对中精度差。适用于定心精度
要求不高，低转速的场合。
工作面
对轴的强度削弱较大。一般用于轴径大于 100mm的轴
上 。
4.切向键, 两个楔键成对布置在轴断面的切线上，一个切向键
可承受很大的单向转矩。当要传递双向转矩时，需
采用两个切向键。
工作面,相互平行的两个窄面
工作原理,靠工作面的挤压力和轴与轮毂的摩擦力传递转矩
特点及应用：
1,类型的选择,据联接的结构、使用特性、工作条件来选择。选
择时应考虑的因素有：
1）需传递扭矩的大小；
2）是否有相对运动；
3）滑动距离的长短；
4）联接中对心性的要求；
5）是否有轴向定位；
6）键在轴上的位置（中、端）等。
2,尺寸的选择：
L b
h
主要尺寸 b?h与长度 L
由轴的直径按标准选,
见 P103表 6-1
由轮毂的长度定：略
小于轮毂的长度
所选长度应符合国标
中规定的长度系列。
二, 键的选择
3.标注,键 b?h GB…
三,键联接的强度计算
1.平键联接的强度计算
失效形式,1） 键与键槽的弱者被 压溃 （静联接）；
2） 键与键槽工作面的 磨损 （动联接）。
静联接,挤压条件
32 1 0
[]ppFTk l k ld?? ?? ? ?
动联接,耐磨条件
k
mNT ??? mmhk 2?
2
3
/][102 mmNpk ldTp ???
注意,式中 为接触长度。l
][,][ pp?
查 P104表 6-2
}][,][,]m i n {[][ 键毂轴 pppp ???? ?
bLl ??圆头键
Ll?方头键
2bLl ??
半圆头键
][102
3
pp k ld
T ?? ???
][102
3
p
k ld
Tp ???
2.半圆键联接的强度计算 失效形式,键的工作面被压溃
32 10
[]ppT M P ak ld?????
Ll? 查标准??k
L
b
l
l
当采用单键强度不满足时, 应 采用双键, 考虑到载荷
分配不均的问题, 双键只能按 1.5个键计算 。 此外, 采用双
键时, 布置是有讲究的,平键 应间隔 180?,半圆键 应位于
同一 母线上, 楔键和切向键 应间隔 120?左右 。
说
明
§ 6-2 花键联接
1.组成,外花键、内花键
一,花键联接的类型、特点和应用
内花键
外花键
2.花键联接特点及应用：
1）各花键齿 受力较均匀；
2）轴和轮毂应力集中小；
3） 花键齿数多,承载能力大；
4）对中性好；
5）导向性好，
6）加工精度高；
7）需专门设备和工具。成本高。
适用于定心精度要求高，载荷大或需经常滑移的联接
3.常用类型有,矩形花键联接
渐开线花键联接
花键亦标准化，由国标可查
的 D,d,B,z。
1）矩形花键,
小径 d定心,定心精度高、
定心稳定性好。内、外花
键均可用磨削方法消除热
处理引起的变形。矩形花
键最为常用。
轻系列
中系列
id
2）渐开线花键联接
mmh a 4.05.0
4530
、
、
?
? ???
渐开线花键承载能力最大，可用制造齿轮的方法来加
工，工艺性好，精度也高，齿根强度高，应力集中小，易
于定心。多用于重要场合或适用于薄壁零件；
齿形定心
二,花键联接的强度计算
1.失效形式,压溃 —— 静联接
磨损 —— 动联接
静联接,挤压条件
动联接,耐磨条件
式中,?— 载荷系数,? = 0.7??0.8；
2
dDd
m
??
查 P108表 6-3][,][ p
p?
2
3
/][102 mmNz hl dT p
m
p ??? ?
??
2
3
/][102 mmNpz hl dTp
m
??? ?
l --为齿的工作长度,mm；
假设各齿的压力的合力作用在平均半径 dm处：
h--为齿的工作高度,，mh ?? 时?30? mh 8.045 ?? 时??
2.强度计算：
§ 6-3 无键联接
1.形面联接,光滑的非圆形截面
装拆方便；对中性好；应力集中小，但加工复杂。
摆 线
正方形
等距曲线
带切口圆形 三角形
椭圆形 六角形
2.胀紧联接
一,销联接的作用,固定零件间的相对位置，并传递不大的载荷。
有时也作安全装置中的过载保护元件（安全销）。
§ 6-4 销联接
二,销联接的基本形式：
圆柱销：多次拆装定位精度会降低。
圆锥销：有 1?50的锥度，安装比圆柱销方便，多次拆装
对定位精度的影响较小。
销已标准化了，使用时按标准选用。
三,销联接的强度计算
1.定位销：通常不受或受较小的载荷，不作强度计算，尺
寸由结构定，数目 ?2。
2.联接销,1）类型有工作要求选；
2）尺寸由结构或经验或规范确定，重要场合按
挤压强度和剪切强度计算。
3.安全销：直径由机器过载剪断条件确定。
机械设计作业集（ 2）,P6
6-16
